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        人工角膜:眼疾患者的福音

        2021-07-28 23:16:56沈臻懿
        檢察風(fēng)云 2021年10期
        關(guān)鍵詞:供體眼球角膜

        沈臻懿

        目前,全球范圍內(nèi)有超過(guò)22億人口存在視力受損或失明問(wèn)題。各類致盲眼病中,角膜病僅次于白內(nèi)障,位列第二

        不容忽視的視力殘疾問(wèn)題

        2019年10月8日,在一年一度的“世界愛(ài)眼日”前夕,世界衛(wèi)生組織發(fā)布了全球首份《世界視力報(bào)告》,引起了世人對(duì)于視力殘疾和失明等問(wèn)題的高度關(guān)注。該份報(bào)告指出,全球范圍內(nèi)有超過(guò)22億人口存在視力受損或失明問(wèn)題。各類致盲眼病中,角膜病僅次于白內(nèi)障,位列第二。目前,世界上有大約6000萬(wàn)名角膜盲患者。

        人的眼睛,是一種極為復(fù)雜且精密的器官。如果把人的眼睛比作是一臺(tái)照相機(jī)的話,那么角膜就相當(dāng)于相機(jī)鏡頭,移植角膜就如同給照相機(jī)換了一個(gè)鏡頭。眼球壁最外層前1/6的透明部分,就是我們所熟知的角膜。其主要由無(wú)血管的結(jié)締組織構(gòu)成,厚度約1毫米,形似凸凹透鏡,具有折射光線的作用,在視覺(jué)成像中起著極為重要的作用。因各類原因引發(fā)角膜混濁而導(dǎo)致的病患視力障礙,通過(guò)角膜移植往往是最為有效的復(fù)健方式。大部分角膜盲患者都可通過(guò)常規(guī)的供體角膜移植來(lái)“重獲光明”。然而,受制于供體角膜數(shù)量、角膜數(shù)據(jù)庫(kù)信息不通、有限角膜未能充分利用等因素,角膜供體仍然處于嚴(yán)重的供不應(yīng)求的狀態(tài)。不少角膜病患者在苦苦等待角膜供體的過(guò)程中,由于病情惡化而終身處于“黑暗”之中。

        眼球壁最外層前六分之一的透明部分,就是我們所熟知的角膜。其主要由無(wú)血管的結(jié)締組織構(gòu)成,厚度約1毫米,形似凸凹透鏡,具有折射光線作用,在視覺(jué)成像中起著極為重要的作用

        如果把人的眼睛比作是一臺(tái)照相機(jī)的話,那么角膜就相當(dāng)于相機(jī)鏡頭,移植角膜就如同給照相機(jī)換了一個(gè)鏡頭

        人工角膜的實(shí)質(zhì)是一種基于人工合成材料的特殊屈光裝置,能用來(lái)替代病變后影響眼球光學(xué)通路的混濁角膜,進(jìn)而令患者重見(jiàn)光明

        面對(duì)能為角膜盲患者“帶來(lái)曙光”的供體角膜嚴(yán)重短缺問(wèn)題,研發(fā)人工角膜一直以來(lái)都是科學(xué)家們的追求。此外,遭受嚴(yán)重的角膜熱燒傷、化學(xué)傷害后已產(chǎn)生新生血管的角膜盲患者,在接受供體角膜移植后,容易在手術(shù)后出現(xiàn)排異反應(yīng)而導(dǎo)致復(fù)明手術(shù)的失敗。對(duì)于這些患者來(lái)說(shuō),植入人工角膜更是其康復(fù)的唯一選擇。

        “波士頓型”與“領(lǐng)扣型”人工角膜

        人工角膜的實(shí)質(zhì)是一種基于人工合成材料的特殊屈光裝置,能用來(lái)替代病變后影響眼球光學(xué)通路的混濁角膜,進(jìn)而令患者重見(jiàn)光明。全球范圍內(nèi),目前由哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院研發(fā)的一款名為“波士頓型”的人工角膜已用于臨床治療。其主要適用于高危角膜移植、反復(fù)同種異體角膜移植失敗、兒童先天性角膜盲以及眼表疾病致盲等病癥。醫(yī)學(xué)專家通過(guò)專門技術(shù),將“波士頓型”人工角膜安裝于供體角膜中間,從而讓供體角膜作為載體將之移植給患者,并發(fā)揮其透明屈光間質(zhì)的作用。由于其所使用材料的生物相容性較好,因而易與周圍組織愈合,不易產(chǎn)生移植后血管增生或排斥反應(yīng)。

        不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù),使得人們?cè)谘邪l(fā)人工角膜方面也有了新的突破。近期,有科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一款“領(lǐng)扣型”人工角膜,更是推動(dòng)人工角膜技術(shù)向前邁進(jìn)了一步?!邦I(lǐng)扣型”人工角膜是根據(jù)患者角膜和眼表結(jié)構(gòu)特性研發(fā)的一種人工角膜和人體角膜的復(fù)合體,可根據(jù)患者自身的眼軸長(zhǎng)度來(lái)選擇相應(yīng)的光焦度。作為一項(xiàng)成功研發(fā)的新型技術(shù),“領(lǐng)扣型”人工角膜不僅手術(shù)最為簡(jiǎn)便、治療效果最好,且治療成本最低。同時(shí),其在光譜透過(guò)率、分辨率、表面光潔度以及光學(xué)偏心等指標(biāo)方面已然優(yōu)于“波士頓型”人工角膜等同類產(chǎn)品。更值得稱道的是,“領(lǐng)扣型”人工角膜技術(shù)充分考慮到了東亞人種眼球相對(duì)較小的特點(diǎn),更符合東亞人的眼球結(jié)構(gòu)。

