一种表面介导基因治疗型人工晶状体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医用植入材料及器械表面修饰领域，具体涉及一种表面介导基因治疗型人工晶状体及其制备方法。本发明的人工晶状体的表面上固定有能功能基因，能表达细胞凋亡蛋白和/或干扰细胞增殖的MicroRNA，能抑制晶状体上皮细胞增殖或诱导晶状体上皮细胞凋亡，防止后发性白内障发生。
【背景技术】
[0002]白内障是我国首位致盲眼病。目前临床治疗主要采用超声乳化晶状体囊外摘除联合人工晶状体植入术。然而目前广泛使用的各类人工晶状体在植入后人眼后常面临后发性白内障高发生的问题。后发性白内障，即，人工晶状体植入后晶状体囊膜再次混浊，是人工晶状体植入术后严重影响患者视力恢复的主要并发症。后发性白内障不仅严重影响术后的视力恢复，而且需要二次手术，增加病人的经济负担。因此，能有效防治后发性白内障的人工晶状体具有重要的临床应用前景。
[0003]现有研宄认为:超声乳化手术过程中对晶状体表层晶状体上皮细胞的破坏刺激及不完全去除，使其在术后人工晶状体材料表面粘附、增殖和转分化是导致晶状体囊膜再次发生浑浊的主要原因。为降低人工晶状体植入后后发性白内障的发生，通常通过人工晶状体材料表面改性降低晶状体上皮细胞粘附，或通过药物方法阻断晶状体上皮细胞增殖或转分化，并已有相关专利。如中国专利CN103405807 A“一种表面梳状聚合物亲水改性的人工晶状体及其制备方法”，通过人工晶状体材料表面的修饰，获得亲水性表面，抑制晶状体上皮细胞粘附，从而降低后发性白内障的发生；中国专利CN101036804A “纳米氟尿嘧啶涂层人工晶体及其制备方法”，中国专利CNlO 1053680A“防止后发障形成的具抗增殖药涂层的人工晶体”，中国专利CN2531755Y “缓释剂携带型人工晶体”，中国专利CN200973766Y “防止后发性白内障的人工晶状体”及中国专利CN200810061511 “表面抗转化生长因子β 2抗体膜的人工晶状体”等，均是在人工晶状体表面或赤道部外侧或袢等部位负载抗增殖类化学药物或抗体药物来达到抑制晶状体上皮细胞增殖的目的。
[0004]通过这些抗增殖药物注射或药物涂层方法，能较好的抑制晶状体上皮细胞增殖或转分化，但是难以避免抗增类药物渗透至房水或眼部其他组织，从而造成眼部其他组织的损伤。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的是通过人工晶状体材料表面修饰功能基因或基因载体，在人工晶状体表面原位负载非病毒型基因载体，通过基因转染的方法，人工晶状体植入后原位诱导晶状体上皮细胞凋亡，从而降低后发性白内障的发生率。
[0006]本发明采用如下技术方案:一种表面介导基因治疗型人工晶状体，所述的人工晶状体的表面修饰有含功能基因的质粒DNA或负载含功能基因质粒DNA的非病毒基因载体。
[0007]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体，所述的含功能基因的质粒DNA为表达绿荧光蛋白GFP的模型质粒DNA、表达诱导细胞凋亡的p53蛋白的质粒DNA或表达MicroRNA前体的质粒DNA中的一种。
[0008]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体，所述的负载含功能基因的质粒DNA的非病毒基因载体为脂质体、壳聚糖、聚赖氨酸、聚精氨酸、聚乙烯亚胺或聚酰胺类树状聚合物中的一种。
[0009]一种所述的表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，包括以下工艺步骤:
(O取干净的人工晶状体，并通过表面预处理获得化学活性表面；
(2)将步骤(I)处理后的人工晶状体采用物理静电吸附或化学接枝含功能基因的质粒DNA或负载含功能基因质粒DNA的基因载体，获得表面基因或非病毒基因载体修饰的人工晶状体。
