3D打印新型人工晶狀體，白內障術后眼內炎患者福音

來源：浙二眼科中心


導讀：術后眼內炎是一種嚴重的眼科手術并發(fā)癥，可導致視力下降、喪失及眼球萎縮，其多發(fā)于白內障術后，全球過去20年來該并發(fā)癥的發(fā)生率在0.012% to 1.3%。目前常用預防眼內炎的方法為圍手術期使用抗生素眼用制劑、白內障手術結束時前房注射抗生素等，但仍存在生物可利用率低、藥物留存時間短等問題。

近年來，國內外學者從人工晶狀體改性方面入手，在商用人工晶狀體上載入目標藥物，使人工晶狀體作為藥物載體，實現(xiàn)目標藥物在眼球內的緩釋。但目前報道的人工晶狀體裝載藥物方法，仍存在載藥量不足、釋放時間短、植入難度增加、多余試劑釋放導致潛在的細胞毒性或不良反應、使用前需清洗制備的人工晶狀體等問題。

為解決目前眼內炎預防及人工晶狀體載藥方式所面臨的問題，姚克教授團隊決定“從零開始”，開發(fā)一種將抗生素均勻分布于聚合物中的新型人工晶狀體PUA-GAT。

△新型藥物緩釋人工晶狀體研發(fā)流程示意圖

研究中使用了聚氨酯丙烯酸酯作為主體材料，選擇了合適的活性稀釋劑，聯(lián)合了光固化及3D打印技術，實現(xiàn)了人工晶狀體在溫和環(huán)境中的快速制作。研究中發(fā)現(xiàn)，此種方式可保證目標抗生素在原料聚合及后處理過程中的活性，抗生素在聚合交聯(lián)體系中均勻分布，且不影響材料的微觀結構。


不同于前人在人工晶狀體成品上進行改性、載藥的模式， 該研究使用了“從零開始”的人工晶狀體載藥新思路，研發(fā)了一種用3D打印技術輔助、可快速成形、以聚氨酯丙烯酸酯為主體材料的新型人工晶狀體，并在人工晶狀體的制作過程中成功將目標抗生素——加替沙星均勻分布于交聯(lián)網(wǎng)絡中，形成了可通過原料配比調控藥物緩釋行為的釋藥體系 。

該研究不僅提高了人工晶狀體的藥物裝載能力，優(yōu)化了其釋藥性能，通過體內外實驗證明其對術后眼內炎的有效預防及治療作用，還加強了其力學性能，并保證了其光學性能及良好的生物相容性。這一研究成果為白內障術后眼內炎的臨床防治以及研究工作提供了新的選擇，研究中所用新人工晶狀體載藥方式宜可為其他白內障術后并發(fā)癥的防治提供新思路。新型抗生素緩釋人工晶狀體具有優(yōu)秀的藥物緩釋性能，同時兼具出色的力學性能、光學性能及生物相容性，具有重要的臨床應用與轉化前景，不僅為術后眼內炎的防治提供了新的解決方案，且為其他眼科術后并發(fā)癥的防治策略提供了新思路。

參考文獻：
1. M. Li、K. Yao 等人。 一種新型載有加替沙星的人工晶狀體用于預防術后眼內炎。 生物活性物質。 2022 年 6 月 2 日；20:271-285。 doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.05.032

2. 姚克，李夢娜，徐經緯，徐志康；一種含有抗生素的人工晶狀體及其制作方法；發(fā)明專利號：ZL201910376178.9

浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心、浙江大學眼科醫(yī)院姚克教授團隊在國際生物材料領域權威期刊《Bioactive Materials》（JCR Q1、中科院1區(qū)TOP期刊，生物材料類材料科學領域排名第一，2020年IF: 14.593）發(fā)表題為“A novel gatifloxacin-loaded intraocular lens for prophylaxis of postoperative endophthalmitis”的原創(chuàng)研究論文，并獲得國家發(fā)明專利（一種含有抗生素的人工晶狀體及其制作方法，發(fā)明專利號：ZL201910376178.9）。


浙大二院眼科中心姚克教授、浙江大學高分子科學與工程學系徐志康教授為本文共同通訊作者，浙大二院眼科中心博士研究生李夢娜為本文第一作者。

團隊介紹
本研究工作得到了浙江大學高分子科學與工程學系徐志康教授團隊、浙江大學化學工程與生物工程學院謝濤教授的大力支持。研究工作也得到了國家自然科學基金、浙江省重點研發(fā)項目等資助。

作者簡介

通訊作者： 姚克
教授 主任醫(yī)師 博士生導師

浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心主任、浙江大學眼科醫(yī)院院長、浙江大學眼科研究所所長。國際眼科科學院院士、浙江省特級專家。中華醫(yī)學會眼科學分會主任委員，亞太白內障及屈光手術學會候任主席，國際眼科理事會常務理事，中華醫(yī)學會常務理事，中華眼科雜志主編，中華醫(yī)學會眼科學分會白內障屈光手術學組組長，浙江省醫(yī)學會會長。以第一獲獎人獲3項國家科技進步二等獎、3項浙江省科技進步一等獎。發(fā)表學術論文488篇，其中SCI收錄269篇，獲7項國家發(fā)明專利。

通訊作者： 徐志康
教授 博士生導師

浙江大學求是特聘教授，兼任浙江省化學會副理事長、浙江省膜學會副理事長，J. Membr. Sci./Research/Adv. Membr./《高分子學報》/《膜科學與技術》等期刊編委。 長期從事聚合物分離膜材料的表界面工程基礎與應用基礎研究。 主編中英文專著3部，獲中國發(fā)明專利授權70余項；發(fā)表學術論文450余篇，他引17000余次，h-因子75，連續(xù)6年入選Elsevier高被引學者。 相關成果獲國家科技進步二等獎、浙江省自然科學一等獎、教育部高等學校自然科學二等獎、寧波市科技進步一等獎、國家杰出青年基金、全國優(yōu)秀科技工作者等榮譽。

通訊作者： 李夢娜
浙江大學醫(yī)學院，博士研究生

醫(yī)學博士，畢業(yè)于浙江大學，師從姚克教授。主要研究方向：眼用植入物載藥及藥物緩釋性能研究，醫(yī)用高分子材料化學合成及性能研究，醫(yī)用材料快速成型技術運用，先天性白內障SNP基因突變及其功能研究。參與多項國家級和省級科研項目，以第一作者在國際權威學術期刊發(fā)表SCI論文1篇，獲得國家發(fā)明專利1項。