新型人工硬脑膜和自体膜的对比实验研究

新型人工硬脑膜和自体膜的对比实验研究 新型人工硬脑膜和自体膜的对比实验研究 中华神经医学袭盍Q鱼生鱼旦箜鲞箜鱼塑:Q鱼,o 新型人工硬脑膜和自体膜的对比实验研究 史志东郭英王昆唐录英何倚华喻中和 【摘要1目的通过对新西兰大白兔和本地犬的开颅手术,对比观察应用新型生物型人工硬脑膜 及自体骨膜来替代原生硬脑膜的转归.方法全部动物共分为6组,兔9只,分l,6,l2个月三组 fn=31;犬l2只,分12,24个月及更长时间i个组(n=4).每只动物分别应用新型硬脑膜及自体颅骨膜替 代原生硬脑膜,手术后主要观察不同植入物在各组动物体内的转归.结果因两种替代材料替代 动物原生硬脑膜6个月或以内实验动物的解剖未达到完全愈合,故呈不典型性,无代表意义.l2个月 或以后的实验动物解剖显示,两种替代材料外表面与颅骨膜有少许粘连,易分离,与周边缝合的原生硬 脑膜已完全愈合,不可分辨,不能分离.从两种替代材料内表面来看,新型人工硬脑膜生长更接近原生 硬脑膜.与脑表面无粘连或偶有丝状粘连;而自体骨膜与脑表面有丝状粘连并有少许柱状粘连.组织学 镜下显示,植人物与宿主之间无嗜中性粒细胞,淋巴细胞等炎症细胞反应,无囊壁形成.新型人工硬脑 膜内表面可见上皮细胞覆盖,上皮下可见纤维组织增生,纤维母细胞增生,植人物被降解,总量明显减 少.内部可见毛细血管.结论新型人T硬脑膜的特性使其能产生上皮,不易形成与脑组织的粘连, 并逐渐被自体组织蚕食,降解和替代,达到具有实际意义的硬脑膜重建.新型人工 硬脑膜在修补硬脑膜 缺损的实际应用中比自体膜有更大优越性. 【关键词】人工硬脑膜;自体膜;实验;外科手术 【中图分类号】R65l【文献标识码】A【文章编号】 Comparativestudybetweenanewartificialduramaterandautogenousperiosteuminreplacing orthotopicduramaterSHIZhi-dong,GUOYing,WANGKun,TANGLu-ying,HEYi-hua,YU Zhong—he.DepartmentofNeurosurgery,Aj~liatedHospital,SunYet— senUniversity,Guangzhou 5l063o.China 【Abstract】0bjectiveTocomparetheevolutionofanewartificialduramaterandautogenous periosteumafterreplacingrespectivelyorthotopicduramaterbymeansofperformingtheskullsurgical operationsonNewZealandwhiterabbitsandlocaldogs.MethodsAllanimalsweredividedinto6 groups.Ninerabbitsweredividedinto3groupswithl,6and12monthobservationrespectively(n=3);12 localdogsweredividedinto3groupsobservedfor12,24monthsandlongertimeperiodrespectively(n=4). TheduramaterofeachanimalWaSreplacedbyimplantinganewartificialduraandautogenousperiosteum. Aftertheoperation,theevolutionprocessofthedifferentgraftsineachgroupwasobserved.ResultsThe zootomyin6monthsorwithinofthetwomaterialsbeingusedtoreplacetheanimal'Sorthotopicduramater