全飞透镜保存与移植创新“琥珀”：医院联合研制营养胶囊储运人角膜组织

科研新突破

2022年7月，复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛教授及其合作团队，在全飞秒角膜基质透镜保存及再利用研究领域取得重大进展，研究成果在线发表于国际顶尖学术期刊Chemical Engineering Journal (IF=16.74，中科院1区Top期刊)，为角膜疾病如角膜营养不良、圆锥角膜、角膜激光术后并发症等疾病的治疗带来新突破。

复旦大学附属眼耳鼻喉医院的赵婧副主任医师和张哲博士为该论著的共同第一作者；周行涛教授、上海交通大学医学院附属瑞金医院崔文国教授及蔡正伟副研究员为共同通讯作者。

周行涛

崔文国

蔡正伟

赵婧

张哲

研究成果介绍

全飞秒透镜移植可用于矫正屈光不正和治疗多种角膜疾病，缓解角膜供体组织匮乏的问题，且具有手术创伤小、无需进行角膜缝合、减轻患者经济负担等优势。然而目前角膜组织保存技术存在保存周期短、缺乏对组织结构和光学性的维持等局限性。

“琥珀式”营养胶囊结构和保存全飞透镜再利用示意图

周行涛教授团队及崔文国教授团队从人体天然泪液组成获得启发，将海藻酸钠与钙离子进行快速扩散配位形成立体缓冲胶囊，外壳模拟脂质层；加入硫酸软骨素钠、透明质酸钠和右旋糖酐等物质作为营养保存液模拟水液层，通过胶囊空隙进行营养供给、物质代谢并阻断病原体；最内层由硫酸软骨素与角膜透镜表面产生静电作用形成润滑层，从而构建出新型的模拟人体泪液稳态的营养胶囊，形状如透明的“琥珀”，用于立体保存角膜组织，起到物理阻隔、营养供给和表面润滑等多重作用。该技术目前已初步应用于临床，将营养胶囊保存后的全飞秒透镜用于人角膜组织移植术取得成功。

模拟人体泪液的“琥珀式”立体仿真

营养胶囊的制备和条件摸索

研究结果显示营养胶囊中期保存后的角膜组织透光率、细胞活性及胶原纤维密度均优于传统保存液，可基本维持新鲜组织特性。将营养胶囊保存的透镜在人眼异体移植治疗角膜疾病后安全有效，植入的透镜保持透明，无移位、排斥现象，术后3月70%术眼的最佳矫正视力较术前增加至少两行。

营养胶囊保存后全飞秒透镜

进行异体移植治疗角膜疾病案例

本研究成功研制新型的角膜组织保存介质-营养胶囊，通过模拟人泪液成分为角膜组织构建立体保存和营养供给场，在体外最大程度地模拟体内眼部微环境。该营养胶囊为角膜组织及其他活体器官的保存及再利用提供新型安全可行的策略。

研究意义

目前中国的角膜供体材料严重匮乏，与庞大的需行角膜移植患者的需求相比，远不能解决目前临床现有问题，且角膜移植术后存在植片失败、移植排斥、缝线引起散光等诸多问题，使医生在诊疗中面临巨大挑战。其中，如圆锥角膜与角膜营养不良是眼科领域治疗棘手的角膜疾病。圆锥角膜多发于青少年，属非炎症性、双侧进行性角膜病变，往往导致不规则散光及高度近视，双眼先后发病，严重者会导致失明，需行角膜移植。角膜营养不良是一种遗传性的角膜病变，渐进性发展，疾病严重者可致失明，最终需行角膜移植。

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院的周行涛教授团队自2010年开展近视矫正全飞秒(SMILE)手术以来，已超17万台，手术量居全球第一，SMILE角膜基质透镜来源完全可靠。这些透镜可以“变废为宝”再利用吗？周行涛团队以临床问题为导向，十二年磨剑，坚持不懈地探索。团队整合多学科优势资源，针对角膜透镜保存及再利用这一难题，开展交叉学科的联合攻关，将以往全飞秒手术中原本“废弃”的角膜组织透镜，用于治疗圆锥角膜、角膜营养不良和复杂性屈光不正等，使患者重获光明。 

想患者所想，急患者所急，我们一起探索更多医学可能，创造更多医学奇迹。让更多人拥有“光明的未来”！

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供稿 | 眼科   

编辑 | 党委宣传部