角膜(Cornea)作為眼部的重要組織之一,不僅承擔著屈光、維持眼部正常結(jié)構(gòu)的功能,對外界的病原體及塵埃顆粒也起到阻擋作用。然而,角膜同時也容易受到諸如細菌或病毒導致的眼部感染、化學或機械性損傷,以及腫瘤和自身免疫性疾病等影響。因角膜而引起的失明已成為全球第四大致盲原因,主要治療方法就是角膜移植。當今全球單側(cè)角膜失明人數(shù)約2300萬,雙側(cè)角膜失明人數(shù)約490萬,但每年角膜供體供應(yīng)量只有約10萬。此外,如果受體患者出現(xiàn)角膜血管化或先前排斥史,移植失敗率可高達70%。因此,尋找臨床上可大量獲得并且具有良好的生物相容性人工角膜,是當前亟待解決的問題。
? 郭瓊玉與約翰·霍普金斯大學助理教授Anirudha Singh,美國工程院、醫(yī)學院兩院院士Jennifer H. Elisseeff合作,在國際上率先提出并實現(xiàn)了蛋白多糖類似物對膠原蛋白納米纖維結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控(圖2)。
據(jù)悉,角膜膠原纖維的直徑大小與排列方式對角膜材料的透光率和機械性能起著決定性的作用。該研究發(fā)現(xiàn),環(huán)糊精類環(huán)狀低聚糖能夠調(diào)節(jié)膠原纖維的玻璃化、排列和超微結(jié)構(gòu),尤其是β-環(huán)糊精添加到I型膠原蛋白中后產(chǎn)生了與供體角膜相似的纖維層狀結(jié)構(gòu),從而得以獲得一種具有優(yōu)越透明性和機械韌性的人工角膜植入物,并且在體外和兔角膜部分切除術(shù)模型上驗證了該仿生人工角膜的生物相容性和手術(shù)性能。這項工作為體外制備具有臨床轉(zhuǎn)化前景的仿生人工角膜研究奠定了基礎(chǔ)。
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