showednotypicalsignificanceduetotheincompletecure.Thezootomyin12monthsorlatershowedalittle biteaSilydetachableadhesionoftheoutsidesurfaceofthetworeplacementmaterialstotheskull periol~eum.Theanimal'Sorthotopicduramatersuturedaroundcuredcompletely.withoutvisibleinterface betweentheimplantedduraandtheorthotopicduramater.Theinnersurfaceofthetworeplacement materialsshowedthatthegrowthofthenewbiologicalartificialduramaterismuchclosertotheorthotopic duramater,withnoadhesionoroccaSionalfilamentousadl1esiontothebrainsurface.whiletherewas filamentousadhesionandalittlepillaradhesionbetweentheautogenousperiosteumandthebrainsurface. Histologicalandmicroscopicobservationsshowedthattherewerenoinflammatorycellularfactorssuchas neutrophilcells,lymphoidcellsandSOO11,andtherewasnocystwallattheinterface.Theinnersurfaceof thenewartificialduramaterWaSseentobecoveredwithepithelialcells.Theproliferationsofthefibrous tissuesandfibroblastwereseenundertheepithelia.Theimplantedmaterialwasdegradedwithadistinct reductioninitstotalamount.Capillarieswereseeninsidethemateria1.ConclusionThenatureofthenew 基金项目:广东省科技厅科研基金(2Oo4B338Ol007);广州市科技局科研基金 (2oo4Z2.E0181) 作者单位:510630广州,中山大学附属第三医院神经外科【史志东 (Email:shiidong2@163.eom),郭英,何倚 华】,骨外科(王昆),病理科(唐录英),外科动物室(喻中和) ? 589? ? 基础研究? 中华神经医学杂志20Q生旦箜鲞箜塑 artificia1dummaterallowedepithelialcellstogrow,avoidedtheadhesiontothebraintissuesa ndwould graduallybeencroached.degradedandreplacedbytherecipient'sautologoustissuesSOthatt heduramate c0uldberec0nstmctedinapracticalsense.Thestudyrevealedthatthenewartificialduramater hadamuch morepracticaladvantageovertheautogenousperiosteuminthereparationoftheinjureddura mater? 【Keywords】Artificialduramater;Autogenousperiosteum;Experimentation;Surgical operation 在神经外科手术中,用替代材料修补缺损的硬 脑膜对于维持解剖学的完整和保护脑组织是十分必 要的.