【摘 要】
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研究背景颅骨缺损是临床工作中的常见疾病,主要由交通事故、暴力外伤、开放性颅内肿瘤手术及高处坠落伤等原因造成。尽管颅骨具有一定的自我愈合能力,但在超过临界值的大面积颅骨缺损中,仅依靠颅骨的自愈能力其缺损部位是很难完全修复的,常需人为的干预才能愈合。大面积颅骨缺损常常伴有颅脑损伤,现在的治疗手段已经有很大的进步,但是伴有颅脑损伤的大面积颅骨缺损的患者的死亡率仍然很高。在颅骨缺损中,颅脑损伤容易继发脑出
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研究背景颅骨缺损是临床工作中的常见疾病,主要由交通事故、暴力外伤、开放性颅内肿瘤手术及高处坠落伤等原因造成。尽管颅骨具有一定的自我愈合能力,但在超过临界值的大面积颅骨缺损中,仅依靠颅骨的自愈能力其缺损部位是很难完全修复的,常需人为的干预才能愈合。大面积颅骨缺损常常伴有颅脑损伤,现在的治疗手段已经有很大的进步,但是伴有颅脑损伤的大面积颅骨缺损的患者的死亡率仍然很高。在颅骨缺损中,颅脑损伤容易继发脑出血、脑水肿,使得颅内压升高,从而对患者的生命造成巨大的威胁。颅骨切除术和颅骨成形术两步法是目前临床上治疗伴有颅脑损伤的颅骨缺损最常用的治疗方法,早期行颅骨切除术可以平衡颅内压,避免颅内高压对脑组织造成损伤,后期再通过颅骨成形术,修复外观并保护颅内组织。在两步法治疗过程中,不仅患者需要经历两次手术的痛苦,而且缺少颅骨保护的脑组织很容易遭受二次损伤,因此,一次性实施大面积颅骨缺损部位的修复是目前的临床挑战。现在用于大面积颅骨缺损修复的材料主要有自体骨组织、同种异体骨组织和人工替代骨。自体骨是公认的最理想的颅骨缺损修复材料,但是目前对于自体骨的长时间活性保存依然具有困难。另一方面水凝胶具有弹性,可以用于覆盖损伤后颅内高压下的颅骨缺损。因此,我们假说自体活性骨微粒与水凝胶结合可以一步法修复伴有颅脑损伤的颅骨缺损,为合并颅脑损伤的大面积颅骨缺损修复提供一个崭新策略。研究目的研发一种生物相容性和力学性能优良的水凝胶,并与自体骨组织微粒结合后形成弹性骨组织补片,一步法治疗伴有颅脑损伤的大面积颅骨缺损,为其临床应用提供可行的实验基础。研究方法（1）材料准备:分别将GelMA、HA-NB、LAP溶液按照20:20:1的比例制备成GelMA/HA-NB/LAP水凝胶,并将SD大鼠的颅骨片切成骨微粒。（2）体外细胞实验:提取SD大鼠的ADSCs,并运用第3代的ADSCs通过细胞死/活染色和CCK-8测试检测该水凝胶的生物相容性。（3）弹性骨组织补片力学测试:用GelMA/HA-NB/LAP水凝胶将颅骨微粒黏合成弹性骨组织补片,再对其进行拉伸性能及burst pressure力学测试。（4）体内动物实验:将GelMA/HA-NB/LAP水凝胶植入SD大鼠背部皮下,评估水凝胶的生物降解性能。构建大面积颅骨缺损模型,并采用micro-CT扫描、H＆E染色、免疫组化染色评估弹性骨组织补片对大面积颅骨缺损的修复效果。研究结果（1）体外细胞实验显示,大鼠ADSCs包裹在GelMA/HA-NB/LAP水凝胶中共培养的细胞活力始终维持在95%以上;并且长期培养7天后,生长培养基组和水凝胶浸提液组的细胞增殖并无明显差异。（2）弹性骨组织补片的力学测试显示,弹性骨组织补片的所能承受的最大压强为7.1±1.32 kPa远大于单纯水凝胶,大于颅内压,并且能够随着拉伸应力的增加而不断延展。（3）GelMA/HA-NB/LAP水凝胶的体内降解实验显示,8周后水凝胶在SD大鼠体内完全降解。SD大鼠大面积颅骨缺损修复显示,8周后弹性自体骨组织补片组的再生骨组织多于单纯水凝胶组,多于空白对照组,且弹性自体骨组织补片组的成骨活性最高。研究结论GelMA/HA-NB/LAP水凝胶具有良好的生物相容性、弹性骨组织补片具有适宜的延展性,能够随着颅内压的变化而变化。弹性骨组织补片在大鼠体内具有促进骨再生的能力,能够更快更好地修复大面积颅骨缺损。为弹性自体骨组织补片在临床中治疗伴有颅脑损伤的大面积颅骨缺损的可行性提供了实验理论依据。
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