中國造出全球首個人工生物角膜,為何能領先於美國?

2021-01-08 小菜雞說實事

相信很多人一定不知道,中國研發的人工生物角膜是世界上第一個完成臨床試驗的人工角膜,這絕對算得上是我國在全世界都引以為傲的一項技術。即使到現在,中國的人工生物角膜依然還是領先世界的。

眼角膜就是覆蓋在眼球最外面一層透明的薄膜,中間厚度大概只有零點五毫米,類似我們常見的隱形眼鏡一樣,非常的脆弱。如果說眼睛是照相機,那眼角膜就是相機鏡頭的一個重要部分。患角膜病的人數僅次於白內障,是我國主要致盲的疾病之一。以前想要換眼角膜只能等社會愛心人士的捐獻,相信你也經常會在新聞裡看到某某絕症患者願意在死後捐獻自己的眼角膜,而我國角膜病的患者有四百萬,國內角膜的捐獻量一年僅有四千例左右,完全是杯水車薪。

其實人工角膜的研究非常的早,大概有兩百多年歷史,並且也不是中國最先開始研究的。那為什麼又說中國是世界第一,又是領先世界呢?

人工角膜最早是由法國的一名眼科醫生,在一九七九年第一個提出來的,直到一八七一年第一個人工角膜就植入了人體。而這個人工角膜的材質其實是玻璃的。玻璃是硬的,而且在一百五十年前那個年代,想想也知道能有啥好效果。

現在的人工角膜主要分為兩類,一是高分子材料角膜,二是生物角膜。國外一直研究的方向以及比較成熟的商用方案,都更偏向於使用高分子材料角膜。比如在上世紀的九十年代初,澳大利亞就研究出了Alphcor人工角膜是用聚甲基丙烯酸-2-羥乙酯製成的,簡稱PHEMA,簡單理解就是製作隱形眼鏡的那個材料。這種角膜因為是純化學聚合物材料,壓根沒有細胞以及各種抗原,所以好處就是植入人體後不會發生細胞之間的排異反應,也能減少細菌感染的機率,所以相對技術要求也比較低。

但畢竟只是塞了個塑料片在眼睛裡,像戴隱形眼睛一樣。缺點就是長期放在眼睛裡會有排斥反應,導致眼睛不舒服甚至疼痛,長期還會發生溶解、偏移,特別是鈣化等各種問題,可能過一段時間又看不清楚了,需要進行修復或者更換,非常的麻煩。比如比較知名的美國ATI公司研發的就是這種人工角膜,這也是我國早期比較喜歡進口的一種人工角膜。ATI公司的角膜在上述的基礎上做了一些改進,他們在PHEMA角膜邊緣,用一種特殊的納米材料做了一圈類似海綿體的東西,植入人體之後,人眼睛上的血管和組織就會和這個邊緣長在一起,起到固定作用。

但上面說的一些其他缺點,比如溶解、鈣化等問題還是不能完全避免。再比如美國波士頓人工角膜,這也是世界上使用最廣泛的一種人工角膜。這種角膜試劑植入人眼後,看起來有點恐怖,有點像電影裡的半人半機器一樣的眼睛。這種角膜由四部分組成:前板、背板、角膜、鎖環,結構有點像螺絲和螺母,中間夾了個墊片和角膜,其中在後板上,也就是這裡說的墊片,還打了十六個孔,方便角質細胞的形成。

其中光學部分是由聚甲基丙烯酸甲酯製成的,也就是我們常說的亞克力或有機玻璃,本質上和上面說的ATI公司生產的角膜都屬於一類,都是化學聚合物產品。缺點也很明顯,放一個結構這麼複雜的東西在眼睛裡很容易感染、發炎,可能需要長期使用激素類的藥物來抑制身體的免疫反應。

而我國研發的是生物酵母,選擇的是豬角膜,因為豬的角膜解剖結構和組織成分與人類非常的相近,相比貓、狗、羊等豬是大批量規範養殖的,整個飼養過程以及是否生過病都能很好的檢測。但生物角膜最大的缺點就是排異反應,這是一個非常大的醫學難題。就連人和人之間的器官移植都非常講究配型,而且大多器官移植之後的患者還要長期吃抗排異藥物,更別說將其他動物的組織移植到人體了,這也是為什麼國外在生物角膜方面一直沒有什麼大的突破的主要原因。

我國的科學家經過數十年的研究,通過技術手段去除了豬角膜中的細胞多餘的蛋白、多糖等抗原,保證不和人體發生排異反應,保留了天然角膜的膠原蛋白,同時還要保留角膜上的纖維結構。上面也說了,角膜中間的厚度只有零點五毫米,稍有不慎就報廢了,所以技術難度非常的高。

生物角膜相比高分子材料的角膜相容性更好,安全性更高,能與周圍組織快速的融合。而且隨著自身的細胞嵌入角膜後移植角膜還會逐漸的透明,視力反而會越來越好。

比如我國第一個接受生物角膜移植的人叫黃元珍,他在二零一零年在家幹農活時,不小心被竹篾戳到右眼。後來經過幾個月的輾轉求醫,作為第一個生物角膜的移植測試患者,雖然研究團隊在此之前做了無數次的試驗,但這畢竟是第一個人體移植,主治醫生還是有所顧忌,甚至當時還準備了一份捐獻角膜當作備用方案。好在手術非常的成功,十年後二零一九年他再次回到醫院檢測,視力不僅沒變差,反而變得更好了。

不管是中國還是世界其他國家,在今後的人工角膜研究重點也必然向生物材料學、細胞生物學等方面發展,所以我國的技術以及研究的方向都是走在世界前列的。而且現在的人工角膜追求的也不僅僅是能用就行,還講究透明率,現在我國生產的人工角膜透明率已經成主要指標了。

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