CN1568908A - 多孔纳米碳－聚乙烯醇水凝胶人工角膜 - Google Patents

Abstract

一种多孔纳米碳－聚乙烯醇水凝胶人工角膜，用于眼组织疾病等引起的角膜透明度下降，角膜盲的患者。其由光学部和支持部组成，光学部由透明的聚乙烯醇水凝胶制成，支持部用黑色纳米碳材料制成，光学部具有上下表面，支持部包绕光学部，支持部与人体角膜组织紧密结合，支持部嵌入光学部。在光学部与支持部的连接处，光学部材料上下突出高于支持部，塑性成阶梯形直角结构。本发明克服了已有技术的不足，能与宿主角膜呈水密性嵌合，防御感染、角膜上皮细胞的退行生长以及对抗眼内压；可预防角膜后纤维膜的形成。该人工角膜柔软、弹性好，具有一定的抗张强度，便于手术操作，可最大限度的减少并发症。本发明使用的材料可塑性强，易于加工，经一次冲压成型，既可制成，克服了其他人工角膜制备过程中工序繁复和精确度低等问题。

Description

多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜

技术领域

本发明涉及人工角膜。多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜用于眼组织疾病等引起的角膜透明度下降，角膜盲的患者，对已破坏的角膜进行置换，使视觉功能恢复的人工角膜。

背景技术

人工角膜一般由光学部和支持部组成。

日本专利公开公报1992年158859号专利，公开的人工角膜专利：支持部使用具有微细间隙结构材料的人工角膜，光学部由可透可视光线的透明塑料制成，支持部用软质多孔性氟树脂制成。该人工角膜的支持部仅用了微细间隙结构的软质多孔性氟树脂制成，因此，解决不了眼内房水流出和细菌侵入的问题。

日本专利公开公报1997年182762号专利，公开的人工角膜专利：在光学部和具有微细间隙结构支持部的表面上，设有非透水层，较好解决了人工角膜与眼组织的愈合性，眼内房水流出和细菌侵入眼内及对睑结膜等刺激问题。但现实中也还存在由于增殖细胞向下生长，而使人工角膜排除角膜组织脱落的问题。

此外，有人尝试采用多种不同材料(包括：多聚物，陶瓷，金属以及自体同源组织)制成人工角膜支持部的边缘支架，但并不能显著降低术后人工角膜脱出的发生率。

加拿大Celia R Hicks和Geoffrey J Crawford等人于2002年报道了采用“核-裙”结构的人工角膜，其组织相容性相对较好，但中央光学区由于材料的限制直径仅3-3.5mm大小。术后所获得的视觉效果差。

发明的内容

本发明的目的是解决上述已有技术中存在的不足，提供一种多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜。通过改良“核-裙”结构的连接部位，将中央材料与支架间通过互穿网络法联合浇注法连接而成，使二者的结合更加紧密，能够大大增加中心光学区的孔径，目前我们试验的人工角膜中心光学区可达5mm，能够获得更大的手术视野与视觉效果。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜由光学部和支持部组成，光学部具有上下表面，支持部包绕光学部。光学部与支持部内外表面为曲面，光学部前后表面具有不同的曲率半径。光学部由透明的聚乙烯醇水凝胶制成，支持部与人体角膜组织紧密结合，支持部嵌入光学部0.5-1.5mm，防止房水的渗出和病原体侵入。支持部由黑色多孔纳米碳材料制成，其平均孔径为200-300μm，空隙率在80％以上。支持部中央区嵌入中央光学部，周边嵌入角膜组织，光学部的前表面、光学部和支持部的后表面设有非透水涂层；在光学部与支持部的连接处，光学部材料突出于支持部，成阶梯形直角结构，防止光学部前后表面组织生长而导致其光学透明度降低。

本发明克服了已有技术的不足，多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜能与宿主角膜呈水密性嵌合，防御感染、角膜上皮细胞的退行生长以及对抗眼内压；可预防角膜后纤维膜的形成。多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜柔软、弹性好，具有一定的抗张强度，便于手术操作，并最大限度的减少并发症。与其它具有多孔纤维支架材料的人工角膜相比，本发明使用的材料可塑性强，易于加工，经一次冲压成型，既可制成，克服了其他人工角膜制备过程中工序繁复和精确度低等问题。