目前主要是应用自体膜及人工硬脑膜做替代材 料来修补缺损的硬脑膜.在欧美等发达国家,现已基 本上不用自体膜.在中国,因为各个地区经济发展不 均衡及医生本身操作习惯等诸多因素,人们并没有放 弃传统的自体膜(如骨膜,肌筋膜等),大部分地区仍 然在使用自体膜.目前临床使用的人工硬脑膜均为进 口.这些材料虽然有各自的优点,但离理想的要求还 存在一定的距离,在国内应用亦不广泛,所以探索更 加实用的新型材料的努力也没有停止过[.我们利用 异种天然生物材料[.经过去抗原处理及蛋白修饰等 生化改性后,研究开发了一种新型生物型人工硬脑膜 (已获国家食品药品监督管理局注册,注册号:国食药 监械字2004第3061283号).该材料不但具有良好的 组织相容性和理想的机械特性.还允许自体细胞长入 其中.逐渐代谢替代材料并形成功能性新生组织,可 望成为一种更为实用的硬脑膜替代材料. 材料与方法 一 ,实验模型 实验动物购买于中山大学动物实验中心.经过检 疫及动物伦理学认证.符合医学实验用动物的各种要 求.新西兰大白兔9只,0.5岁,体重2,3;本地杂种 健康犬l2只,雌雄不拘,2岁大,体重15-20kg.将新 西兰大白兔随机分为A,B,C三个组.每组兔3只: 将本地杂种健康犬随机分D,E,F三个组,每组4只. A组观察期1个月,B组6个月,C组l2个月;D组 l2个月,E组24个月.F组大于24个月(F组为长期 饲养,饲养至动物病逝或终老死亡前).在饲养新购买 的动物2周中,观察它们的健康,生长发育情况以及 喂养习惯后,方可开展试验.进入实验的动物实行全 麻,双顶开颅,人为制造双侧部分硬脑膜缺损及软脑 膜损伤,然后以新型人工硬脑膜及手术区域自体膜分 别实施硬脑膜修补术.术后对动物进行常规的喂养观 察,分别在术后各个组观察期满时在替代部位采集标 本,对比观察大体标本和镜下组织,分析不同时期的 替代材料的演变过程. 二,植入材料 新型人工硬脑膜取材于猪的心包膜及大血管膜, 经过环氧化物固定.多方位去抗原处理,蛋白质分子 修饰增韧,粘附及富集生长因子的表面功能化处理等 改性后制成,属于异种天然生物材料.该材料通过了 中国药品生物制品检定所临床试验前的各项指标检 测(QZ200401088).其中细胞毒性试验结果一级以 下:致敏试验结果阴性;遗传毒性试验的Ames试验, 染色体畸变试验,微核试验诸项指标均符合 GB/T16886中的有关规定.材料的主要机械性能测试 结果为:所有样品的拉伸强度均大于l200ld'a(技术 要求不小于l200kPa.实测结果为4500~6500 ld'a);扯断伸长率均大于20%(技术要求不小于20%, 实测结果为41%-46%).用于本实验研究的样品为生 理盐水浸泡的湿态包装并以钴一60辐射灭菌. 三,手术方式 对本地犬组动物实施硫苯妥钠静脉复合麻醉.剃 双顶部头毛,置于专用的动物手术台上.腹卧位,以碘 酒,酒精消毒,铺无菌巾.头顶正中,纵向切开.单极电 刀切开双头顶部肌群.用骨膜剥离器分离骨膜.暴露 双顶部颅骨4crux3cm的颅骨板.用高速磨钻磨开颅 骨,形成2.5cmx2.0cm左右的双顶部骨窗,用骨蜡颅 骨板止血.电灼烧灼硬脑膜血管.使血管收缩预防及 减少出血,用眼科剪刀剪掉双侧2cmxI.5cnl大小的 圆角矩形硬脑膜,人为制造出双顶部的硬脑膜缺损. 切除硬脑膜后,为模拟脑表面损伤的手术病例.在暴 露的蛛网膜表面.人为电灼.造成5个lmmxlmln 大小的损伤点.将人工硬脑膜从包装袋中取出.修剪 成相应形状及尺寸的替代物.光面向脑表面.修补于 左顶部的缺损,用3/0无损伤丝线间断缝合.针距4 nli/l.用圆针,4号丝线缝合肌肉.取右侧手术部位的 颅骨骨膜(比右俱IJ硬脑膜缺损稍大),泡于生理盐水中 备用.使用时骨膜颅骨面向脑表面(其他步骤同人工 硬脑膜修补术).三角针4号丝线缝合头皮.整个手术 过程中彻底止血,如渗血较多,放胶片引流. 新西兰大白兔虽身体较小,头颅也较小.但它头 顶平(犬为尖顶),头顶部无肌肉,易于暴露双顶骨及 开较大骨窗,所以双侧头顶骨窗只比犬稍小.手术方 式基本同本地犬. 