人工角膜

人工角膜

【内容摘要】本文简单地介绍了人工角膜的材料组成及其结构。生物材料学的发展是人工角膜技术越来越先进。人工角膜移植术的患者带来了二次光明。今后人工角膜的发展将致力于生物相容性的研究，找到最佳制作人工角膜的生物材料，克服机体免疫排斥反应。

【关键字】人工角膜角膜移植并发症生物相容性

【正文】

眼睛，心灵的窗口。但是每年却有超过1000万人因为角膜病而引发眼盲。其中80%可以通过角膜移植术脱盲。然而，传统的角膜移植手术有其两大弊端，一是角膜供体的来源困难，二是手术成功率低。随着生物材料科学的发展，各种新型的人工生物材料不断的出现，人工角膜应运而生。人工角膜的发展与应用为角膜患者带来了希望。

1、人工角膜的结构及制作材料

人工角膜由光柱和支架两部分组成。人工角膜要在眼内长期存留，其材料必须具有良好的生物相容性，这即依赖于人工角膜材料自身的物理化学特性，同时也依赖于宿主角膜对人工角膜材料的反应，植入物引发的生物反应首先发生在宿主组织与材料界面。

光学部分的材料基本要求不仅是有良好的生物相容性，不被组织降解，并且要有足够的硬度能提供良好的光学界面、屈光指数高等。玻璃是最早应用与人工角膜的材料，是比较良好的光学中心材料，它透明、清晰、毒性小、化学性质稳定、不易降解，但它较硬、重、疏水、易碎，与角膜实质层相连处产生拉力，容易造成角膜的坏死和溶解，已被其他材料所取代；PMMA是一种透明的含碳高分子惰性有机聚合物，它具有很高的透光率(92％)，屈光指数为1．491，性能稳定，对衰老和环境变化有很高的抵抗力，无生物降解性，抗酸、碱及有机溶剂，质轻，不易碎，可塑性强，加工容易。其在用作人工晶体材料方面获得了极大的成功，同样也是用于制作人工角膜最多的材料。用PMMA作为光柱，研制出最为通用的三种模型，即Dohlman型、Strampelli型、Cardona型。用来制作光学结构的材料还有水凝胶、丙烯酸酯、硅凝胶等等。就目前研究发现聚乙烯醇共聚体凝胶在体内外均有利于上皮细胞的生长，有较好的亲水性、透明性、和透气性，该材料是

角膜理想的光学中心材料，但至今仍未见到该材料制成的人工角膜的光柱应用于临床报告。

支架材料在人工角膜中占有重要的地位，但它往往也是引起人工角膜并发症的主要因素，所以对于支架材料的要求非常之高。理想的支架材料应该具有支持光学部分的功能，同时又能和角膜组织形成永久性的固定。羟基磷灰石由珊瑚礁材料经无机化处理加工而成，成分类似于人体骨骼的主要有机成分，在体液中稳定，有高度生物相容性，无毒性，无抗原性。其孔径结构类似于人体骨哈佛式结构，具有内部彼此相连的微孔，纤维血管组织可长入其内联微孔中，改善植入物前后组织的营养供应，同时它还具有质轻，对周围组织刺激和压迫小等特点；碳多聚体是一种有孔材料，具有较好的组织相容性，有孔材料聚四氟乙烯氟碳多聚体与玻璃碳的聚合物Proplast用作人工角膜的周边支架，该材料质较硬；后又应用了软性材料膨体聚四氟乙烯，如Impra和GoreOTex；四氟乙烯均聚物(Proplast)是一种聚四氟乙烯氟碳化合物与碳纤维的多孔复合物，具有极好的生物相容性，其多孔性为固定植入物的成纤维细胞提供了现成的途径；其坚硬的物理特性使PMMA 镜柱以固定，具有作为人工角膜支架所需的稳定性，能减少与人工角膜有关的并发症的发生并减轻其严重性。研究发现，有微孔的材料可以改善眼角膜的新陈代谢，有利于细胞的长入，其中多孔聚四氟乙烯、氟碳化合物、碳纤维、水凝胶和涤纶等应用于临床。

2、人工角膜的前景

目前的人工角膜移植都有严重的并发症，如植入物排出、感染、眼内炎、形成后增殖膜和青光眼。这些并发症很难诊断和治疗，从而导致高的发病率，并且刚性部件造成的机械压力，还引发溃疡。应用组织工程构建单层角膜层的研究较多，但尚未构建出真正能应用于临床的全层角膜。已有多种人工角膜应用于临床，但其材料均达不到理想要求，且由于人工角膜的角膜溶解、房水渗漏、眼内炎、人工角膜后增生膜、青光眼等晚期并发症，目前仅适用于常规角膜移植失败的双眼角膜混浊性失明患者，一般只作为最后的选择。因此，如果能构建出完全等同于人角膜的组织工程角膜将彻底解决角膜移植排斥、供体不足等问题，有着广阔的应用前景。今后，组织工程角膜材料研究可能更多地倾向于复合材料，而人工角膜的研究重点是集中生物材料学、细胞生物学、分子生物学及临床医学专家联

合攻关，选择真正生物相容性材料，改善光柱和周边支架的整合，更重要的是周边支架和受体组织的整合。

【参考文献】

【1】杨晓芳.生物材料生物相容性评价研究进展. 生物医学工程学杂志，2001 【2】徐晓宙. 生物材料学科学出版社，2012

【3】李娜. 人工角膜的研究进展. 医学综述，2009