人工角膜支架、人工角膜基质及其制作方法与流程

本发明涉及一种人工角膜基质及其制作方法，以及一种包括所述人工角膜基质的人工角膜支架。

背景技术：

角膜是没有血管且光学透明的组织，其用于在光线进入眼睛之前折射并过滤光线。角膜由五层结构构成，从外向内分别为上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层及内皮层。其中，前弹力层、基质层及后弹力层组成的角膜支架不可再生，一旦损伤，将不能再生。目前有较多眼盲患者是由于角膜病引起的，角膜病已经成为了仅次于白内障的第二大致盲眼病。角膜病引起的眼盲患者一般可以通过角膜移植手术脱盲，然而，角膜供体的来源较少。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种新的人工角膜基质、人工角膜支架及其人工角膜基质的制作方法，以解决上述问题。

一种人工角膜基质由一种人工角膜基质材料制成。所述人工角膜基质材料包括甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白及光引发剂。所述人工角膜基质表面具有纳米图案。

一种人工角膜基质的制作方法，包括以下步骤：

提供所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白及溶剂，将所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白及溶剂按照预设比例混合均匀，使所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸及胶原蛋白溶解于所述溶剂中，得到混合溶液；

提供所述光引发剂，将所述光引发剂按照预设比例加入所述混合溶液中，混合均匀，得到前驱体溶液；

提供一透明的人工角膜基质模具，人工角膜基质模具所述成模面设计有纳米图案，将上述前驱体溶液置于所述人工角膜基质模具中；

对所述人工角膜基质模具进行紫外光照射，使甲基丙烯酸酯化的透明质酸在光引发剂的作用下发生聚合反应，得到水凝胶基体；

对所述水凝胶进行冷冻干燥，得到人工角膜基质。

一种人工角膜支架包括：上述所述的人工角膜基质，形成在所述人工角膜基质的相对两表面上的模拟前弹力层及模拟后弹力层，所述模拟前弹力层及模拟后弹力层成分为胶原蛋白。

本发明提供的人工角膜支架及其人工角膜基质的制作方法中，所述人工角膜基质包含甲基丙烯酸酯化的透明质酸，所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸在光引发剂的作用下可以聚合形成致密的网状结构；且所述人工角膜基质模具设计有纳米图案，便于控制细胞培养阶段细胞在所述人工角膜基质的排布。

附图说明

图1为本发明较佳实施方式的人工角膜基质的示意图。

图2为图1中的人工角膜基质的制作流程图。

图3为本发明较佳实施方式的人工角膜支架的示意图。

图4为图3中的人工角膜支架的制作流程图。

主要元件符号说明

人工角膜基质100

人工角膜支架200

模拟前弹力层201

模拟后弹力层202

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明较佳实施方式提供一种人工角膜支架200的制作方法(请参阅图4)，其包括如下步骤：

步骤s401，提供一人工角膜基质100；

步骤s402，提供一胶原蛋白溶液，将所述人工角膜基质100进入所述胶原蛋白溶液中5分钟～60分钟，然后取出并风干，即在所述人工角膜基质100的相对两表面上分别形成模拟前弹力层201及模拟后弹力层202，得到人工角膜支架200。

请参阅图1，步骤s401中的所述人工角膜基质100由一种人工角膜基质材料制成。

所述人工角膜基质材料包含甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白、光引发剂及溶剂。

所述人工角膜基质材料中，甲基丙烯酸酯化的透明质酸的质量百分含量的范围为0.5％～2.5％，胶原蛋白的质量百分含量的范围为0.1％～1.5％，光引发剂的质量百分含量的范围为0.005％～0.05％，溶剂的质量百分含量的范围为96％～98％。

所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸与胶原蛋白的比例优选为(1:19)～(1:1)。

所述胶原蛋白包括但不限于市售的i型胶原蛋白、ii型胶原蛋白及iii型胶原蛋白中的一种或几种。

所述光引发剂包括但不限于苯偶姻甲基醚、二乙氧基苯乙酮、苯甲酰基氧化膦类光引发剂、1-羟基环己基苯基酮、darocure型(化工行业标准型号)光引发剂及irgacure型(化工行业标准型号)光引发剂等常规用于制备人工角膜支架的光引发剂中的一种或几种。其中，所述darocure型光引发剂优选darocur-1173或darocur-2959；所述irgacure型光引发剂优选irgacure-1173或irgacure-2959；所述苯甲酰基氧化膦类光引发剂包括但不仅限于2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylophosphineoxide)、双-(-二氯苯甲酰基)-4-n-丙苯基氧化膦、双-(2,6-二氯苯甲酰基)-4-n-丁苯基氧化膦中的一种或几种。在紫外光的照射下，所述光引发剂可以引发所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸发生交联反应而形成致密的网状结构。