四,术后处理 I .-f}I.j.2?t}^-^fI:第f11C'hi.JNetn)?cd,)lilly2(R}6VN5No^? 1幅骑t世0…物I{LI物芷仑清 』逆弗场fl:刊,澉常山I础谴捧栅'【 托II,斑于水『Ir爱进?龟谴.儿蹙非?捧 岫蝇察动物仃』J常做水膻?他轩山帅f 讪『ciIil脱咏冉【rH}【_』终协tJl起岫氆劬睢 褂.仃"常现象髓lIII.j报.帆m址i十1- 动物川小'J垭J鼬慨披九池胸Jf啦州i仆 矧F求刊足水3dIAJf{2献d8()] 憾/液肌I刷:'祟2践d.【】5g肌 肘啦4-6d,卉慌采1趺/d8flJ—位/趺JJJLq :斌锥粜I改,0.5敬肌J水|_一7d拆'. 陇艇?l蝴铒几侏l【【2hlll外 动新腰凡j'I见r?补澉?,川抗_l_翥 ,.小J取样 并曩验曲物例律刊i12i~II,l川-_拧功物擗 j睦r吼仃?堪.嗵H.纾离醛群机^的1?州利仆 是m.静脉"=.气姓化物.掀Jr,?lR 件ft材料业J啪虮{]tq呲帆嚓恤^外IllI |l地0删J?IIi[!j走乐,1几性II,/'嚏qFII】J 脯f圳的蛙况小城】淹池丁?:一林『, I墙把杯水帆端t啦程州l,般钎料 J,:一怵定1IqJ.取r术他J曲I1.肯 fr蚺乜川i.?FIE也 结果 壮动物蚍 I脚It扯【:,求』^j骑"蚪仃2【I 艇廿圳rr水J9JJ歧II,,川此I,破,Dl 新州太门缸止麻酣北I记rF41』j地 L.被III几B1 水聍尢i舒物忾挺"H.『n女J.}? 邪正l淑正舒泌物九苻澉蛳幅{屯,l_术』 世昆址啦LI常础岫j一I0,泄fl啦脱逛曲 障僻』(部分动物伴琐定?川D川I17,动l物r 水}I伽幢生坝腑丧仉I?,.ll,f…较彩绎惭;片ll_ 迹止.术Jf【侧盔1J】.7df—慨FIl【 物术后5dfI战从倘?Ii.J嚆素肌汁2 状.8(I玎'p/3d』慨E州1动物水 3d托IIIT:f!~.1_服环尜2dIJ"iliF勒栅术!^ 个』J臀部魄疡.?川州f洗也址5d『..愈BH 劬物水4个门珊烈删后爪龇蜥,川rI,"i,[ri~L 患处啸疗,4dJr愈舟C纰物水II川…理『l 删前爪f;}}睇.经用甲们忡心处冶r,J,|l』.-[j 转.潜}疡k翊愈刊I21,川蛆寮黼^解洲功 物 一 标半岛察 ..kI,血:州r血较小.r水伽0jl仆 刺观岐J睢掷址I竹^恒』i1n'僻削世 常胜{眦州嘶经过JL倒水.水雠累i比较 蛐纬验般得J.比较满意巾.?外,山] 纽饱ff嗡时iJ较蜘6个?或l_幢础l拗斜剖憧 小眦凡物k刮宅愈f}.,帆忡.屯心是苣卫 也K腱删己.找到胁,?成tI忙液. 怵峨置钠柿怵慷斛卅;8(tJJIj19川止【忏头顶部 肌止{l_Im:i帆选仙人物外^】r_?f_].虽f】少1F 牯毪1I.舟较橙.儿fmL将.川』轻}}斜什圩 肖妫求l堪撵山片怕人_托外文T[I1仵摊^ 址蜓功l托.Lg,T术一Ii心.krf枇似l m,?哪lp,h..他也仙人斯膻J珂lf』#地 tl'lml1胀出怀水』,~-ili物边与辛的连 接处'J行分辨愈.化连的纯 引l】 '.II 目I侮仆什Jm0mr?JI FigI【I11ll'?l"'【wrcpairi*lgn1nllincnnT1.cr?】 ??hdun1l1lc 山』'』i2_】或ll瑚物I'1町种物点IflT f19她脊新一几I删腑憷,K缇近,l_碰眦, 矗I)tl'l~jfJ『胜新『纵.盘0f连E 仃If鼬k耕FZil;Ill?l悱刖』腑&lH【仃抒状连J】 仃,隍"『2l怀水艏趣il'iTIll96十J』眭【I衍你1 I书Iri!f【【_J蔓他 ^LrI… 一.I[k}ftw " o… vil1l'】1I1?Lu【 一 怀悦r挚舰寮 呲察I2川或f动物.人柳与宿主之问未 - 200t~IInIInnII,!l(l1nJNeufilmedJI||1c2006VuI5N0^ I~111J觅小川等卅什'3D【物八 几I耻J艇Iflf,,f是IllII,Jl?JIf2柏. 