        過(guò)去,遭受角膜熱燒傷、化學(xué)傷對(duì)于患者而言堪稱“絕癥”,使用供體角膜來(lái)進(jìn)行移植的成功率近乎為零,幾乎沒(méi)有重見(jiàn)光明的可能。但隨著“領(lǐng)扣型”人工角膜技術(shù)的問(wèn)世,這些患者重新燃起了復(fù)明的希望。一名因氣體爆炸導(dǎo)致的重度角膜化學(xué)傷的患者,在醫(yī)學(xué)專家團(tuán)隊(duì)的努力下,通過(guò)植入“領(lǐng)扣型”人工角膜實(shí)現(xiàn)了復(fù)明。術(shù)后第一天,患者的視力就達(dá)到了0.25,已然能夠輕松閱讀報(bào)刊,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了世界衛(wèi)生組織制定的0.05的脫盲標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于供體角膜來(lái)說(shuō),人工角膜不會(huì)受到人體免疫系統(tǒng)的攻擊,不會(huì)發(fā)生自身免疫排斥反應(yīng)。一旦植入后,人工角膜即可以終身使用。

        3D打印人工角膜技術(shù)

        當(dāng)前,世界上已有相應(yīng)的人工角膜技術(shù)應(yīng)用于臨床,或即將應(yīng)用于臨床,但科學(xué)家們?nèi)栽诓粩嗵剿魅斯そ悄ぜ夹g(shù)的進(jìn)一步拓展。

        3D打印技術(shù)問(wèn)世后,“一切皆可打印”已成為可能??此苾筛叫芯€一般的3D打印技術(shù)和人工角膜技術(shù),在某一刻突然產(chǎn)生了交集。有科研團(tuán)隊(duì)利用當(dāng)前盛行的3D打印技術(shù),研制出了世界上首款3D打印人工角膜。

        從技術(shù)角度來(lái)說(shuō),人工角膜可以分為醫(yī)用高分子材料類和生物工程類兩部分。3D打印人工角膜所涉及的,即屬于生物工程類的人工角膜。其利用生物工程技術(shù),可生成能夠模擬人體角膜組織的特殊材料。在3D打印人工角膜問(wèn)世前,科學(xué)家們?cè)诖祟I(lǐng)域中的研究成果多為角膜基質(zhì)的支架結(jié)構(gòu)。由于其缺乏活性上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞,在移植后還需要受體患者自身角膜上皮的皮膚。

        為了尋獲完美的生物工程材料,科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了大量的測(cè)試研究。最終,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),將角膜干細(xì)胞、海藻酸鹽以及膠原蛋白混合后,即可打造出一種完美的“生物墨水”。這種“生物墨水”有著極為特殊的材料屬性優(yōu)勢(shì)——既柔軟又充滿韌性。一方面,柔軟性的特點(diǎn),能夠使其毫無(wú)障礙地從3D打印機(jī)的噴嘴中擠出;另一方面,有韌性的特點(diǎn),又可使其具有并保持一定的形狀。同時(shí),海藻酸鹽和膠原蛋白混合而成的凝膠,可以保持角膜干細(xì)胞的活力。用戶使用這一含有角膜干細(xì)胞的“生物墨水”后,即可直接打印,并不需要擔(dān)心細(xì)胞單獨(dú)生長(zhǎng)的問(wèn)題。

        考慮到每名患者眼球結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性和差異性,3D打印人工角膜技術(shù)有著極為人性化的一面。其可以通過(guò)掃描患者的眼睛,對(duì)其角膜大小和自然曲率進(jìn)行測(cè)量,并獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,利用算法來(lái)制作原始的人工角膜模型,并進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換為實(shí)體,以生成相應(yīng)的3D打印支撐結(jié)構(gòu)。有了支撐結(jié)構(gòu)后,還需要持續(xù)利用3D打印,將“生物墨水”成功擠壓為同心圓,并最終形成人眼角膜的形狀。干細(xì)胞在3D打印形成的人工角膜中,還可繼續(xù)發(fā)育。這一整套流程看似環(huán)節(jié)較多,但整個(gè)打印過(guò)程僅僅只需不到10分鐘時(shí)間,就能快速打印出符合患者獨(dú)特需求,且形狀和大小極為匹配的人工角膜。

        誠(chéng)然,科學(xué)家目前對(duì)于3D打印人工角膜技術(shù)的研究,仍需用到器官捐獻(xiàn)者提供的角膜干細(xì)胞來(lái)作為基礎(chǔ)材料。但在3D打印人工角膜技術(shù)的幫助下,每利用一塊健康供體角膜,即可以制作出50塊人工角膜。這就使得角膜盲患者獲取角膜的概率大大提升,也意味著大量患者在病情惡化之前,就能等到并植入人工角膜以復(fù)明。

        上述研究數(shù)據(jù)的結(jié)果,的確令人為之振奮,但3D打印人工角膜技術(shù)目前尚處于實(shí)驗(yàn)室階段。利用3D技術(shù)打印出來(lái)的眼角膜還需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步測(cè)試,以確定其安全性和臨床適應(yīng)性。雖然該技術(shù)距離真正臨床移植還有著較長(zhǎng)的一段路要走,但其不失為解決全球范圍內(nèi)的眼角膜緊缺難題提供了一項(xiàng)新的可能。

        編輯:黃靈? yeshzhwu@foxmail.com

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