所述溶剂可以为醋酸溶液。所述醋酸溶液的浓度为0.05mol/l。

所述人工角膜基质100表面具有纳米图案。所述纳米图案形状可以为柱状结构或条状结构。

当所述纳米图案形状为柱状结构时，所述人工角膜基质100表面凸设有多个柱状结构。每个柱状结构的轴线与所述人工角膜基质表面大致垂直。每个柱状结构的直径范围为50纳米至500纳米，高度范围为5纳米至500纳米，相邻两个所述柱状结构之间的距离为50纳米至500纳米。

当所述纳米图案形状为条状结构时，所述人工角膜基质100表面凸设有多个条状结构。每个所述条状结构的延伸方向与所述人工角膜基质100表面大致平行。每个柱状结构的宽度范围为50纳米至500纳米，高度范围为5纳米至500纳米，相邻两个所述柱状结构之间的距离为50纳米至500纳米。

请参阅图2，提供了一种所述人工角膜基质100的制备方法，其包括如下步骤：

步骤s201，提供所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白及溶剂，将所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸、胶原蛋白及溶剂按照预设比例混合均匀，使甲基丙烯酸酯化的透明质酸及胶原蛋白溶解于溶剂中，得到混合溶液。

步骤s202，提供所述光引发剂，将所述光引发剂按照预设比例加入所述混合溶液中，混合均匀，得到前驱体溶液。

步骤s203，提供一透明的人工角膜基质模具，将上述前驱体溶液置于所述人工角膜基质模具中。

所述人工角膜基质模具包括凹模与凸模。所述步骤s203包括开模、注入以及合模三个阶段。

开模：将凹模与凸模分开。

注入：在凹模内注入上述前驱体溶液。

合模：将凸模覆盖在凹模上，使上述前驱体溶液收容在凹模与凸模形成的空间内。

本实施方式中，所述凹模与所述凸模合模时的间隙在250微米至550微米之间。

本实施方式中，所述凹模与所述凸模的成模面设计有纳米图案。所述纳米图案用于控制细胞培养阶段细胞在所述人工角膜基质的排布。所述纳米图案形状可以为具有多个圆柱状凹槽的窗花状结构。每个圆柱状凹槽的形状大小相同，且相邻两个圆柱状凹槽之间的距离相同。所述纳米图案形状也可以为条状结构。

步骤s204，对所述人工角膜基质模具进行紫外光照射，使甲基丙烯酸酯化的透明质酸在光引发剂的作用下发生聚合反应，形成致密的网状结构，得到水凝胶基体。

步骤s205，将所述水凝胶基体脱模并清洗。

步骤s206，对所述脱模并清洗后的水凝胶进行冷冻干燥，得到人工角膜基质100。

所述人工角膜基质100可以为任何镜片形状，只需根据需要设计所述人工角膜基质模具的形状即可。本实施方式中，所述人工角膜基质100与隐形镜片形状一致。

步骤s402中，所述模拟前弹力层201及所述模拟后弹力层202通过微观流体装置制作而成。所述微观流体装置为所述人工角膜基质100的相对两表面提供胶原蛋白流体。微观流体装置的流体制作能够制作出具有纤维走向的所述模拟前弹力层201及所述模拟后弹力层202。

请参阅图3，所述人工角膜支架200包括所述的人工角膜基质100，形成于在所述人工角膜基质100的相对两表面上的所述模拟前弹力层201及所述模拟后弹力层202，所述模拟前弹力层201及模拟后弹力层202成分为胶原蛋白。

本发明提供的人工角膜支架200、人工角膜基质100及其制作方法中，人工角膜基质材料包含甲基丙烯酸酯化的透明质酸，所述甲基丙烯酸酯化的透明质酸在光引发剂的作用下可以聚合形成致密的网状结构，且所述凹模与所述凸模的成模面设计有纳米图案，便于控制细胞培养阶段细胞在所述人工角膜基质的排布。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。