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角膜移植面临供体稀缺、手术并发症等难题。研究人员对比光化学和生物正交化学交联的复合透明质酸 - 胶原（HA - Col）水凝胶对角膜伤口愈合的影响。结果显示，生物正交化学交联的 HA - Col 凝胶促进愈合且光学效果更佳，为角膜移植替代疗法提供方向。
在眼科领域，角膜疾病是导致视力障碍的重要原因，其中角膜失明更是严重影响患者的生活质量。角膜移植作为治疗角膜失明的主要手段，自 1905 年首次成功实施以来，虽在手术技术、材料等方面不断进步，但仍存在诸多问题。例如，全球仅有不到 2% 的患者能获取到合适的尸体供体组织，这使得许多患者因缺乏供体而无法及时接受治疗；手术需要高度专业化的显微外科技术，且缝合线最终还需拆除，增加了手术的复杂性和风险；此外，移植后的移植物还可能出现失败的情况。而使用合成聚合物的角膜假体在治疗难治性病例时，也会因刚性丙烯酸与天然角膜组织的材料特性不匹配而引发并发症。因此，寻找一种安全、有效的角膜替代物成为眼科研究的重要方向。
在这样的背景下，斯坦福大学医学院斯宾塞视觉研究中心（Spencer Center for Vision Research）等机构的研究人员开展了一项关于原位形成角膜基质替代物的研究。他们旨在探究不同交联化学方法以及基质生物化学组成对角膜伤口愈合的影响，相关研究成果发表在《npj Regenerative Medicine》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过定制的内塞环钻在大鼠和兔子角膜上制造深度一致的伤口。然后，将原位形成的水凝胶（包括磷酸盐缓冲盐水（PBS）、HA - Col 点击凝胶、Col 点击凝胶和 HA - Col UV 凝胶）以液体形式填充到伤口缺陷处。之后，运用光学相干断层扫描（OCT）成像、荧光素染色、免疫组织化学分析以及实时定量聚合酶链反应（RT - qPCR）等技术，对治疗后的角膜进行多方面评估，包括角膜透明度、上皮再形成、基质厚度、角膜粗糙度以及相关基因表达变化等。
研究结果如下：
- HA - Col 点击凝胶促进大鼠角膜愈合：在大鼠实验中，HA - Col 点击凝胶治疗的角膜再上皮化速度更快，虽然与其他处理组相比无显著差异，但在第 1 天和第 2 天，愈合的角膜上皮比例更高。在角膜透明度方面，HA - Col 点击凝胶治疗的角膜在第 14 天开始明显比 PBS 处理的角膜更透明，到第 60 天，其透明度显著优于 PBS 和 Col 点击凝胶处理的角膜。通过 OCT 成像分析，HA - Col 点击凝胶治疗两个月后，角膜上皮、基质和全层的厚度更接近正常水平，且角膜粗糙度更低。免疫组化分析显示，HA - Col 点击凝胶处理的角膜基质中 β - 微管蛋白（β - tubulin，一种神经元标记物）信号更强，基质 F - 肌动蛋白（F - actin）和 α - 平滑肌肌动蛋白（αSMA）表达与正常角膜相似，细胞密度也更接近正常，同时相关基因表达也发生了有利于愈合的变化。
- HA - Col 点击凝胶促进兔子角膜愈合：在兔子实验中，除 HA - Col UV 凝胶组外，其他组兔子角膜在 1 个月内基本完成再上皮化，HA - Col 点击凝胶组的再上皮化速度仅次于 PBS 组，但明显快于 HA - Col UV 凝胶组。在角膜透明度上，HA - Col 点击凝胶处理的角膜在术后 2 个月显著优于 PBS 和其他凝胶处理组。HA - Col 点击凝胶减少了角膜上皮的不规则性，降低了上皮增生和发育不全的情况，角膜上皮厚度更接近正常，基质和角膜的粗糙度也相对较低。免疫组化结果表明，HA - Col 点击凝胶显著降低了基质 F - 肌动蛋白、αSMA 的表达以及基质细胞密度，抑制了瘢痕形成，同时维持了角膜内皮的健康状态。
研究结论和讨论部分指出，与光化学交联相比，生物正交化学交联的 HA - Col 凝胶为角膜伤口愈合提供了更有利的环境。这可能是因为光化学交联过程中产生的紫外线、自由基、光引发剂及副产物会对角膜细胞产生不良影响。而生物正交化学交联（如应变促进叠氮 - 炔环加成反应（SPAAC））无需催化剂和能量源，也不会产生副产物和自由基。HA 在促进角膜上皮愈合、抑制基质纤维化方面发挥了重要作用，它可以通过与细胞表面的 CD44 受体相互作用，调节基质蛋白的沉积，从而促进伤口愈合且减少瘢痕形成。虽然所有测试的水凝胶配方中的生物聚合物成分（HA 和 Col）都可被天然酶降解，具有生物可降解性，但仍需进一步研究来确定和优化复合 HA - 胶原凝胶的治疗潜力及长期效果，为深层角膜损伤的治疗提供更有效的方案。这项研究为角膜移植的替代疗法提供了新的思路和方向，有望改善角膜疾病患者的治疗现状，提高患者的视力和生活质量 。