[0010]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述的人工晶状体为硬性人工晶状体或软性可折叠人工晶状体。
[0011]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述的硬性人工晶状体的制备材料为聚甲基丙烯酸甲酯，所述的软性可折叠人工晶状体的制备材料为硅橡胶或聚甲基丙烯酸羟乙酯水凝胶。
[0012]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述的化学活性表面为:硅烷偶联剂或聚乙烯亚胺吸附处理获得的胺基化表面，NaOH或KOH碱溶液浸泡处理的羧基化表面。
[0013]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述的化学接枝方法为羧基与胺基或胺基与胺基的偶联反应。
[0014]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述含功能基因的质粒DNA为表达绿荧光蛋白GFP的模型质粒DNA、表达诱导细胞凋亡的p53蛋白的质粒DNA或表达MicroRNA前体的质粒DNA中的一种。
[0015]所述的一种表面介导基因治疗型人工晶状体的制备方法，所述负载含功能基因的质粒DNA的非病毒基因载体为脂质体、壳聚糖、聚赖氨酸、聚精氨酸、聚乙烯亚胺或聚酰胺类树状聚合物中的一种。
[0016]本发明的原理是:人工晶状体植入后面临的后发性白内障高发生的临床问题，其主要的原因是手术过程中在晶状体囊袋内残留的晶状体上皮细胞在人工晶状体材料表面及囊膜上的粘附、增殖和转分化。因此，目前常用的减少后发性白内障的发生方法是通过人工晶状体材料表面改性降低晶状体上皮细胞粘附，或通过抗增殖药物或生长因子受体抑制剂等的应用来实现抑制晶状体上皮细胞增殖或转分化的目的。然而抗增殖药物的应用不可避免造成眼部其他组织的损伤。表面介导的基因治疗提供了一种更为便捷的抑制后发性白内障的手段。基因治疗的广义概念是把某些遗传物质转移到患者体内，使其在体内表达，最终达到治疗某种疾病的方法。其要目的是将基因材料成功地传递到靶组织，并通过基因的转录和翻译，表达功能性蛋白质，最终达到治疗疾病的目的。通过在材料表面负载凋亡基因或细胞增殖抑制基因等功能基因，可以达到诱导晶状体上皮细胞凋亡、抑制晶状体上皮细胞增殖或转分化的目的。本发明通过表面修饰方法将功能基因或含有功能基因的非病毒载体修饰于人工晶状体材料表面，利用表面介导的基因治疗方法。通过表面功能基因对晶状体上皮细胞的转染，而非注射抗增殖药物，获得对晶状体上皮细胞的增殖抑制或诱导凋亡，实现对后发性白内障进行原位治疗。
[0017]本发明的有益效果是:本发明提供了一种表面介导基因治疗型人工晶状体及其制备方法，通过在人工晶状体表面通过表面修饰方法构建了一层功能基因或含功能基因的非病毒载体修饰层，达到抑制晶状体上皮细胞增殖或诱导晶状体上皮细胞凋亡的效果，从而可降低后发性白内障的发生率，避免了药物注射或药物涂层人工晶状体应用中存在的对非靶向细胞的毒副作用，采用表面修饰方法构建可抑制后发性白内障的修饰层，制造工艺简单，成本低廉，可使用于各种复杂体型结构的三维植入器械表面。
【附图说明】
[0018]图1为人工晶状体材料表面构建功能基因涂层或含功能基因的非病毒载体涂层的过程示意图。
[0019]图2为阳离子性聚电解质与功能基因DNA分子间静电缔合制备纳米微球型非病毒基因载体的原理图。
[0020]图3为阳离子性聚电解质与功能基因DNA分子间静电缔合制备纳米微球型非病毒基因载体的过程示意图。
[0021]图4为人工晶状体材料表面晶状体上皮细胞培养3天后的明场照片。
[0022]图5为人工晶状体材料表面晶状体上皮细胞培养3天后的荧光照片。
【具体实施方式】
[0023]下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0024]实施例1