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基于可见光活化光引发剂LAP的生物等效性角膜交联新方法:提升薄角膜治疗安全性与有效性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月22日 来源:Materials Today Bio 8.7
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为解决传统核黄素/紫外线A(RF/UVA)角膜交联(CXL)技术对薄角膜患者存在内皮损伤风险的问题,研究人员开发了基于锂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰膦酸盐(LAP)和可见光(VL)的新型交联方案。实验证明LAP/VL方案在猪和兔模型中达到与RF/UVA相当的角膜刚度提升效果,同时显著减少内皮细胞损失、加速上皮愈合并维持角膜透明度。该研究为晚期圆锥角膜等薄角膜病变患者提供了更安全的治疗选择,拓展了可见光交联技术在组织工程中的应用前景。
角膜作为眼睛主要的屈光介质,其透明度和机械强度对维持视觉功能至关重要。然而圆锥角膜等扩张性疾病会导致角膜变薄和力学性能下降,传统治疗方法存在明显局限性。目前临床采用核黄素(RF)联合紫外线A(UVA)的角膜交联(CXL)技术虽能增强角膜刚度,但高能UVA及其诱导的活性氧(ROS)会造成不可逆的内皮损伤,尤其对厚度不足400μm的晚期患者存在治疗禁忌。
厦门大学的研究团队创新性地将组织工程领域的光引发剂锂苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰膦酸盐(LAP)引入角膜交联研究。这种水溶性化合物在405nm可见光(VL)下具有高效光活化特性,团队通过系统的体外和体内实验验证了其临床转化潜力,相关成果发表在《Materials Today Bio》。
研究采用原子力显微镜(AFM)、应力应变测试等生物力学分析结合电子显微镜、体内共聚焦等形态学观察。通过建立猪眼球离体模型和新西兰兔活体模型,比较了LAP/VL与传统RF/UVA方案在交联效率、角膜透明度、细胞保护等方面的差异。
3.1 材料表征显示合成的LAP在生理盐水中溶解性良好,0.25%浓度即可满足交联需求。离体猪角膜实验证实LAP/VL使角膜表面杨氏模量提升3倍达9±5kPa,与RF/UVA组10±4kPa相当,Masson染色显示胶原层间隙显著缩小。
3.4 兔模型证实两种方案均能形成明确的 demarcation line(分界线),但LAP/VL组角膜厚度保持正常,而RF/UVA组出现持续性水肿。AFM检测显示LAP/VL组角膜刚度维持6周仍达4±2kPa,是对照组的2倍。
3.6 生物相容性研究显示LAP/VL显著降低DNA损伤标记物8-OHdG和γH2AX表达,ZO-1和Na+/K+ ATPase免疫荧光证实内皮屏障功能和离子泵完整性更好。上皮愈合速度较RF/UVA组提高30%,且无角膜白斑等并发症。
该研究突破性地证明可见光交联技术可达到与传统UVA相当的生物力学增强效果,同时解决薄角膜治疗的安全性问题。LAP介导的交联反应不仅减少ROS相关细胞损伤,还保持更好的光学特性。研究为晚期圆锥角膜患者提供新选择,并开创性地将组织工程光引发剂应用于天然细胞外基质改性,为其他胶原丰富组织的修复提供新思路。未来需要进一步在灵长类模型验证长期效果,并优化光照参数以实现临床转化。
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