一种人工角膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及医用材料领域，具体为一种人工角膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 光化学胶原交联的基本原理即光氧化反应。根据光敏剂所特有的吸收光谱，在其 最大吸收波长范围内，经一定波长福照后，光敏剂吸收光子能量，激发形成=线态，具备极 强的氧化能力，产生超氧自由基或单态氧，氧自由基具备直接修饰胶原蛋白分子的活性，弓I 起胶原中氨基酸残基分子内或之间形成共价键，增加胶原纤维间共价键的密度，从而提高 胶原生物力学特性（II型光化学反应）。随着近年来对光氧化反应的不断研究，使其作为一 种处理生物材料的全新方法用于临床成为可能。而采用该方法处理后的生物材料，具备组 织的活性、完整性W及低抗原性，已成功实践于临床中，如采用0. 1%的亚甲基蓝作为光敏 剂，在白识灯照射下发生的光敏反应来处理的替代材料：猪主动脉瓣作为主动脉瓣膜的替 代材料，牛屯、包作为组织补片的替代材料和牛颈静脉作为血管的替代材料。
[0003] 应用此方法较多的是应用于临床疾病的治疗，如紫外光/核黄素角膜交联术，其 最早是由德国德累斯顿大学研究小组提出的疗法，用来阻止圆锥角膜的发展，解决临床上 角膜材料供源紧张的问题，从21世纪初期应用W来，取得了比较理想的疗效，已被推广到 角膜溃瘍、角膜炎等多种角膜疾病治疗中。白琼珍等应用紫外线/核黄素角膜交联术治疗 真菌性角膜溃瘍，相比于传统的治疗，该疗法显著提高了其疗效，避免了传统治疗术后（如 结膜瓣遮盖、急性期角膜移植等）的并发症。巧捷等采用紫外光核黄素胶原交联探讨了对 兔角膜碱烧伤的治疗作用，结果显示该疗法可W减轻兔角膜碱烧伤后的基质损伤及炎性 细胞的浸润，缩短愈合时间。吕雅平等探索了紫外光/核黄素交联法对豚鼠巩膜组织张力 和强度的影响，发现该交联法可W有效提高巩膜的生物力学特性，增强组织张力、强度，为 临床上治疗高度病理性近视提供新的方法。国内专利中，北京亿仁赛博医疗科技研发中屯、 有限公司应用光敏剂治疗灭活血管斑块、白血病、艾滋病和肝炎等病毒。刘天军等公开了一 种含血化嘟或血化嘟铁的口服光敏药物制剂及其在治疗恶性肿瘤中的应用。北京普惠生物 医学工程公司采用光氧化剂浓度为0.01-0.iwt%的光氧化法处理异种屯、脏植入物胶原组 织。
[0004] 自20世纪90年代开始，研究人员就试图采用紫外线处理角膜，通过W氧自由基介 导的氧化反应来增加胶原纤维的强度。Wollensak等第一个证明了角膜交联术疗法对于进 展行圆锥角膜有疗效，他们采用紫外线/核黄素角膜交联术对22例（23只眼）进展行圆锥 角膜患者进行治疗，临床跟踪结果显示，所有患者的圆锥角膜进展都被阻止或延缓。2008年 Witting-Silvad等发表了前瞻性研究的早期结果，将接受了角膜胶原交联术的实验组巧 只眼）及未接受治疗的对照组（11只眼）比较，发现实验组的视力、扩张强度都有所改善， 而对照组继续恶化。Janko等对20例进展行圆锥形角膜患者（25只眼）进行紫外线/核 黄素角膜交联术后，所有患者在术后1个月时圆锥角膜都停止了发展，视力也有所提高。随 着该技术的兴起，更多临床研究报道了紫外线/核黄素角膜交联术的临床效果。Iseli等 对常规抗生素治疗无效的角膜炎患者采用角膜交联术治疗，结果发现所有患者的病变均无 发展，验证了角膜交联术对于治疗角膜炎的疗效。Spoerl等将紫外线/核黄素角膜交联术 用于猪眼，发现猪角膜对于胶原酶等的耐受性显著增强，降解时间明显延长。对于胶原酶降 解，交联后的角膜的抵抗能力明显提高。除此W外，国外也有学者将角膜交联术用于准分 子激光原位角膜磨镶术（LASIK)术后引发的角膜扩张。例如化fezi等治疗了 10例LASIK 术后引发的角膜扩张患者，随访25个月后发现，全部患者角膜扩张进展均得到了控制，且 视力均有提高，角膜交联术对于运类术后引起的角膜扩张亦有一定的疗效。国外欧几里得 系统公司在其专利中也阐述了紫外照射用于治疗进展行圆锥角膜、外科手术后的膨隆W及 外科手术前强化角膜。