懂F-J纤维嘴,llri:j忸J竹憧玎 多,鲰^物l…I1折_ll}增.I 【娃人nfr't凡捌i/.1州i_l=三啦此J::恤几物 . ?fIllp.部'J见l圳irll莆拦 11}mm_棒mlm冀…啦恒jfi'i靳- }r维ll织…凡物f'杆蛏,ifii九皑战u% 膛艟肼i常 目f_?i川?l n#i~uLioI1l?c"IIcIL!…j 愀置镟遗蒙.一?神茕…j30啦九 钟J.体1'19…竹体j__l=II?if膜世州烈锕电.lt垧 他捕】性『r】J底救frl物f't制f?1Neur~l_ Pai~h.BZBraun),料牝1定iiI胜I牝他… 他,似n水九物终『啪nJ址,1此々凡I tl[JJII.』惭f睫14lt2-fi!j付.,lJ F水tfj川欣mnl心】'城 普』抗喙灶胖呐物?料1鲐性一阱她 的牛心位Jllll(DuraGuardSynovisLilt"l'echnologies lnc)J儿抗感lift』J籁JI抱们I耻惮拉 近.扯转^ln_化j崩分于成倒抖世杠 l多被川.仃m,流7-…趟坍.然I(I1I 【址'{2水n』,十片种II抗昧帕l川.引J 战1.Jh反应怕4质朴眨J赴舒JIT『I堕 的粜仔flI?;?昕,忖',惭1jm的|1}斛 1,mJJ?的f续处-llj城:J立驾f制I1 然il较.特绌川litI:.儿'r,制的h1,片 命1t然1剁的贱,引lIrI『川l『』挺 l?,…【I存I即Ill1li'/钏胞llrJmA l的f凡化进._Iij化悄^n{ 靳卅制J啦J的川呲lI蜘利科(TachuC'omh) …J坝喊饷雌悔r水i爱忖们机谶能较 1降f蚀JlA.,能n山常规利十}越川r蚀腑 蝗}I,'itIt.址r=彻雌缺较几.J1较高的情 J能仙川 m然儿世【I料【IJqI,较多引}j一 怖墩?心旧Irll,fi'fi:~ltfE1=?择l戏什 物.JI舣材』幢:受.r术襞 I~i,JIJII~lmJ译缺点.小褂fi-州f'发胜地辨.峨等 欺选?京ll…{】搬J矗f1:被l嫡}随蛳伤岫 I.1休IfJ.0IJL~fl【织『宅f噬的《】连. 甘地蛳州啦J旧舱ml,JE练行敲州想 "f刊川件补正然物制经世衍i'l~j环化物 ,姓眨多』趺多位的l化?后.究yr发 I新fI_物'几I伽脯膝陵?料似II打良好 I'l!Jj忭HI理也旧"l他?.圯l1…乖细胞【 ^馒饰If酣八料州B蜮nfi碾雌功能的 f小-?J成匈皿,r}】的舢蚋惟特代利 剩小?(IJLir血)悯斯川【3r_)恒f】j凡u骑 -墒illir"料r19矗书tHl仃救山十动物辘小 蚍螭州鞍求能克舒!【人』材牡}I'I身的转JJJ趋 铸,l眦f利比删究研究lI较几讪物尤 i蛆骗州钍.桃寮K{新凡L删岫帷 …1-帔z?t,"旧攫ILj践新'材履腑雌替代物 rl!jiJI觏" .I_物ki删lhiil艇上l=_凡骢足6J』_,f,外^ 触il'l~J新纰..]lilt1面llL~i_-flI?删面仃 『Jt趣.世有j删i组纵迎;H街处I'10卅li'iI新1] 【!lie向织丹疏橙J啦}rfJI]?世不蜻凡 …八料.脬成带肌n新r日埔?H外建 址计钟情八材料jr婿陡1译御}啦收?n董物H 料呐奸特匍;肚"T黻饥体啦收利川岫胺脯1g J物J矗址泄仃眦莽州li均挺厦幢竹『崔'特__=三 J戊.造韭'盘髓"的f{"l制作几I懈脱fAl凡9 JjJI,J删僻较I佑杯书懿k髓断I1I镜j, 圳【眦IflI此处越过50%10恤凡例 诎f批?蚍所阡f?雏l』J1年引轼.酱 丑!断地陛^抒制盘馥l~ih'i八料.从 h舡…l-r材制髂.J『I;I漩佑上新flI封l 地照』I,新虮织替代过'I #I'l!j缓性降竹,做仆IJIc小艘^利料m然 j*r【L牲惟的儆矾f};志.鼹纤绵求肿厢惭J譬 …凡儿nJJ!Ji}赣蚌』种诎劬降晰特悱.J旧iJ 坼计f?n"圳n刚协修复过'-l1.』I 然^?【jJ卜愎.小1JJ蝻ll磐旧0I J生'1敞帕i那fF'l~l阿蛤件ft成.凡j艇腑憾蛀终 雌JIfelfin"【糸髓阡确和阵代删HfJ 意Z帕』flit?c!取建 _}】l?埘I2t?或【I实验动物的伽察枯脱.