7月12日，南都記者從中山大學中山眼科中心獲悉，該中心袁進團隊研發(fā)出一種光固化生物粘合水凝膠，可以實現(xiàn)無縫線角膜移植，研究成果已發(fā)表在生物材料領域期刊《Bioactive Materials》(《生物活性材料》)中。待該科研成果實現(xiàn)轉(zhuǎn)化后，將為眼科以及外科手術領域提供一種無縫線生物粘合技術的新選擇。

研究成果發(fā)表在生物材料領域頂級期刊

中山大學中山眼科中心袁進教授作為唯一通訊作者，中山眼科中心趙軒博士后和李賽群副主任醫(yī)師為共同第一作者在《Bioactive Materials》(Materials Science, Biomaterials領域排名Top1期刊，中科院一區(qū)，影響因子14.593)發(fā)表題為“Natural Polymer-Derived Photocurable Bioadhesive Hydrogels for Sutureless Keratoplasty”的研究論文。

該團隊研發(fā)了一種由甲基丙烯?；髂z(GelMA)和氧化葡聚糖(ODex)組成的光固化生物粘合性水凝膠。

該新型生物粘合劑具備良好的光學透明性、組織粘附性和細胞生物相容性，實現(xiàn)了無損傷、無縫線原位固定板層角膜植片，為眼科和外科手術的組織固定提供了新的思路。

這也是該團隊繼“復合生物載藥角膜接觸鏡(ACS Nano 2016)”“化學結(jié)枝修飾生物活性羊膜(Frontiers in Bioengineering 2020)”之后又一重要成果。

“我們的研究成果來自眼科，但能在生物材料領域的頂級期刊被接收，說明國際同行已經(jīng)充分認識到了它的重要性和成果的示范性，這也是眼科領域在這個期刊發(fā)表的第一篇文章”，中山大學中山眼科中心副主任、主任醫(yī)師袁進說。

中山大學中山眼科中心副主任、主任醫(yī)師袁進介紹新型水凝膠。

新型水凝膠比現(xiàn)有產(chǎn)品粘合度高、安全性好

據(jù)介紹，我國每年大約進行8000至10000例角膜移植手術，在目前的角膜移植手術中，角膜植片的固定通過顯微縫線固定，但是存在縫線相關散光、新生血管、縫線感染等諸多潛在并發(fā)癥，影響角膜移植手術遠期療效。

無縫線固定技術一直是研究的熱點，但目前常用的組織粘合劑氰基丙烯酸酯和纖維蛋白膠，前者具有一定毒性、缺乏透明度和柔韌性以及快速聚合過程存在產(chǎn)熱效應，后者的低粘附強度是不可避免的缺點。

為了尋求粘合度高、安全性好的粘合劑，袁進團隊設計了一種基于GelMA的粘合性水凝膠，并通過引入ODex在可見光下固化形成雙網(wǎng)絡、雙交聯(lián)凝膠，實現(xiàn)快速有效、安全的固化與粘合。

“新型水凝膠具有理想的粘合劑理化特性”，袁進介紹，這種光固化生物粘合性水凝膠，具有高透光率、耐酶解和優(yōu)異的生物相容性，以及更高的粘附強度，新型凝膠的光固化特性也為手術醫(yī)生進行手術設計規(guī)劃提供了便捷可操作性。

同時，通過平面培養(yǎng)和三維立體培養(yǎng)的體外細胞實驗證明，該粘合體系無細胞毒性且不會引起角膜基質(zhì)纖維細胞的轉(zhuǎn)型，導致額外的角膜基質(zhì)瘢痕反應。

新型水凝膠理化特性

在新西蘭兔實驗中 角膜受體與供體整合良好

袁進介紹，在新西蘭兔角膜板層移植模型中，該粘合劑表現(xiàn)出良好的操作便捷性，將粘合性水凝膠預聚液滴加在植床上后，對合供體角膜，再通過可見光(405nm)光照4分鐘實現(xiàn)供體與受體組織的粘合，術后角膜供體與受體貼合緊密，邊緣連接處無明顯縫隙。

采用該生物粘合劑替代傳統(tǒng)縫線固定，角膜植片與角膜植床貼附良好，移植后角膜保持良好光學透明性和表面弧度。術后56天，角膜上皮層已恢復正常厚度，未觀察到炎癥細胞。結(jié)合電鏡顯示角膜基質(zhì)層結(jié)構正常，受體與供體整合良好，粘合劑的緩慢降解特性完美匹配于植片-植床愈合規(guī)律。

成果轉(zhuǎn)化后將向外科領域推廣

袁進表示，這種新型水凝膠不光為角膜移植，還將為其他外科手術提供全新選擇。

“我們這種新型的水凝膠是不是適合其他的手術切口，主要看這個手術切口需要多大的抗張強度，我們評估了新型水凝膠的抗張強度，它可以抵抗280毫米汞柱的壓力，這是一個比較高的數(shù)字了”，袁進說，對于絕大多數(shù)的手術切口，它是可以使用的，“但對于需求最高的關節(jié)類手術切口，能不能達到要求還需要后面去研究”。

“我們的專利申請很快就提交，接下來將進行科研成果的轉(zhuǎn)化，希望這個新技術不僅在眼科，還能夠在整個外科領域都得到應用，推動眼科、外科領域進行無縫線、低損傷的精準化治療模式”，袁進表示，目前正在積極推動臨床實驗，有可能在3至5年內(nèi)將該成果進行臨床應用。

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