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硬脑膜是一种覆盖脑组织和脊柱的双层膜,是防止脑脊液渗漏、维持脑神经稳定的最终屏障,创伤、神经外科手术和术后并发症会造成硬脑膜撕裂或损伤。本课题模拟人体硬脑膜结构,制备由防止脑脊液泄露的致密面和促进组织再生的多孔面共同组成的双层硬脑膜补片。采用天然高分子甲壳素的衍生物为基质材料,细菌纤维素（BC）为补强材料,分别以戊二醛（GA）和柠檬酸（CA）为多孔面交联剂,制备改性甲壳素/BC双层硬脑膜补片,表征补片结构与性能。主要研究内容和结果如下:1、以β-甲壳素为原料,通过浓碱脱乙酰法和超声降解法,制备脱乙酰度（DD）为85.95%±0.52%、粘均分子量（Mv）分别为（1.00±0.01）×106、（0.94±0.01）×106、（0.85±0.02）×106、（0.80±0.01）×106、（0.74±0.02）×106的高分子量壳聚糖（CS）;以α-甲壳素为原料,通过碱化甲壳素氯乙酸取代法,制备DD为41%±1%、取代度（DS）为59%±2%的O-羧甲基甲壳素（O-CMCH）。2、共混CS和BC溶液,采用水平流涎法,制备CS/BC硬脑膜补片致密面,考察BC含量和CS的Mv对膜片性能的影响。结果表明,CS与BC相容性好,所得CS/BC膜片平整致密,柔软有韧性,宜于手术剪裁,BC的引入改善了纯CS膜遇水易弯曲和力学性能的缺陷。所有CS/BC膜片均能满足拉伸强度大于5 MPa,断裂伸长率大于10%的要求,不易被水浸润,具备一定的防细胞粘连能力,在静水压（约为6倍成人颅内压）下维持30 min不泄露,可承受颅内压,热稳定性好,适合高温湿热灭菌处理。使用Mv约为0.85×106的CS为基材、加入质量百分比含量为14%的BC,制备的CS/BC膜片性能较优,适合作为双层硬脑膜补片的致密面,其溶胀率为115%±2%,干态拉伸强度为111±5 MPa,断裂伸长率为23%±1%;湿态拉伸强度为24±1 MPa,断裂伸长率为32%±1%,体外酶解4周断裂强度保持率（BSR）为72.7%±1.9%,体外酶解8周质量残留率为76.5%±1.5%。3、以O-CMCH为原料,GA为交联剂,硼氢化钠为还原剂,采用冷冻干燥法制备GA交联O-CMCH多孔膜,探讨GA交联O-CMCH的最优条件;引入BC构建O-CMCH/BC的多孔膜,探讨BC含量对GA交联O-CMCH/BC多孔膜形貌和性能的影响。结果表明,当GA浓度为0.30 wt.%时,交联O-CMCH多孔膜各项性能最优,且发生溶胶-凝胶转变过程容易控制;引入BC后,多孔膜的溶胀率略微增加,力学性能得以改善。由BC含量为0.11%的溶胶制备的交联O-CMCH/BC多孔膜各项性能最优,其平均孔径为127±51μm,孔隙率为97.5%±0.4%,溶胀率为3,398%±83%,骨架交联程度为96.87%±2.04%,拉伸强度为1.42±0.04 MPa,断裂伸长率为9.7%±0.5%,体外酶解5周时的质量残留率为46.8%±4.4%,体外酶解性能符合医用要求,热稳定性良好,适合为细胞的粘附、迁移、生长提供支撑。4、不使用具有潜在毒性的催化剂和脱水剂,以O-CMCH为原料,CA为交联剂,采用冷冻干燥法制备硬脑膜补片的多孔面,探讨CA交联O-CMCH的最优条件。结果表明,CA与O-CMCH之间不仅存在物理交联作用,在高温下还可发生化学交联形成酯键,当交联温度为145℃、m O-CMCH:m CA=5:2时,O-CMCH多孔膜性能最优。引入BC后,构建O-CMCH/BC的多孔膜,分别探讨BC含量及交联时间对O-CMCH/BC多孔膜形貌和性能的影响。结果表明,BC增加了多孔膜的孔隙率、溶胀率和骨架交联程度,力学性能得到改善,延长交联时间对交联程度无明显增益。当BC含量为0.11%、交联时间为20 min时,O-CMCH/BC多孔膜各项性能最优,适合作为双层补片的多孔面,其孔径大小为136±34μm,孔隙率为95.45%±0.76%,溶胀率为2,042%±62%,骨架交联程度为87.7%±1.3%,拉伸强度为0.50±0.05 MPa,断裂伸长率为7.9%±0.6%,体外酶解8天时的质量残留率为5.4%±3.4%。5、按最优致密面和多孔面的制备条件,分别使用GA和CA作为多孔面交联剂,将多孔面溶胶倾注于致密面后冻干,制备9种厚度不同的双层硬脑膜补片,并测试其性能。结果表明,采用上述方法制备的双层硬脑膜补片,表面平整整洁,柔韧可透光,其多孔面和致密面层间结合紧密,无过大空腔,多孔面孔径在90～200μm之间,多孔分布均匀,连通性高,双层补片可随意弯曲、剪裁,易于外科手术操作。致密面厚度超过0.04 mm、总厚度不超过400μm的双层硬脑膜补片的各项性能更优异,多孔面交联剂为GA的双层硬脑膜补片均能满足拉伸强度≥5 MPa、断裂伸长率≥10%的要求,较多孔面交联剂为CA的双层膜更优。6、本实验所采用的双层膜制备方法简单有效,制备的双层硬脑膜补片细胞相容性良好,无细胞毒性,符合Ⅲ类医疗器械体外细胞毒性要求,且试验组对比空白对照组在细胞增殖方面表现出显著性差异,说明补片不仅可以为细胞繁殖、迁移提供支撑,还可促进细胞增殖生长;补片在小鼠腹腔环境内可保持材料自身不变形、不皱缩,未引发组织病变、坏死及慢性炎症,组织炎症程度轻,补片致密面具备一定的防粘连性能,补片多孔面可促进自体细胞生长繁殖且吸水凝胶化后提供一定的组织粘合效果,可进一步提高封闭致密性,双层硬脑膜补片组织相容性良好。