[发明专利]组织工程化角膜上皮移植膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种组织工程化角膜上皮移植膜、其制备方法和应用， 以及一种构建组织工程角膜用支架材料。本发明属于生物工程和临床 医学领域。

背景技术

严重的角膜病变和角膜损伤引起的盲性眼疾，居致盲性眼病的首 位。角膜移植手术虽然治疗效果好，成功率高，但供体角膜材料来源 十分匮乏。长期以来，迫切希望通过在体外再造组织工程化生物角膜， 使组织工程化角膜成为人体角膜移植等效物，最终移植人眼角膜成功 使角膜盲患者视功能得到一定的恢复并提高他们的生活质量。因此， 寻求可用于人体移植的组织工程化角膜，扩大供体来源，满足患者需 求成为迫切需要解决的问题。

在体外构建符合人体组织工程学和细胞生物学特点的组织工程化 角膜是解决上述问题的一种理想方法。

角膜(cornea)是眼球壁最外层纤维膜的前1/6部分，具有透明、 无血管和感觉神经丰富的特点。其前凸，表面光滑，质地坚韧并有弹 性。在组织学上角膜由外向内分为：上皮细胞层、基质层和内皮细胞 层。角膜基本结构示意图可参见图18。角膜的生理功能有以下几个方 面：(1)保护眼球与巩膜一起构成眼球壁最外层，共同保护眼球。同 时其神经末梢丰富，有敏锐的感觉功能，与眼的保护有密切关系。(2) 具有很强的屈光能力是屈光间质的主要组成部分，提供70％的屈光 力。(3)透入光线功能角膜本身透明，无色，没有血管，因此光线通 过角膜可投入眼内。

目前，体外培养角膜上皮细胞和角膜基质细胞的培养技术已基本 成熟(参见Griffth M，Hakim M，Shimmura S，et al.Artificial human corneas：scaffolds for transplantation and host regeneration.Cornea，2002，21：54-61；陈家祺，张胜，郭林洁等 应用三维培养技术体外重建角膜的初步研究。中华眼科杂志，2001， 37：244-247；Reichl S，Bednarz J，Muller-Goymann CC.Human corneal equivalent as cell culture model for in vitro drug permeations tudies.Br J Ophthalmol，2004，88：560-565)，对培 养出的角膜上皮细胞和基质细胞生物学特性也进行了较深入的研究。 然而，对角膜内皮细胞尤其对灵长类角膜内皮细胞，特别是对人角膜 内皮细胞还没有找到比较有效的体外培养方法。

有些学者曾报道在体外成功培养出人角膜内皮细胞并对其特性进 行了分析，1999年Griffith等(Grifft，Osborne R，Manger R. Functinal human corneal equivalents constructed from cell lines. Science，1999，286：2169-2172)通过SV40病毒基因转染使人角膜内 皮细胞永生化，因而获得体外培养角膜内皮细胞。一方面，对该报道 中所培养出的人角膜内皮细胞还有待于进一步证实，同时，通过转基 因方法获得的人角膜内皮细胞不排除具有肿瘤细胞特性。因此，在体 外培养中要想获得与体内内皮细胞具有相同生理功能的人角膜内皮细 胞还需要在今后的研究中加以解决。

为了最终获得含有完全结构的组织工程化角膜，本发明人首先成 功制备了由角膜上皮细胞和支架材料构成的组织工程化角膜上皮移植 膜。所述组织工程化角膜上皮移植膜既有良好的组织相容性又有一定 透明屈光间质功能，能够应用于板层和深板层角膜移植术，避免因角 膜上皮缺而引起的基质持续水肿，新生血管侵入，出现免疫排斥反应， 最终植片混浊，脱落。

发明内容

本发明的一个方面，涉及一种组织工程化角膜上皮移植膜，其包 括人角膜上皮细胞和组织工程角膜支架材料。

在本发明中，所述组织工程化角膜上皮移植膜中的人角膜上皮细 胞可由角膜缘组织块培养法获得。

在本发明中，所述组织工程角膜支架材料的选择主要取决于所选 材料是否具有与人角膜基质具有相似生物学、物理学和光学特性。为 了避免或减少组织工程化角膜移植膜移植后引起的免疫反应，所述组 织工程角膜支架材料应当无抗原性或抗原性较低。