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  • 爱尔科研成果亮相ARVO:角膜再造研究成功在望

    来源:江西爱尔眼科医院    编辑:眼科知识编辑   时间:2018-06-04 13:29

  •   角膜盲症是致盲率极高,严重威胁人类光明的一种疾病。尽管患者可以通过角膜移植手术恢复光明,然而供给移植的角膜均是来源于捐赠,我国目前的角膜捐赠量远远无法满足患者的需求。

      日前,由中南大学爱尔眼科学院博士生导师、爱尔眼科研究所副所长陈建苏教授主持的“组织工程角膜重建”项目,经过爱尔眼科研究所及暨南大学团队多年艰苦的研究,在仿生组织工程角膜的构建和移植研究方面终于取得了重大进展,有望缓解角膜移植供体不足的现状。在以前的研究中,研究者们已经制作出不同的组织工程角膜基质,如脱细胞角膜基质、自组装蛋白、丝素蛋白、重组人胶原支架等等,而这些组织工程角膜基质绝大部分要么没有细胞存在,要么其微观结构与天然角膜基质具有差异[1-3]。本研究填补了这项空白,首次制作了与天然角膜十分接近的仿生组织工程角膜基质层。这一研究成果也被美国视觉与眼科学研究大会(ARVO·2018)选为大会发言,向全球眼科同道进行了发布。

      “再造”角膜:动物实验已获成功

      据了解,我国现有约400万名需要接受角膜移植的患者。由于供体不足,他们仍在黑暗中焦急地等待着。与此同时,我国角膜盲患者人数正在以每年10万人的速度累加,而每年捐献的角膜数量只有不到1万个,捐献量远远无法满足患者移植角膜的需求。与全球平均水平相比,发展中国家的角膜盲发病率要更高[4-6]。角膜盲的唯一治疗方式是角膜移植,然而由于角膜供体的缺乏,全球约53%的病人无法进行角膜移植,平均每一个角膜供体有大约70名患者等待移植,目前全球登记等待角膜移植的患者超过1千万名[1,7]。

      陈建苏教授此次在ARVO上发表的研究结果证明,应用最新的胶原机械力压缩及拉伸技术,首次制作了具有与天然角膜基质类似的结构和功能组织工程角膜基质层。角膜基质是重要的角膜结构占角膜的90%,研究提示可以用角膜细胞及胶原材料“再造”一个仿生角膜基质,并进行移植。目前,研究人员已经成功实施了动物试验:用组织工程重建角膜基质为移植片进行角膜移植,接受移植的兔子受眼角膜透明,植片与受体很好的整合。国际同行评论认为:该研究的创新之处在应用胶原机械力及拉伸技术构建出与天然角膜基质十分接近的多层正交有序排列与含有安静型基质细胞特性的角膜基质,不但对细胞在这样的微环境下的生长发育进行了详尽的检测及寻找出其中变化的规律,也对其角膜移植进行了观察,探索临床应用的可能性。陈建苏教授表示,研究团队现在已经开始着手进行人体角膜基质细胞与胶原重建仿生组织工程角膜基质、全层角膜3D生物打印的实验。随着干细胞、组织工程,3D生物打印等精准再生医学以及对角膜病变、角膜盲、角膜损伤修复再生研究的不断深入,体外精准重建组织工程角膜重建将为角膜移植供体短缺提供有效的新途径。其中,组织工程角膜基质的研究开发是组织工程角膜的难点及关键之处。人体实验一旦取得成功,将尽快向国家申请开展临床试验,最终造福具有角膜病变角膜盲患者。

      亮相ARVO:角膜盲症“革命”在即

      ARVO是全球顶级的前沿、高端眼科学术大会之一。陈建苏教授的研究成果获选大会发言,一方面是因为全球顶尖的专家、学者对这一研究产生了浓厚的兴趣,另一方面更因为这项研究如果能够成功应用于临床,对于缓解角膜移植供体不足的现状具有重大意义。

      “除了可以缓解角膜供体不足的问题,用人体角膜基质细胞及胶原仿生再建的方式再造的角膜还可以解决患者在角膜移植手术后可能发生的排斥反应问题。”陈建苏教授表示,现在患者移植的角膜来自于捐献,其中相当一部分如果在高危受体进行角膜移植将有发生排斥反应的危险。而仿生组织工程角膜也可以应用来自患者尿液或自体其它组织来源的干细胞转化为角膜基质细胞进行自体细胞仿生重建,这样便能很好的避免排异反应的发生,从而帮助患者获得更好的术后效果。

      参考文献

      1. Matthyssen S, Van den Bogerd B, Dhubhghaill SN, Koppen C, Zakaria N. Corneal regeneration: A review of stromal replacements. Acta Biomater. 2018 69:31-41.

      2. Zhang MC, Liu X, Jin Y, Jiang DL, Wei XS, Xie HT. Lamellar keratoplasty treatment of fungal corneal ulcers with acellular porcine corneal stroma. American Journal of Transplantation. 2015;15(4):1068-75.

      3. Ma XY, Zhang Y, Zhu D, Lu Y, Zhou G, Liu W, et al. Corneal stroma regeneration with acellular corneal stroma sheets and keratocytes in a rabbit model. PloS one. 2015;10(7):e0132705.

      4. Wang S, Ghezzi CE, Gomes R, Pollard RE, Funderburgh JL, Kaplan DL. In vitro 3D corneal tissue model with epithelium, stroma, and innervation. Biomaterials. 2017;112:1-9.

      5. Wang H, Zhang Y, Li Z, Wang T, Liu P. Prevalence and causes of corneal blindness. Clinical & experimental ophthalmology. 2014;42(3):249-53.

      6. Xu SC, Chow J, Liu J, Li L, Maslin JS, Chadha N, et al. risk factors for visual impairment associated with corneal diseases in southern China. Clinical ophthalmology (Auckland, NZ). 2016;10:777.

      7. Whitcher JP, Srinivasan M, Upadhyay MP. Corneal blindness: a global perspective. Bulletin of the World Health Organization. 2001;79(3):214-21.

      8. Gain P, Jullienne R, He Z, Aldossary M, Acquart S, Cognasse F, et al. Global survey of corneal transplantation and eye banking. JAMA ophthalmology. 2016;134(2):167-73.

      

           陈建苏教授ARVO会上发言

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