综述：后弹力层-角膜内皮复合体的人工替代物：当前技术与展望

《Experimental Cell Research》：Artificial substitutes for Descemet's membrane - corneal endothelium complex: state of the art

本综述系统探讨了人工后弹力层（DM）替代材料的最新进展，重点分析了天然/合成生物材料在角膜内皮细胞（CECs）移植中的应用潜力。文章指出传统内皮角膜移植术面临供体短缺挑战，而新型材料（如EndoArt）虽缺乏主动泵功能却展现出临床前景。未来研究方向包括开发能模拟DM生理功能的智能材料体系，为Fuchs营养不良等内皮病变提供新治疗策略。

　　

Abstract

后弹力层（DM）作为特化的基底膜支撑着角膜内皮细胞（CECs），这些细胞通过主动运输机制维持角膜透明度和液体平衡。当Fuchs内皮营养不良等疾病损伤DM结构时，会导致角膜水肿和视力障碍。虽然内皮角膜移植术（EK）是标准疗法，但全球供体角膜短缺促使研究者开发生物材料替代方案。当前策略聚焦于天然材料（如胶原蛋白）的生物相容性与合成聚合物（如聚己内酯）的机械性能优化，其中EndoArt等设计已进入临床验证阶段。未来趋势将结合智能材料技术，构建能模拟DM生理功能的杂交支架。

Introduction

角膜作为无血管的透明组织，其内皮层与DM共同构成维持角膜脱水的核心功能单元。DM主要由IV型和VIII型胶原构成，随着年龄增长持续增厚，其独特的六边形多孔结构既为内皮细胞提供锚定位点，又允许营养物质渗透。生物力学研究显示DM是角膜最坚硬的结构层，其杨氏模量在生理水合状态下会从4.8±1.2 GPa降至1.8±0.8 MPa，而病理状态下的胶原重构会导致硬度下降39%。

角膜内皮细胞通过泵-漏机制精密调控角膜含水量：Na⁺/K⁺-ATP酶泵产生渗透梯度，碳酸酐酶介导的 bicarbonate 转运协同乳酸清除系统，共同对抗基质层蛋白聚糖的吸水压力。值得注意的是，内皮屏障功能由紧密连接蛋白（claudins、ZO-1等）动态调节，这种可塑性使屏障能在损伤后重建。

Section snippets

Ideal properties for artificial DM and scaffolds

理想的人工DM材料需满足光学透明性、机械韧性与生物降解性的平衡。天然材料如丝素蛋白虽能支持细胞生长，但机械强度不足；合成聚合物可通过静电纺丝等技术精确控制孔径结构，例如聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）支架能模拟DM的拓扑形态。关键挑战在于如何使材料表面功能化以促进CECs的极性排列和泵功能表达。

Future directions

下一代材料设计将整合刺激响应系统，例如温度敏感型水凝胶可实现细胞的可控释放。基因编辑技术（如靶向TCF4基因的CTG重复序列）与干细胞疗法（诱导多能干细胞来源的CECs）的结合，可能突破现有移植技术的局限。同时，建立标准化的CECs功能评估体系（包括离子转运效率、屏障完整性检测）是临床转化的前提。

CRediT authorship contribution statement

Conflict of interest

Acknowledgements

（此处保留原文的声明和致谢信息，根据要求省略详细内容）