动物角膜助力盲人恢复视力

• 2023-06-26 18:56:51 来源：科技日报

科技日报记者 王延斌 通讯员 汪心海

角膜病是我国仅次于白内障的第二大致盲眼病，角膜移植是唯一复明手段。问题是我国目前有400万患者苦苦等待角膜移植供体，但每年却只有1万人捐献眼角膜，如何化解难题？

在6月20日召开的山东省科技创新大会上，荣获山东省技术发明一等奖的“新型角膜供体材料的关键技术创新与临床应用”项目为上述难题提供答案。

(资料图片)

该项目完成人、山东第一医科大学附属眼科医院院长史伟云告诉科技日报记者：“我们历经15年多名专家和高新企业接力攻关，包括研发全球首个新型生物角膜产品、创新国内首个人工角膜材料和制造关键技术填补空白的人工角膜产品、发明活性羊膜保存技术、创建保留眼球仅取角膜的原位捐献技术体系、发明生物眼结膜和角膜内皮再生技术等五项成果，最终让众多盲人重见光明。”

“人角膜”告急，动物角膜成解决方案

“厚度只有500微米的角膜在眼球表面，多种致病因素使透明的角膜出现灰白色的混浊、瘢痕，严重的发生角膜穿孔，阻挡光线进入眼内，导致视力模糊、减退，甚至失明。”史伟云教授说。

因为角膜供体材料远远不够，通过科研手段解决角膜供体问题，成为当务之急。

“目前，利用动物角膜，尤其是猪角膜是解决人角膜供体匮乏的最佳方案。”史伟云告诉记者：“猪的基因序列和人类的基因序列高度相似，且猪的数量庞大，是最为适合替代人角膜的动物。”

不过，在他看来，猪角膜供体移植最大的问题是术后存在异种排斥；此外，猪角膜与人角膜厚度、曲率不一样，即使移植成功，术后视力也不佳。

如何把猪角膜中异种抗原和细胞剔除干净的同时还能保持角膜的透明性，成为最大瓶颈。记者了解到，上述项目组提出基于胶体渗透压平衡的脱细胞新理论，发明脱细胞保护液，首创脉冲高静压技术，将脱除异种抗原的时间从3天缩短到3个小时，此举解决了透明性和异种排斥难题。

其中的脱细胞技术，是通过各种方法去除组织、器官中的细胞成分，消除抗原性，保留器官的三维结构和含有生物活性的细胞外基质。此外，上述团队发明了人工前房结合飞秒激光技术，解决术后视力差的难题，而临床应用效果达到人供体角膜水平。

“这种角膜是用猪角膜基质，经过脱细胞和去抗原处理后，来替代人角膜基质。”史伟云介绍，可以解决临床上30%-40%角膜可治盲患者的复明问题。

国内首创！终末期角膜盲不再是“绝症”

不过，对角膜病患者来说，即使有现成的“人角膜供体”也不是万能的。

上述团队向记者提供的数据显示：即使人类角膜供体充足，10%-15%的重度角膜盲患者依然无法通过人的角膜移植恢复光明。如严重化学伤等角膜上有大量的新生血管、睑球粘连等，移植到受体后，很快就会产生免疫排斥。

当生物角膜移植和人体角膜移植都不适合时，人工角膜移植成为唯一方案。

史伟云向记者介绍：“我们创新了人工角膜材料和制造关键技术，用高分子材料和钛合金做成了人工角膜。这种人工角膜模仿的是美国波士顿人工角膜，但我们进行了大量的改进。因为欧美人的眼睛和中国人的眼睛还是有差异的，我们把中国人眼睛的解剖指数、颜色融入我们的人工角膜中去，无论是美观度还是术后视力恢复情况都优于进口人工角膜。”

据悉，该产品已获国家Ⅲ类医疗器械注册证，已使近100例盲人复明，填补国内空白，使我国终末期角膜盲不再是“绝症”。

生物羊膜是角膜表层修复的最佳材料，但活性保存是难题，以往专家都是取新鲜的羊膜“点对点”使用，或者用干燥后的羊膜，但这种羊膜的活性和营养也随之降低。

史伟云说：“我们研发了新鲜羊膜长效保存液，最少可以让它‘保鲜’2年，解决了角膜溃疡修复材料问题。目前全国共有500余家医院在使用该项技术，每年有2万名患者获益。”

取眼角膜不需摘眼球，角膜原位捐献的“中国模式”

“虽然角膜捐献的志愿者越来越多，但是捐献量仍远远少于等待复明的患者。”作为全国人大代表，史伟云曾连续多年建议为器官捐献立法。

在他看来，供体角膜缺乏的首要因素是认知，即很多人存在“眼角膜捐献就是移植整个眼球”的错误印象。

事实上，早在几年前，史伟云团队就创建角膜原位捐献技术体系，仅取一片角膜，保留眼球留在遗体上，捐献者的遗容不再被破坏，让更多人容易接受眼角膜捐献这一爱心之举，该技术使角膜捐献量从200枚/年增加到5800枚/年，缓解了我国角膜供体匮乏难题，创造了角膜原位捐献的中国模式。

此外，此前摘取后的眼角膜必须在24小时内植入患者眼中，否则容易造成眼角膜的污染和浪费。该项目组还发明离体角膜活性保存液，让摘取后的眼角膜可以保存14天，让更多的患者受益。

史伟云说：“如今的人工角膜是没有内皮细胞的，所以不能做全层的角膜移植。现在我们正在研发一种特殊材料，可以把人工材料内皮贴到人工角膜上，实现人工角膜应用于全程角膜移植。此外，我们还在研究一种‘水凝胶’，若角膜缺损，可以涂上去，不需要缝合即可快速修复角膜。”

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