本發明涉及顱骨修復領域，特別涉及一種全降解多層復合結構顱骨修復網及制備方法。

背景技術：

1、顱骨是保護大腦等重要器官的關鍵結構，但由于事故、疾病等原因，容易造成顱骨損傷。顱骨缺損是臨床上較為常見的顱腦外傷的常見后遺癥，不僅會導致患者顱骨畸形，影響患者心理，嚴重情況下可能導致患者神經系統損傷。但是，通過應用合適的顱骨修補材料對患者顱骨形態及腦功能的恢復具有積極意義。顱骨修補材料先后經歷了自體骨、有機玻璃、硅橡膠、骨水泥、鈦合金、聚醚醚酮等階段，但這些材料均存在一定的缺陷，不能完全滿足顱骨缺損患者的需求。例如，自體骨雖然術后很少出現排異反應，發生感染風險低，但是自體骨取材有限，組織保存及處理過程繁瑣，應用條件受到各方面限制，僅適用于小面積顱骨缺損修復。鈦網具有質量輕、穩定性好、生物相容性好等優點，但鈦網術中可塑性差，不易調整，而且容易形成偽影影響圖像效果，難以判斷植入物附近出現血腫或腫瘤等現象。聚醚醚酮(peek)材料影像兼容性好，無偽影，而且彈性和能量吸收特性比鈦更接近骨骼，但是其與周圍組織的整合性差，容易感染及形成皮下積液，術后感染率較高。

2、此外，目前臨床上主要使用的顱骨修復支架都存在不可降解的問題，長時間存在于顱骨缺損區域容易引發感染且不利于顱骨再生。為了能夠促進顱骨的修復再生，一些研究團隊開發了商用的膠原膜，但這種商用膠原膜缺乏分層結構設計和有效的力學支撐，而且降解速度快，對顱骨再生的促進作用有限。可降解金屬支架不僅具有良好的力學支撐作用，而且降解離子具有成骨或者抗菌性能，但由于臨床應用上金屬支架通常經過一定塑性變形，可能導致支架局部應力過大，降解過程中離子釋放濃度不可控，造成細胞毒性。因此，開發一種兼具優良生物性能和力學性能的骨替代材料用于修復顱骨缺損具有重要的臨床意義。

3、本發明針對顱骨缺損的特殊環境以及生物活性材料和可降解金屬支架的特性，提出了一種全降解多層復合結構顱骨修復網及制備工藝。

技術實現思路

1、本發明的目的就是克服現有技術的不足，提供了一種全降解多層復合結構顱骨修復網及制備方法，區別于臨床上使用的不可降解支架以及市售骨修復膠原膜，該復合結構不僅具有適宜的降解速度，而且具有足夠的力學支撐以及良好的生物活性，保證在顱骨修復期間緩慢降解的同時促進顱骨生長。此外，這種植入體可以根據患者顱骨缺損形狀定制，較好地貼合患者顱骨損傷部位。

2、本發明采用如下技術方案：

3、一方面，本發明提供了一種全降解多層復合結構顱骨修復網的制備方法，包括：

4、s1、制備致密膠原鑄膜；

5、s2、制備合金網狀結構；

6、s3、制備多孔靜電紡膠原膜；

7、s4、在步驟s1得到的所述致密膠原鑄膜表面上鋪放步驟s2得到的所述合金網狀結構，滴加粘合劑，再將步驟s3得到的所述多孔靜電紡膠原膜貼合在所述合金網狀結構的表面上，按壓，待三層結構完全貼合，放入恒溫培養箱干燥，即得所述全降解多層復合結構顱骨修復網；