新 中华神经医学杂志2O生旦箜鲞箜塑djQ 型人工硬脑膜的特性使其产生上皮,不易形成与脑组 ,降解和替代,未见 织的粘连,并逐渐被自体组织蚕食 排斥反应,并且取材方便,操作简单,能达到具有实际 意义的硬脑膜重建.新型人工硬脑膜在修补硬脑膜缺 损的实际应用中比自体膜有更大优越性. 志谢衷心感谢广东冠吴生物科技有限公司朱卫平总经理给我们提 供的实验机会;感谢美国科学家郭晓明博士在生物工程学方面的专利 技术及指导应用;感谢暨南大学生命工程学院院长徐国风教授的全面 技术指导;也感谢冠吴生物全体员工的配合 参考文献 1孙梅.黄楹.硬脑膜替代材料在神经外科手术中的应用[J].中国微 侵袭神经外科杂,2003,8:7-8. 2史志东,陈明镇,郭英,等.生物型硬脑膜原位植入转归实验研究 【J】.中国神经精神疾病杂志,2005,3l(4):260—263. 3中国药品生物制品检定所检验:QZ200401088[S].2004. 4金澎,徐如祥,姜晓丹,等.骨髓源性神经干细胞体外培养体系的 安全性评价【J】.中华神经医学杂志,2005,4(1):6-10. 5VinasFC,FerrisD,KupskyWJ,eta1.Evaluationofexpended 593 polytetrafluoroethylene(ePTFE1versuspolydioxanone(PDS)f0rthe repairofduramaterdefects[J].Neurolres,1999,2l(3):262-268. 6FilippiR,SchwerzM,VothD,eta1.Bovinepericardiumfor duraplasty:clinicalresultsin32patients[J].NeurosurgRev,2001,24 (2—3):103—107. 7于书.赵继宗,孟国路,等.胶原海绵人工脑膜临床应用研究【J】.中 华神经外科疾病研究,2003,ll:7-9. 8ReddyM,SchogglA,ReddyB,eta1.Aclinicalstudyofa fibrinogen-basedcollagenfleeceforduralrepairinneurosurgery【J】. 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(收稿日期:2006—02—20) (本文编辑:张玲) 《神经损伤与功能重建》杂志征稿启事 《神经损伤与功能重建》杂志(原刊名:国外医学物理医学与康复学分册)是经中华人民共和国新闻出版总署批准,由中华人民 共和国教育部主管,华中科技大学同济医学院主办的神经科学专业学术性期tq(季刊).ISSN1001一l17X.CN42—1759/R. 本刊人选为中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊,被中国核心期tq(遴选)数据库收录.本刊由中科院院士杨雄里,王永炎 等担任名誉主编,由同济医院神经内科主任王伟教授担任主编 本刊紧跟国际神经科学发展趋势,对神经系统疾病的基础与l临床研究热点,予以实时追踪,报道.新颖,报道及时.突出科 学性,创新性和实用性. 本刊以从事相关科研,l临床医疗T作者为读者对象.主要栏目有:述评,论着(进程研究与l临床研究),短篇论着,重大科研结果 (包括阴性结果)报道,综述与编译,继续教育专栏,学术交流,病例讨论,讲座,会议纪要,新药介绍,读者来信,学术活动预告,书评 或书讯.现面向国内外医学院校,科研机构及医疗单位征集稿件. 本刊具有学术水平高,指导性强,容稿量大,刊登周期短,信息时效快等特点.编辑部对来稿及时进行处理,收稿后2周内给予 回执,对于网上投稿者,我们将在投稿后1周内发送电子回执,如需书面通知请及时来电告知.为了快速处理稿件.欢迎电子投稿. 来稿请寄:武汉市解放大道1095号(同济医院内)《神经损伤与功能重建》编辑部雷琪收; 邮政编码:430030电话:027—83662686;传真:027—83662686;Email:sjsscjtjh.tjmu.edu.ca