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目錄

1.何為角膜

2.人工角膜及其發(fā)展現(xiàn)狀

3.Kpro角膜與靜電紡絲技術(shù)

4.機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1.何為角膜

角膜是眼球壁外層前部的圓形透明部分，保護(hù)著眼球的前端（如圖一）。在遭受外傷或細(xì)菌感染時(shí)，角膜總是首當(dāng)其沖，疼痛瘙癢，嚴(yán)重的會(huì)破裂、變濁（如圖二），造成視力下降甚至失明（角膜盲癥）。目前，因角膜疾病引起的角膜盲癥，唯一有效的治療方法就是角膜移植（如圖三）。但現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)角膜需求量大卻缺乏供體角膜（即角膜捐獻(xiàn)人少）。據(jù)中國(guó)工程院2009至2012年的感染性角膜病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，中國(guó)角膜病患病率為2.49%，其中角膜盲患者約占三分之一，且患病人數(shù)每年以10萬(wàn)到15萬(wàn)的速度增長(zhǎng)。而由于自然供體角膜的缺乏，中國(guó)每年角膜移植手術(shù)僅有不到8000例。

2. 人工角膜及其發(fā)展現(xiàn)狀

為解決供體角膜缺乏問(wèn)題，科學(xué)家將視線轉(zhuǎn)向人工角膜的研發(fā)。在美國(guó)，獲得食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)并應(yīng)用于臨床的只有波士頓人工角膜和AlphaCor人工角膜兩種。這兩款人工角膜由于采用傳統(tǒng)的人工角膜骨架結(jié)構(gòu)（如圖四）所示（由用于透光的核心部分和用于固定的裙邊支架部分構(gòu)成）和聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA）、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA）、硅凝膠、陶瓷、氟碳聚合物等材料，其外觀和生物相容性一直都為人詬病。

圖4 人工角膜骨架結(jié)構(gòu)

3.Kpro角膜與靜電紡絲技術(shù)

而此次，以色列科學(xué)家開(kāi)發(fā)的KPro人工角膜采用非降解多孔材料制成，其中裙邊采用能被成纖維細(xì)胞和膠原蛋白滲透的材料，生物相容性極好。據(jù)Engadget、DeepTech等多家媒體雜志的報(bào)導(dǎo)，CorNeat Visio公司利用了細(xì)胞技術(shù)和靜電紡絲技術(shù)，使得人工角膜KPro 能通過(guò)模仿細(xì)胞和亞細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，來(lái)刺激細(xì)胞的生長(zhǎng)以及和周圍組織的完全融合。術(shù)后幾周患者眼內(nèi)可生成大量成纖維細(xì)胞和膠原原纖維，從而實(shí)現(xiàn)角膜裙邊與眼球壁的完全融合，這時(shí) KPro 將永遠(yuǎn)是患者眼睛的一部分，并且它不會(huì)攜帶包括新冠病毒在內(nèi)的任何傳染源。對(duì)于這種材料的好處，DeepTech雜志曾報(bào)導(dǎo)：“纖維細(xì)胞和膠原蛋白在促進(jìn)組織修復(fù)、傷口愈合和功能再生方面發(fā)揮著重要作用。裙邊采用多孔材料，免疫細(xì)胞、纖維細(xì)胞和膠原蛋白可通過(guò)這些通道穿行，進(jìn)行更合理的分布，有效的減少炎癥等免疫反應(yīng)，使人工角膜可以更好地生物組織融合，提高穩(wěn)定性和可靠性”。

更值得驚喜的是，KPro人工角膜手術(shù)操作簡(jiǎn)單，整個(gè)過(guò)程不到1個(gè)小時(shí)，患者第二天就可以閱讀，且在外觀上優(yōu)于波士頓人工角膜和AlphaCor人工角膜（如圖5所示）。

圖5 KPro人工角膜與傳統(tǒng)人工角膜上眼外觀對(duì)比

此外，小編在對(duì)該產(chǎn)品的調(diào)研過(guò)程中，找到了CorNeat Visio公司在人工角膜制備中涉及靜電紡絲技術(shù)的專利：

【1】Keratoprosthesis and uses thereof 節(jié)選片段： “In another embodiment , said at least one porous biocompatible layer is formed by electrospinning process .” “The fibers produced using electrospinning processes have increased surface area to volume ratio .” “Fabrication of highly porous fibers may be achieved by electrospinning the jet directly into a cryogenic liquid .” 【2】A synthetic ophthalmic graft patch

【3】Keratoprosthesis devices and kits and surgical methods of their use

4.機(jī)遇與挑戰(zhàn)

不過(guò)，所有人工角膜都有一個(gè)問(wèn)題，就是遠(yuǎn)期可能出現(xiàn)人工角膜與病人角膜接口處漏水，甚至角膜脫離。雖然KPro人工角膜可以用于全層移植，并使用了高度生物相容性的材料，但仍然需要時(shí)間觀察長(zhǎng)期效果。因材料和構(gòu)造因素的影響，一般的人工角膜無(wú)法正確檢測(cè)眼壓，容易引發(fā)青光眼或加重原發(fā)性青光眼，KPro人工角膜是否解決了這一問(wèn)題也有待考證。但從本次手術(shù)的成果和影響力來(lái)看，靜電紡絲技術(shù)的加入可以稱得上是對(duì)人工角膜領(lǐng)域發(fā)展的巨大助力。也期待靜電紡絲技術(shù)今后能在更多行業(yè)發(fā)光發(fā)熱，為更多產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造價(jià)值！

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