基于明胶水凝胶负载人血源制品与羊膜提取物的角膜抗炎体外预筛模型建立及评价

本研究针对角膜疾病治疗中传统抗炎疗法的局限性，开发了结合实时PCR技术的体外炎症模型，系统评估了明胶水凝胶负载人血清(HS)、富生长因子血浆血清(sPRGF)和羊膜提取物(HAMe)的抗炎效果。研究发现HS功能化水凝胶显著抑制TNFα诱导的IL-1β表达，动物实验证实自体血清(AS)功能化水凝胶促进7天内角膜上皮完全再生。该研究为开发新型眼表治疗生物活性平台提供了重要依据，同时建立的体外预筛模型有助于减少生物医学研究中的动物使用。

　　

角膜疾病是全球视力障碍的主要原因之一，每年影响数百万人。传统治疗方法如人工泪液无法模拟天然泪液的复杂性，而皮质类固醇和环孢素等药物常伴随眼部灼烧感和眼压升高等副作用。近年来，结合生物材料与生物活性成分的再生医学策略为角膜修复带来了新希望，但缺乏标准化的预筛模型和持续递送系统限制了其广泛应用。

在这项发表于《Experimental Eye Research》的研究中，Cristina Romo-Valera团队开发了创新的体外预筛平台，通过整合实时PCR技术和功能化水凝胶系统，评估了不同生物活性成分的角膜抗炎效果。研究人员采用TNFα刺激的SV-40永生化人角膜上皮(HCE)细胞模型，通过qPCR定量IL-1β表达水平；同时建立兔前基质层角膜切除术模型进行体内验证。研究聚焦人血清(HS)、富生长因子血浆血清(sPRGF)和人羊膜提取物(HAMe)三种治疗剂与明胶-核黄素水凝胶的组合效应。

关键技术方法包括：1) 从健康供体获取HS和sPRGF，从胎盘组织分区制备HAMe；2) 通过ELISA和Luminex技术定量生长因子；3) 构建含50%生物活性成分的明胶水凝胶；4) 建立TNFα诱导的HCE细胞炎症模型；5) 采用兔角膜手术模型评估上皮愈合和临床刺激症状。

研究结果显示：

1. 1.

   生长因子定量分析：HS中BDNF、EGF和PEDF含量显著高于sPRGF，而HAMe近胎盘区域富含FGF2、HGF等因子。值得注意的是，混合样本的生长因子浓度普遍低于理论平均值，提示热处理可能导致热不稳定成分降解。

2. 2.

   体外炎症评估：TNFα在HCE培养基中诱导的IL-1β表达显著高于LPS。非功能化水凝胶(H)本身表现出促炎效应，而HS功能化水凝胶(H-HS)使IL-1β表达降低至接近对照水平。sPRGF和混合HAMe功能化水凝胶也显示抗炎效果，但区域特异性HAMe水凝胶效果不一致。

3. 3.

   体内实验结果：自体血清(AS)功能化水凝胶(H-AS)组在第7天实现完全上皮再生，且刺激评分最低(0分)。所有水凝胶配方在整个研究期间均表现良好生物相容性，未超过轻度刺激阈值(15分)。

讨论部分强调，该研究建立的体外模型为角膜治疗生物材料的快速筛选提供了可靠工具，有助于减少动物实验。血液源性产品特别是HS/AS在抗炎和再生方面表现优异，与其生长因子谱和低炎症细胞因子水平相关。相比之下，HAMe的效果受膜区域和制备方法影响较大。研究还揭示了样本混合处理可能导致活性成分损失的重要现象，为未来标准化制备工艺提供了依据。

这项工作的创新性在于首次系统比较了不同生物活性成分在角膜抗炎中的应用，并开发了可转化的预筛平台。研究结果支持血液源性产品功能化水凝胶作为眼表治疗生物活性平台的开发价值，为角膜再生医学提供了新的治疗策略。同时，该研究方法符合3R原则(替代、减少、优化)，对推动伦理合规的生物医学研究具有重要意义。