渥太华大学团队推进眼睛修复的清晰视力

渥太华大学研究人员及其合作者团队透露，由低能蓝光脉冲激活的可注射生物材料具有对眼睛圆顶外层进行现场修复的巨大潜力。

在仿生设计(受自然启发的创新)的指导下，多学科研究人员令人信服的结果表明，一种新型光激活材料可用于有效地重塑和增厚受损的角膜组织，促进愈合和恢复。

这项技术可能会改变角膜修复的游戏规则。全球有数千万人患有角膜疾病，只有一小部分人有资格接受角膜移植。移植手术是目前治疗圆锥角膜等导致角膜变薄的疾病的黄金标准，圆锥角膜是一种人们知之甚少的眼病，会导致许多人失明。

“我们的技术是角膜修复领域的一次飞跃。我们相信这可以成为治疗对角膜形状和几何形状产生负面影响的疾病(包括圆锥角膜)的患者的实用解决方案，”渥太华大学医学院副教授兼生物工程和治疗解决方案 研究员Emilio Alarcon 博士 说渥太华大学心脏研究所 (BEaTS) 小组 。

角膜是虹膜和瞳孔前面的眼睛的保护性圆顶状表面。它控制并引导光线进入眼睛，有助于实现清晰的视力。一般情况下是透明的。但受伤或感染会导致角膜留下疤痕。

该合作团队的工作 发表 在 高影响力的科学期刊《先进功能材料》上。

该团队设计和测试的生物材料由短肽和称为糖胺聚糖的天然聚合物组成。该材料以粘性液体的形式，在通过手术形成一个小袋后被注射到角膜组织内。当用低能量蓝光脉冲时，注射的肽基水凝胶会在几分钟内硬化并形成组织样 3D 结构。阿拉尔孔博士说，这会变成一种透明材料，其特性与在猪角膜中测量到的特性相似。

使用大鼠模型进行的体内 实验表明，光激活水凝胶可以使角膜变厚，并且没有副作用。该研究小组使用的蓝光剂量比其他研究中使用的蓝光剂量要小得多，并且还在 离体 猪角膜模型中成功测试了该技术。在临床人体试验之前，需要在大型动物模型中进行测试。

“我们的材料经过精心设计，可以收集蓝光能量，从而触发材料现场组装成类似角膜的结构。我们的累积数据表明，这些材料是无毒的，并且可以在动物模型中保留数周。我们预计我们的材料将在人类角膜中保持稳定且无毒。”阿拉尔孔博士说，他的渥太华实验室致力于开发具有心脏、皮肤和角膜组织再生能力的新材料。

经过严格的研究，花了七年多的时间才达到发表阶段。

“我们必须设计该技术所涉及的每个组件，从光源到研究中使用的分子。该技术的开发是为了可临床转化，这意味着所有组件的设计必须最终可按照严格的无菌标准进行制造，”Alarcon 博士说。

研究结果也是专利申请的重点，目前正在就许可进行谈判。

Alarcon 博士是该研究的资深作者，他指导了该研究的材料设计方面，而渥太华大学的 Marcelo Muñoz 博士和 Aidan MacAdam 在创造这项新技术方面发挥了重要作用。跨学科合作者包括蒙特利尔大学科学家、角膜再生专家 May Griffith 博士和眼科和角膜移植专家 Isabelle Brunette 博士。

该项目得到了 合作健康研究项目 拨款、 NSERC 发现 拨款、 安大略省政府和渥太华大学心脏研究所的支持。