8、步驟s1、s2、s3無先后順序。

9、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟s1中，制備致密膠原鑄膜的方法包括：

10、s11、將膠原蛋白溶解在六氟異丙醇溶液中，攪拌，確保完全溶解形成膠原溶液；

11、s12、將配好的所述膠原溶液放入真空泵中，抽取氣體，去除所述膠原溶液中的氣泡；

12、s13、在培養皿上平鋪一層鋁箔，將膠原溶液倒在鋁箔表面，待溶劑蒸發以后即得一層致密的膠原鑄膜；

13、s14、將步驟s13得到的所述膠原鑄膜浸泡在edc和nhs無水乙醇溶液中進行交聯。

14、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，

15、s11中，按比例將1.6g膠原蛋白溶解在20ml六氟異丙醇溶液中，攪拌12小時以上，完全溶解形成濃度為8％(w/v)的膠原溶液；

16、s12中，所述膠原溶液放入真空泵中抽取氣體30min；

17、s14中，edc和nhs的濃度分別為20mm和10mm。

18、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟s3中，制備多孔靜電紡膠原膜的方法包括：

19、s31、將i型膠原蛋白溶解在六氟異丙醇溶液中形成膠原溶液；

20、s32、磁力攪拌步驟s31得到的所述膠原溶液設定時間以后，用注射器抽取膠原溶液，固定在恒流泵上，將高壓靜電發生器的正極接到針頭上，負極連接到接收板上，接收輥筒上卷取一層箔紙，用于接收靜電紡纖維；

21、s33、設定推注流速、接收轉度、接收距離及電壓，開始紡絲，紡絲完成后取下箱紙，得到靜電紡膠原膜；

22、s34、將步驟s33制備的靜電紡膠原膜浸泡在edc和nhs無水乙醇溶液中進行交聯。

23、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，

24、s31中，形成的膠原濃度為8％(w/v)；

25、s32中，磁力攪拌步驟s31得到的所述膠原溶液24小時以上，箔紙為鋁箔紙；

26、s33中，設定的推注流速為0.05ml/min，接收轉速為200r/min，接收距離15cm，電壓﹢19v/﹣2v；

27、s34中，edc和nhs的濃度分別為20mm和10mm。

28、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟s2中，制備合金網狀結構的方法為：

29、s21、將合金鑄錠進行熱處理，得到均勻化組織；

30、s22、將鑄錠進行機械加工，得到第一設定厚度的模板；

31、s23、采用熱軋加冷軋相結合的方式，將模板軋制為第二設定厚度的薄板；

32、s24、利用激光切割技術將軋制的0.1mm厚的合金薄板切割成設定的網狀結構，清洗去除表面氧化層。

33、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，

34、s21中，熱處理為：在350℃保溫2小時以后隨爐冷卻；

35、s22中，所述第一設定厚度為1cm；

36、s23中，所述第二設定厚度為0.1mm；

37、s24中，使用0.3m的乙酸清洗。

38、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，步驟s4的具體方法包括：

39、s41、所述致密膠原鑄膜在edc-nhs溶液中交聯6小時以上后取出，用去離子水沖洗5min，然后平鋪在塑料培養皿中，放入恒溫培養箱中一定時間，取出；

40、s42、在步驟s41處理后的所述致密膠原鑄膜表面放上所述合金網狀結構，滴加濃度為1％(w/v)的膠原水溶液用于粘合；

41、s43、將在edc-nhs溶液中交聯24小時以上并干燥后的所述靜電紡膠原膜貼合在步驟s42處理后的所述合金網狀結構上表面，按壓擠出多余的膠原水溶液；

42、s44、待三層結構完全貼合后，放入恒溫培養箱干燥即得。

43、另一方面，本發明還提供了一種全降解多層復合結構顱骨修復網，包括外層的致密膠原鑄模、中間層的合金網狀結構及內層的多孔靜電紡膠原膜。

44、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述顱骨修復網通過上述的方法制備得到。

45、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述合金網狀結構的材質為鋅合金。

46、如上所述的任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，網狀結構采用內部鏤空的并列弧線設計，可以同時實現在垂直于網狀結構方向的面外變形和面內應力作用下的拉伸或者壓縮變形，且保證降解過程中并列弧線設計不會使網狀結構大面積脫落。

47、本發明的有益效果為：

48、本發明提供的多層復合結構顱骨修復網具有優異的生物活性和良好的機械支撐性能。其表面致密層一側比單一纖維結構有著更好的成纖維細胞屏障能力，同時膠原基質保護中間層免受因預變形而導致應力集中出現嚴重腐蝕。其多孔微纖維一側通過仿生細胞外基質和可持續的zn2+釋放，有利于促進細胞粘附、增值分化，增強成骨和血管生成能力。中間層鋅合金網狀結構不僅起到一定的機械支撐作用，而且降解過程中并列的弧線設計使其不會大面積脫落，始終保持均勻化結構。此外，該顱骨修復網可以根據患者顱骨缺損部位定制，做出適當的預變形，很好地貼合患者顱骨形狀，避免患者因頭部畸形出現心理問題。