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角膜病是我國第二位致盲眼病。目前，我國約有400萬盲人，角膜移植是唯一的復明手段，但每年僅有1萬人捐獻眼角膜，供體材料遠遠不夠。因此，通過科研手段解決角膜供體的問題，成為解決我國眼角膜供應匱乏的快速而有效的路徑。
近日，山東第一醫科大學附屬眼科研究所牽頭的“新型角膜供體材料的關鍵技術創新與臨床應用”項目，榮獲山東省技術發明獎一等獎。
史偉云介紹“豬角膜代替人角膜”技術 山東第一眼科大學附屬眼科研究所供圖
首創脈沖高靜壓技術 解決排斥難題
目前，利用動物角膜，尤其是豬角膜，是解決角膜供體的最佳方案。
山東第一眼科大學附屬醫院眼科醫院院長史偉云告訴《中國科學報》：“豬的基因序列和人類的基因序列高度相似，且豬的數量龐大，是最為適合替代人角膜的動物。但豬的角膜和人類身體仍然存在異種排斥，此外，豬的角膜和人的角膜透明度不一樣，即使移植成功，術后視力也較差，甚至2-3個月才可以逐漸透明，不利于患者的恢復。”
那么，將豬角膜中與人類角膜不一樣的抗原和細胞剔除干凈，就成為了關鍵。
史偉云項目組提出，基于膠體滲透壓平衡的脫細胞新理論，發明脫細胞保護液，首創脈沖高靜壓技術，將脫細胞時間從3天縮短到2個小時，解決了透明性和異種排斥難題。
此外，團隊發明人工前房結合飛秒激光技術，解決術后視力差的難題，臨床應用效果達到人供體角膜水平。這是全球首個新型生物角膜產品，目前，已獲得國家III類醫療器械注冊證，臨床兩年多來，已在200多家醫院使用，讓1萬余例患者恢復光明。
項目歷經15年，多名專家接力攻關，包括研發全球首個新型生物角膜產品、創新國內首個人工角膜材料和制造關鍵技術、發明活性羊膜保存技術、創建保留眼球僅取角膜的原位捐獻技術體系、發明生物眼結膜和角膜內皮再生技術等五項系列成果，所有科研成果的初心只有一個——讓更多的盲人可以重見光明。
創新人工角膜材料 終末期角膜盲不再“絕癥”
事實上，即使人類角膜供體充足，10%-15%的角膜盲患者依然無法通過人的角膜移植恢復光明。如嚴重化學傷等角膜上有大量的新生血管，移植到受體后，很快就會產生免疫排斥，所以人工材料合成角膜是終末角膜盲患者復明的唯一手段。
史偉云介紹：“我們創新了人工角膜材料和制造關鍵技術，用高分子材料和鈦合金做成了人工角膜。這種人工角膜模仿的是美國波士頓人工角膜，但我們做了大量的改進。因為歐洲人的眼睛和中國人的眼睛還是有差異的，我們把中國人眼睛的解剖指數、顏色融入到我們的人工角膜中去，無論是美觀度還是術后視力恢復情況都優于進口人工角膜。”
據悉，該產品4項主要指標超過美國產品，獲國家III類醫療器械注冊證，已使近100例盲人復明，填補國內空白，使我國終末期角膜盲不再是“絕癥”。
生物羊膜是角膜修復的最佳材料，但活性保存是難題，以往大家都是取新鮮的羊膜“點對點”使用，或者用干燥后的羊膜，但這種羊膜的活性和營養也隨之降低。
史偉云說：“我們研發了新鮮羊膜長效保存液，最少可以讓它‘保鮮’2年，解決了角膜潰瘍修復材料問題。目前全國共有500余家醫院在使用該項技術，每年有2萬名患者獲益。”
創建技術體系 助力角膜原位捐獻的中國模式
眼角膜捐獻是光明的傳遞，我國每年等待角膜移植的患者數以百萬計，但因供體角膜缺乏，每年角膜移植手術不足萬例。造成這一局面的原因有很多，首先就是認知不足。很多人存在“眼角膜捐獻就是移植整個眼球”的錯誤印象。
史偉云介紹：“事實上，早在幾年前，我們團隊就創建角膜原位捐獻技術體系，不需要把捐獻者的眼球摘掉后再取下眼角膜，捐獻者的遺容不再被破壞，讓更多人容易接受眼角膜捐獻這一愛心之舉，該技術使角膜捐獻量從200枚/年增加到5800枚/年，緩解了我國角膜供體匱乏難題，創造了角膜原位捐獻的中國模式。”
此外，記者了解到，此前摘取后的眼角膜必須在24小時內植入患者眼中，否則容易造成眼角膜的污染和浪費。項目組還發明離體角膜活性保存液，讓摘取后的眼角膜可以保存14天，讓更多的患者受益。
結膜大面積缺損和角膜內皮失代償是臨床治療的世界難題。團隊還發明了生物眼結膜與角膜內皮再生技術，獲國家創新醫療器械審評。
史偉云說：“下一步，我們團隊將繼續攻克角膜材料難題。如今的人工角膜是沒有內皮細胞的，所以不能做全程的角膜移植。現在我們正在研發一種特殊材料，可以把內皮貼到人工角膜上，實現人工角膜應用于全程角膜移植。此外，我們還在研究一種‘水凝膠’，若角膜壞了，可以涂上去，不需要縫合即可快速修復角膜。”