[發明專利]組織工程化角膜上皮移植膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 200710129136.2
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101306207A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 許永根;王薇
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/36;A61F2/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 程泳

技術領域

本發明涉及一種組織工程化角膜上皮移植膜、其制備方法和應用， 以及一種構建組織工程角膜用支架材料。本發明屬于生物工程和臨床 醫學領域。

背景技術

嚴重的角膜病變和角膜損傷引起的盲性眼疾，居致盲性眼病的首 位。角膜移植手術雖然治療效果好，成功率高，但供體角膜材料來源 十分匱乏。長期以來，迫切希望通過在體外再造組織工程化生物角膜， 使組織工程化角膜成為人體角膜移植等效物，最終移植人眼角膜成功 使角膜盲患者視功能得到一定的恢復并提高他們的生活質量。因此， 尋求可用于人體移植的組織工程化角膜，擴大供體來源，滿足患者需 求成為迫切需要解決的問題。

在體外構建符合人體組織工程學和細胞生物學特點的組織工程化 角膜是解決上述問題的一種理想方法。

角膜(cornea)是眼球壁最外層纖維膜的前1/6部分，具有透明、 無血管和感覺神經豐富的特點。其前凸，表面光滑，質地堅韌并有彈 性。在組織學上角膜由外向內分為：上皮細胞層、基質層和內皮細胞 層。角膜基本結構示意圖可參見圖18。角膜的生理功能有以下幾個方 面：(1)保護眼球與鞏膜一起構成眼球壁最外層，共同保護眼球。同 時其神經末梢豐富，有敏銳的感覺功能，與眼的保護有密切關系。(2) 具有很強的屈光能力是屈光間質的主要組成部分，提供70％的屈光 力。(3)透入光線功能角膜本身透明，無色，沒有血管，因此光線通 過角膜可投入眼內。

目前，體外培養角膜上皮細胞和角膜基質細胞的培養技術已基本 成熟(參見Griffth?M，Hakim?M，Shimmura?S，et?al.Artificial human?corneas：scaffolds?for?transplantation?and?host regeneration.Cornea，2002，21：54-61；陳家祺，張勝，郭林潔等 應用三維培養技術體外重建角膜的初步研究。中華眼科雜志，2001， 37：244-247；Reichl?S，Bednarz?J，Muller-Goymann?CC.Human corneal?equivalent?as?cell?culture?model?for?in?vitro?drug permeations?tudies.Br?J?Ophthalmol，2004，88：560-565)，對培 養出的角膜上皮細胞和基質細胞生物學特性也進行了較深入的研究。 然而，對角膜內皮細胞尤其對靈長類角膜內皮細胞，特別是對人角膜 內皮細胞還沒有找到比較有效的體外培養方法。

有些學者曾報道在體外成功培養出人角膜內皮細胞并對其特性進 行了分析，1999年Griffith等(Grifft，Osborne?R，Manger?R. Functinal?human?corneal?equivalents?constructed?from?cell?lines. Science，1999，286：2169-2172)通過SV40病毒基因轉染使人角膜內 皮細胞永生化，因而獲得體外培養角膜內皮細胞。一方面，對該報道 中所培養出的人角膜內皮細胞還有待于進一步證實，同時，通過轉基 因方法獲得的人角膜內皮細胞不排除具有腫瘤細胞特性。因此，在體 外培養中要想獲得與體內內皮細胞具有相同生理功能的人角膜內皮細 胞還需要在今后的研究中加以解決。

為了最終獲得含有完全結構的組織工程化角膜，本發明人首先成 功制備了由角膜上皮細胞和支架材料構成的組織工程化角膜上皮移植 膜。所述組織工程化角膜上皮移植膜既有良好的組織相容性又有一定 透明屈光間質功能，能夠應用于板層和深板層角膜移植術，避免因角 膜上皮缺而引起的基質持續水腫，新生血管侵入，出現免疫排斥反應， 最終植片混濁，脫落。

發明內容

本發明的一個方面，涉及一種組織工程化角膜上皮移植膜，其包 括人角膜上皮細胞和組織工程角膜支架材料。

在本發明中，所述組織工程化角膜上皮移植膜中的人角膜上皮細 胞可由角膜緣組織塊培養法獲得。

在本發明中，所述組織工程角膜支架材料的選擇主要取決于所選 材料是否具有與人角膜基質具有相似生物學、物理學和光學特性。為 了避免或減少組織工程化角膜移植膜移植后引起的免疫反應，所述組 織工程角膜支架材料應當無抗原性或抗原性較低。