碳纳米粒子与普通的碳粒子相比具有不同的理化性能：如溶解度较高、表面能较大、生物活性更好、对异常组织(如癌细胞、新生血管等)具有抑制作用，而对正常组织没有。是一种生物相容性良好的治疗材料。采用碳纳米粒子制成的人工角膜支架不仅具有良好的组织相容性，还具有较好的生物活性，能够抑制新生血管的形成、异常角膜上皮细胞、内皮细胞的长入，从而在一定程度上提高人工角膜的组织相容性，减少术后并发症的发生。并且由于碳纳米粒子支架为黑色，与常规的白色的或金属色的人工角膜支架相比植入患者眼中后在视觉上可带来一定的美观的效果。

说明书附图说明：

图1：是一个将本发明的人工角膜埋植在角膜组织中的实施方式的剖面示意图。

下面结合附图对本发明的人工角膜的实施方式进行说明。在图1中，本发明的人工角膜1由具有前面2a和背面2b的光学部2和支持部3组成，支持部3包绕光学部2，支持部3中央区嵌入中央光学部0.5-1.5mm，周边嵌入人体角膜组织6。在光学部2与支持部3的连接处，光学部2材料突出于支持部3，形成阶梯形直角结构4。人工角膜1埋植在角膜组织6内，在与面向眼内部一侧7相接触的光学部2b的下表面和支持部3的内表面设有非透水涂层9，在光学部2a的上表面8上设有非透水层5。

实施例1

制作具有图1所示形状的人工角膜：人工角膜的支持部材料为多孔纳米碳。光学部材料为聚乙烯醇水凝胶。两种材料通过互穿网络联合冲压浇注法一次性成型制成人工角膜，其光学部直径0.6-10.0mm，厚200-400μm，光学中心直径2-5mm，裙边宽2.0-3.0mm。光学部与周边支持部连接处塑性成阶梯形直角结构，支持部进入光学部0.5-1.5mm，光学部上、下表面突出周边支持部100-150μm。

实施例2：

将该人工角膜植入新西兰兔角膜的具体实施例：多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜经修饰后，采用湿式消毒法，具体步骤如下：1、将人工角膜泡入1 0％NaOH溶液中，在35℃下消毒3小时；2、在无菌条件下，将人工角膜移至无污染的0.1％NaOH溶液中保存；3、在植入人工角膜前20分钟，将人工角膜移至消毒的无污染的0.5％NaHCO₃溶液中，轻轻摇晃10分钟，中和NaOH；4、将人工角膜移至平衡盐溶液中冲洗6次，备用。将该人工角膜植入新西兰兔角膜层间，术后1个月，大部分新生血管长入角膜中央，持续到术后2个月，3月时新生血管生长达到高峰，术后6个月两组均见角膜中央存留大量变细的新生血管，  未见材料排出、感染等并发症。苏木素-伊红染色发现术后1月时即有成纤维细胞长入外缘支持部材料孔隙内，伴有新生血管及少量的炎细胞，有少量胶原形成。术后3个月边缘支持部材料中所有孔隙均被新生组织充填，主要为胶原细胞和新生血管，成纤维细胞胞浆丰富，胞核小，细胞在孔隙内沿纵行方向一致性生长。中央光学部材料表面未见上皮细胞生长，中央光学部材料透明。该人工角膜与组织相容性好，未见眼内房水流出和眼内感染等并发症。

Claims (5)

1.多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜，由光学部和支持部组成，光学部具有上下表面，其特征在于，支持部包绕光学部，支持部与人体角膜组织紧密结合，支持部嵌入光学部0.5-1.5mm，在光学部与支持部的连接处，光学部材料上下突出高于支持部，塑性成阶梯形直角结构。

2.根据权利要求1所述多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜，其特征是光学部由透明的聚乙烯醇水凝胶制成。

3.根据权利要求1所述多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜，其特征是支持部由黑色纳米碳材料制成，支持部中央区嵌入中央光学部，周边嵌入角膜组织，在光学部2a的上表面、光学部2b的下表面和支持部的下表面设有非透水涂层。

4.根据权利要求1所述多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜，其特征是光学部与支持部内外表面均为曲面，光学部前后表面设有不同的曲率半径，具有不同的透镜度数。

5、根据权利要求1所述多孔纳米碳-聚乙烯醇水凝胶人工角膜，其特征是多孔纳米碳平均孔径为200-300μm，空隙率在80％以上。