圆锥角膜治疗找到了“纳米钥匙”
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛教授、黄锦海研究员临床科研团队携手温州医科大学附属眼视光医院高蓉蓉团队，针对圆锥角膜病治疗药物核黄素很难递送到角膜内部这一世界性难题，开展交叉学科的联合科学攻关，历经十二年磨剑，终在纳米材料上的获得突破，为圆锥角膜治疗带来新的希望。
本网讯 （驻地记者 孙国根） 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院周行涛教授、黄锦海研究员临床科研团队携手温州医科大学附属眼视光医院高蓉蓉团队，针对圆锥角膜病治疗药物核黄素很难递送到角膜内部这一世界性难题，开展交叉学科的联合科学攻关，历经十二年磨剑，终在纳米材料上的获得突破，为圆锥角膜治疗带来新的希望。近日最新一期国际学术期刊《先进材料》（《Advanced Materials》影响因子 30.8）刊登了这一成果。
周行涛介绍，圆锥角膜是一种以角膜扩张为特征，角膜局部呈锥形凸出，导致不规则散光和视力损害的角膜疾病，通常起病于青春期，发病率约1/2000（不同种族间存在差异），且逐年增高，影响患者生活质量、生产能力和职业选择，并有致盲风险。10%~20%的严重圆锥患者需要角膜移植，而我国角膜供体来源紧张，患者和社会承受巨大压力。
核黄素是人体必需的维生素，自身不能产生，需依赖外界（如食物、水果等）摄取，它是治疗圆锥角膜病的有效药物，但口服核黄素因浓度太低而难以达到治疗效果，即便达到浓度，亦需紫外光激活方能产生治疗作用。
据悉，核黄素联合紫外光的角膜交联手术是国际公认的治疗圆锥角膜病的主要方法，但人眼角膜的特殊性，限制了大多数亲水性材料的扩散，导致核黄素制剂（亲水性分子）很难通过完整的角膜上皮到达目标。因此传统手术需去除患者角膜上皮才能实现核黄素在角膜组织中的有效渗透。而去除角膜上皮后，会导致术后疼痛、视力恢复慢和角膜感染风险增加等弊端；受角膜厚度所限，亦使角膜太薄的中晚期患者无法纳入传统手术。
研究成果总览图
黄锦海形象地表示，人眼表面的角膜上皮层具有保护眼睛不受有害物质入侵的功能。交联药水需要进入到角膜内部结构，角膜上皮层就像一扇紧闭的大门，会阻挡核黄素的进入。传统手术通过去除角膜上皮“摔门而入”手段过于粗暴，损伤了上皮保护层，而通过增渗剂或部分机械损伤“破门而入”的方式也同样存在损伤。如何更好地实现既保留患者完整角膜上皮，又使足够浓度的核黄素进入角膜基质（内部），并获得不亚于传统手术的效果，一直是临床医生和科研人员亟待解决的关键科学问题，也是国际该领域的前沿研究焦点。
为解决这一难题，本次临床科研团队研制成功的芙蓉花形状的纳米材料，就像一把神奇的“钥匙”，可以无创、顺利地打开角膜上皮之门，而不破坏这扇门的重要保护作用。这是因为团队选择了与这扇“门”具有相同脂溶性的特殊材料（MOF）作为核黄素分子进入的“钥匙”，并将其制作成复合型携带核黄素的纳米材料，且这把钥匙带正电荷，更有利于与表面带负电的“门锁”相配，从而无创地打开门锁，释放出亲水的核黄素，扩散到患者角膜内部结构。在相关实验中证实，这种核黄素复合纳米材料具有显著的角膜渗透性、良好的生物安全性和稳定性，交联后的角膜同时具备各种良好性能，有高度的抗酶溶解和抗扩张性能，效果优于传统的交联手术，且具有保留上皮的重要优势。
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复合纳米材料的形貌
据悉，作为自主研发，具有很高科研、经济和社会价值的新型材料，有望打破国外技术垄断。目前该团队正在推进下一步的临床评价工作，让角膜太薄而不符合传统手术的重症患者也有机会从中受益；同时该技术对治疗其他角膜扩张性疾病亦有重要意义。
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