用于颞肌的硅氧烷纳米复合材料涂层：预防减压颅骨切除术后粘连并促进美观修复

《Biomedical Engineering Advances》：Siloxane nanocomposites coating for temporalis muscle: Preventing adhesions and promoting aesthetic repair after decompressive craniectomy

　　颞肌损伤粘连问题及新型纳米复合材料AQS的修复效果研究。AQS通过银纳米颗粒抗菌和槲皮素抗炎协同作用，有效预防减压开颅术后颞肌与硬脑膜粘连，促进组织修复再生。体外实验证实其广谱抗菌、抗粘连及缓释特性，体内实验显示降低IL-6炎症因子，提升IL-10抗炎因子和PCNA修复因子表达，同时保持良好生物相容性。

　　在神经外科领域，减压开颅术（Decompressive Craniectomy, DC）是一种常见且重要的生命挽救手术，主要用于缓解严重的颅内压升高情况，如脑卒中或颅脑创伤等。这种手术通过移除部分颅骨，扩大颅腔空间，从而防止脑组织因压力过大而发生疝出，避免对脆弱的神经结构造成进一步损伤。然而，尽管DC在临床上具有显著的治疗效果，其操作过程却常常伴随着一系列复杂的并发症，其中最为突出的是颞肌的损伤和与硬脑膜的粘连。这些粘连不仅增加了后续颅骨修复手术（如颅骨成形术）的难度，还可能导致术后各种问题，包括颞部疼痛、咀嚼功能障碍、脑脊液漏、癫痫发作、感染以及炎症反应。这些情况不仅影响患者的康复质量，还可能对患者的心理状态产生负面影响，因为异常的面部变化常常伴随着显著的心理负担。

因此，开发一种能够有效修复颞肌损伤并防止其与硬脑膜粘连的新材料，成为当前神经外科研究中的重要课题。现有的材料虽然在一定程度上满足了临床需求，但往往存在诸多不足。一方面，这些材料可能成本较高，且不具备某些必要的功能特性，例如影响缝合部位的密封能力或引发额外的炎症反应。另一方面，大多数材料难以有效预防感染，或者对炎症反应缺乏直接的调控作用。此外，一些具有单一功能的材料，如抗菌材料，虽然能够清除细菌，但可能因细菌残留或代谢产物引发氧化应激或炎症反应。而纯抗炎材料虽然能调节免疫反应，却无法防止潜在的外来细菌入侵，导致感染风险依然存在。因此，开发一种兼具抗菌、抗炎和防粘连功能的新型生物材料，成为解决这一问题的关键。

在这一背景下，研究团队提出了一种新型的硅氧烷纳米复合材料——银-槲皮素-聚硅氧烷（Ag-Quercetin-Polysiloxane, AQS）。该材料的设计理念是通过引入双重功能，即抗菌性和免疫调控能力，来全面应对减压开颅术后可能出现的并发症。与传统的硅胶材料和市面上现有的商业产品相比，AQS在多个方面展现出显著的优势。首先，它具有良好的柔韧性和疏水性，能够适应复杂的解剖结构，减少与周围组织的不良反应。其次，AQS具备可回收性，这在材料的长期使用和环境友好性方面具有重要意义。此外，其成本较低，使得该材料在临床推广中更具可行性。

为了验证AQS在减压开颅术后修复和防粘连方面的有效性，研究团队进行了系统的实验分析。在体外实验中，AQS表现出广谱的抗菌活性，能够有效抑制多种细菌的生长。同时，它还具备抗粘连特性，对多种细胞系均显示出良好的抑制效果。这种抗粘连能力不仅有助于减少术后组织间的异常连接，还能促进正常的组织修复过程。更为重要的是，AQS能够实现银和槲皮素的缓慢释放，使得这些活性成分能够在术后长期维持其生理功能，而不会因过快释放导致毒性反应或效果减弱。

在体内实验中，AQS同样展现出良好的生物相容性。研究团队通过动物模型观察到，AQS能够有效防止颞肌与硬脑膜之间的粘连，同时减少促炎因子IL-6的分泌，增加抗炎因子IL-10的产生，并促进组织修复相关的PCNA表达。这些结果表明，AQS不仅能够在物理层面阻止粘连，还能在分子层面调节炎症反应，从而改善术后恢复环境。此外，AQS的疏水性有助于减少液体积聚，避免感染风险，同时其良好的柔韧性能够适应颞肌的动态变化，促进其自然修复过程。

除了抗菌和抗炎功能，AQS还具备一定的促修复能力。通过促进细胞增殖和组织再生，AQS有助于加速颞肌的恢复，减少瘢痕形成。这种促修复特性不仅提高了材料的临床适用性，还为患者提供了更好的康复前景。此外，AQS的可回收性使其在长期使用后能够被安全移除，避免了传统材料可能带来的慢性炎症或异物反应。

从材料的结构和性能来看，AQS的制备过程充分考虑了其在生理环境中的适应性。通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）的分析，研究团队发现银纳米颗粒（Ag-NPs）在AQS表面均匀分布，没有发生聚集现象。Ag-NPs的形态大致呈球状，平均直径约为100纳米，这使得其在体内具有良好的生物相容性。此外，AQS的表面结构具有一定的多孔性，能够有效吸附和释放药物，提高其治疗效果。

为了进一步验证AQS的性能，研究团队还进行了细胞毒性实验和组织相容性评估。通过CCK8试剂盒检测细胞活力，结果表明AQS对多种细胞系均无明显毒性，能够维持细胞的正常生长和代谢功能。同时，通过H&E染色和Masson’s Trichrome染色观察组织结构变化，结果显示AQS能够有效减少炎症细胞的浸润，并促进胶原蛋白的有序排列，从而改善组织修复环境。此外，通过Calcein-AM/PI细胞活力检测，进一步证实了AQS在体外实验中的安全性。

在临床应用方面，AQS的可塑性和可加工性使其能够适应不同的手术需求。研究团队还探索了AQS在不同条件下的稳定性，发现其在模拟生理环境的培养液中能够保持结构完整性，且不易发生降解。这种稳定性不仅提高了材料的使用寿命，还减少了术后更换的频率，降低了患者的治疗成本。此外，AQS的抗菌活性在不同浓度下均表现出良好的效果，能够有效预防术后感染，提高手术的安全性。

从材料的开发背景来看，AQS的研制基于对现有材料的深入分析和改进。传统的硅胶材料虽然具有一定的生物相容性，但在抗菌和抗炎方面存在明显不足。而市面上的商业产品，如聚四氟乙烯（PTFE）和脱细胞真皮基质（ADM），虽然在某些方面表现出色，但成本较高，且在长期使用中可能引发其他问题。因此，AQS的开发不仅填补了这一领域的空白，还为临床提供了更加全面和高效的解决方案。

综上所述，AQS作为一种新型的硅氧烷纳米复合材料，具有良好的抗菌、抗炎和防粘连性能，能够有效改善减压开颅术后可能出现的并发症。其柔韧性、疏水性和可回收性使其在临床应用中具有显著优势，而良好的生物相容性则确保了其在体内的安全性。通过系统的实验验证，AQS在促进颞肌修复和减少术后粘连方面表现出色，为神经外科领域提供了一种全新的治疗策略。这一研究不仅具有重要的理论意义，还为临床实践提供了切实可行的解决方案，有望在未来成为减压开颅术后修复的重要材料之一。