角膜修复材料有效性评价动物模型的建立和验证

背景:角膜修复材料可修复角膜损伤,这种产品在进入临床试验之前需要评估其有效性,但现阶段尚缺乏标准化的有效性评估方法。目的:建立并验证兔角膜真菌感染模型和角膜移植实验方法。方法:取新西兰大白兔12只,建立左眼角膜真菌感染模型(实验组),右眼作为正常对照。模型建立2周后,左眼进行脱细胞猪角膜基质移植,移植后定期进行裂隙灯显微镜、角膜厚度、眼压、共聚焦显微镜及光学相干断层成像等检测,评估角膜修复材料透明度、上皮愈合程度、水肿程度、角膜新生血管程度、角膜修复材料融解程度;移植后3,6,12个月,进行角膜病理组织观察。结果与结论:①实验组移植后1个月时角膜厚度明显增高,移植3-6个月时角膜厚度开始稳定,1年时趋于稳定,趋向于正常眼;②实验组眼压始终接近于正常眼;③光学相干断层成像显示,移植后7 d,角膜修复材料与植床贴合良好;移植后6个月上皮覆盖完整,移植区植片厚度较为均一;移植后1年恢复情况趋于正常眼;④共聚焦显微镜显示,移植后1个月时,移植区材料均匀;移植后6个月时,移植区有少量细胞迁入;移植后1年时,上皮细胞密度增大,移植区有迁入细胞,但少于正常眼;⑤移植后1年,角膜修复材料几近完全透明,可认为此角膜修复材料治疗感染性角膜溃疡有效;未发生排斥反应,表明该角膜修复材料的治愈性良好;⑥移植后3个月,大量基质细胞迁移至角膜角膜替代物中,移植区域胶原纤维排列整齐、致密,无明显瘢痕及降解现象;移植后6个月时,移植区域已基本恢复至正常角膜状态;移植后1年,移植区域已恢复至正常角膜状态,生物相容性很好;⑦结果表明,实验建立的兔角膜真菌感染模型和角膜移植实验方法可作为评价此类角膜材料有效性的动物模型和方法。

壳聚糖-胶原角膜修复材料的制备及生物相容性

背景:将胶原和壳聚糖按一定比例制成复合膜后,能够降低壳聚糖的正电荷,改善壳聚糖的吸附力,促进细胞的黏附生长、迁移和增殖,增强壳聚糖的生物学性能,成为十分优良的生物材料。目的:制备壳聚糖-胶原复合膜,观察其与角膜基质层的组织相容性。方法:制作壳聚糖-胶原复合膜材料。将16只新西兰兔随机分为两组,实验组于右眼角膜基质袋内植入壳聚糖-胶原复合膜,对照组右眼角膜基质袋内植入壳聚糖膜。移植后进行裂隙灯显微镜、前节-光学相干断层成像及组织学观察。结果与结论:(1)裂隙灯显微镜:移植后第8周,实验组膜片中央出现降解浸润,皱褶屈曲不明显;对照组膜片全部浸润,皱褶屈曲明显。(2)前节-光学相干断层成像:移植后第6周,实验组的复合膜边界模糊,密度与正常角膜组织很接近,角膜形态恢复正常。(3)组织学观察:移植后第8周,实验组膜片表层少量降解,降解材料与角膜基质融合,膜片周围角膜基质有少量炎性细胞浸润;对照组膜片表层降解程度大于实验组,降解物质与角膜基质交织融合,膜片周围角膜基质有较多炎性细胞浸润。表明壳聚糖-胶原复合膜具有可降解性和良好的组织相容性。

角膜内不同部位植入壳聚糖-胶原复合膜的生物相容性

背景:角膜基质层间植入是评价材料角膜内生物相容性的理想模型,但将材料植入角膜基质层间的位置不同,可能会影响材料的降解以及角膜的代谢,最终影响到材料在角膜内生物相容性评价结果。目的:观察壳聚糖胶原复合膜(胶原含量为30%)植入兔角膜不同部位基质层的组织相容性。方法:制备厚度为20μm的壳聚糖胶原复合膜。将新西兰大白兔以抽签法随机分为两组:一组角膜周边基质层间植入壳聚糖胶原复合膜材料;另一组角膜中央基质层间植入壳聚糖胶原复合膜材料。裂隙灯显微镜观察材料植入后眼表及前房的反应、材料植入部位角膜和材料的相互反应及植入部位角膜透明性改变。6周后取角膜做组织切片,观察植入部位角膜组织和材料的组织学改变。结果与结论:角膜周边植入组的复合膜逐渐降解,最终完全降解,并对角膜结构无明显影响,显示了良好的角膜组织相容性;中央植入组复合膜植入早期眼表稳定,也显示了良好的生物相容性,但是2周过后伴随着材料的缓慢降解,材料周边变得不透明,伴随着炎症细胞浸润,最终在第34,42天分别有一只发生角膜溶解。结果说明薄的壳聚糖胶原复合膜材料透明性好、力学性能匹配,植入角膜周边基质层间后在短时间内能完全降解,适宜作为角膜修复材料,特别是作为角膜缘干细胞的载体可以用来修复角膜缘干细胞损伤引起的角膜疾病。