[0005] 综合W上，光氧化胶原交联法主要是作为治疗疾病的疗法用于临床，作为疗法是 相对安全，但由于有部分患者病情进展至晚期或术后并发症的影响，病情并未得到阻止，或 者由于治疗深度的限制存在一定的缺陷。例如，Pol化ammer和化rsiefen报告了 1例患者 经紫外光/核黄素角膜交联术治疗后引发了细菌性角膜炎。另外Kymionisd等也报告了紫 外线A/核黄素交联后引起的瘤疹性虹膜炎、角膜炎的一例患者。据统计，最终需进行角膜 移植手术的患者仍占很大比例，约占所有角膜移植患者的16%。在亚洲一些国家，因宗教信 仰、社会文化等因素，角膜供源相对短缺，很多患者因此致盲。
[0006] 所W，寻找制备出具备优良性能且能应用于临床的医用替代材料是目前亟待解决 的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的第一目的针对上述现有技术存在的，提供一种人工角膜。
[0008] 本发明的另一目的是提供一种人工角膜的制备方法。
[0009] 为了达到本发明的目的，本发明采用了如下技术方案：一种人工角膜，W动物脱细 胞角膜基质先浸泡于光敏剂中，然后在紫外光照射下交联均匀，其厚度为50-1000ym。
[0010] 优选的，所述人工角膜厚度为300-600ym。
[0011] 一种光氧化胶原交联的方法，其包括的步骤如下： 阳01引 （1)将动物脱细胞角膜基质在0. 01-5mg/ml光敏剂溶液中浸泡l-eomin;
[001引 似将浸泡后的动物脱细胞角膜基质取出放于培养皿中，用100-400皿波长紫外 光照射I-GOmin;
[0014] (3)用憐酸盐缓冲溶液（PBS溶液）浸泡0. 5-地，然后振荡0. 5-化；
[0015] (4)更换憐酸盐缓冲溶液（PBS溶液），浸泡0. 5-地，然后振荡0. 5-化。
[0016] 所述（2)步骤中，在紫外光照射l-30min时换面，然后继续进行照射。
[0017] 所述似步骤中，紫外光照射的功率密度在lmw/cm2-6000mw/cm2。 阳01引优选的，所述似步骤中，紫外光照射的功率密度在800mw/cm2-3500mw/cm2。
[0019] 最优选的，所述似步骤中，紫外光照射的功率密度在1200mw/cm2-2800mw/cm2。
[0020] 所述动物脱细胞角膜基质可W是猪、牛、羊、马、兔、猴等动物角膜基质脱细胞后的 广品。
[0021] 所述光敏剂可W是N-甲酯犬脈酸（NFK)，3-经基犬尿酸（3-0H-FK)，君巧琳，核黄 素，FMN，FAD，视黄醒等色素光敏剂。
[0022] 所述光敏剂可W是稠环酿类等天然光敏剂、化嘟类及其衍生物等光敏剂。
[0023] 动物脱细胞角膜基质低免疫原性，保留替代物本身的形状，且良好的生物相容性 使其与宿主周围组织能融合成长为正常组织的部分，利于宿主机体重塑。本发明将脱细胞 后的动物角膜基质通过光氧化交联后可W有效提高该动物角膜基质的生物机械强度及稳 定性，W便于W后用于临床。
[0024]与现有技术相比，本发明的有益效果是：可W有效的改善脱动物脱细胞角膜基质 的机械强度等生物力学特性；因为生物力学特性主要取决于胶原纤维、胶原纤维束W及它 们空间结构的组成，因此，通过光福照/光敏剂交联术可W改善动物脱细胞角膜基质的生 物机械性能及其稳定性。
【附图说明】 W25] 图1为透过率曲线图； 阳0%] 图2为缝合力曲线图；
[0027] 图3为扫描电镜图；
[0028] 图4为H&E染色图；
[0029] 图5为人角膜上皮细胞解育48小时的扫描电镜图；
[0030] 图6为人角膜上皮细胞解育72小时的扫描电镜图；
[0031] 图7为显微镜下观察化、她细胞贴附情况图。
【具体实施方式】
[0032]W下通过具体实施例来对发明作进一步的说明，结合防腐挑战试验和皮肤刺激试 验进一步说明本发明的有益效果。但运些实施例只是为了说明，不是对本发明的限制。 阳〇3引原理说明
[0034] 本发明一种人工角膜的制备方法主要是W动物脱细胞角膜基质为脱细胞支架，其 中利用能吸收光线并能把吸收的光能传递给反应物且对人体或动物无毒性或毒性低的光 敏剂进行光氧化交联。光敏剂在光福照（可见光或紫外光福照）的条件下，被激发到=线 态，释放W单线态氧为主的活性氧族，而活性氧化学性质活泼，极不稳定，可W与各种分子 反应，诱导胶原纤维分子基团（如氨基）之间发生化学交联反应（II型光化学反应），在胶 原纤维内部或之间形成了新的分子链，改善了胶原纤维的机械强度。光敏剂选用NFK、3-经 基犬尿酸（3-0H-FK)、君巧琳、核黄素、FMN、FAD、或者视黄醒等运些色素光敏剂；稠环酿类 等天然光敏剂、化嘟类及其衍生物等光敏剂。该类光敏剂在其中起到双重作用：一是能够吸 收光能并抽取电子；