人工角膜：終結角膜盲患者在黑暗中的等待

2021-06-01

關注人工器官發展④

因角膜受損而導致的盲眼病被稱作角膜盲，它是僅次於白內障的第二大致盲眼病。我國目前角膜盲患者約有400萬名，並且每年新增10萬多病例。角膜盲患者復明的唯一手段是角膜移植，但由於我國角膜供體極其匱乏，90%的角膜盲患者都在黑暗中苦苦等待。

用相機拍照，如果鏡頭損壞，照片自然不會清晰。對於眼睛來説，角膜就是鏡頭一樣的存在。角膜受損會發生渾濁或不透明，光線就無法毫無障礙地通過角膜、穿過瞳孔進而到達眼底視網膜，人眼也就看不到清晰的圖像，甚至完全看不到圖像。

近期，一款具有我國自主知識產權的領釦型人工角膜進入審批程序，如其獲得國家批准，將有望實現國產人工角膜“零”的突破，為這些“絕症”角膜盲患者帶來重見光明的希望，也可在一定程度上緩解我國角膜供體缺乏的窘況。

學者和醫務人員已探索近200年

角膜是人體中唯一的透明組織，沒有血管和淋巴管，其自身的營養和代謝與其他組織都不同，非常脆弱。角膜又處於眼球的最表面，在遭受外傷時，總是首當其衝，易發生損傷，甚至破裂。此外，若角膜發生感染，可能導致混濁，造成視力下降或失明。及時的角膜移植術是臨牀上控制感染和復明的最重要手段。

“臨牀上有15%左右的角膜盲人是因為遭受了嚴重的角膜化學傷或熱燒傷後導致角膜完全被破壞，或是由於免疫造成角結膜和淚液分泌有問題，角膜被大量新生血管覆蓋。這類患者如進行傳統的人體角膜移植術，會由於術後免疫排斥反應，導致手術成功率極低。但如果有合適的角膜供體材料，他們也具有很大的復明潛力。”上述領釦型人工角膜臨牀試驗專家組長、山東第一醫科大學附屬眼科醫院（山東省眼科醫院）院長史偉雲教授在接受科技日報記者採訪時表示，植入人工角膜是這類角膜盲患者唯一的選擇。這是因為，一方面，人工角膜移植術後不會因免疫排斥而導致手術失敗；另一方面，人工角膜移植後獲得的視覺效果會比人體角膜供體移植更好。

史偉雲告訴記者，人工角膜採用人工材料製成，用於替代受損的角膜，以提高患者視力、幫助盲者復明。早在18世紀末，一位法國眼科醫師就率先提出將玻璃片植入混濁角膜以恢復視力的想法。近90年後，這一設想被一位瑞士醫生實現，此後近200年，無數學者及醫務人員在人工角膜的材料選擇、結構設計、植入方式等領域不斷進行開拓創新。

“目前國際上應用於臨牀的人工角膜主要有4種，包括波士頓人工角膜、骨—齒型人工角膜、Alpha Cor人工角膜和MICOF人工角膜。”中日友好醫院眼科主治醫師陳思揚告訴科技日報記者，這4種人工角膜中，波士頓人工角膜應用最為成熟。它主要採用惰性、透明、生物相容性較好的高分子材料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），由前盤、光學柱鏡、後盤和鈦制固定環組成，從正面看就像是挖了很多小孔的隱形眼鏡。它的植入方式與傳統角膜移植方式較為接近。

可使部分患者視力恢復至1.0

雖然我國目前尚沒有國產人工角膜獲批上市，但相關研究從未停止過，相關技術指標也在不斷刷新“天花板”。

“目前，幾種人工角膜的結構基本已定型，就像一台汽車都有一個方向盤、四個輪子一樣。如何造出性能優越、老百姓認可度高的‘車’，就需要研究者在材料、工藝等‘軟實力’上各顯神通了。”史偉雲説。

“正在審批的這款領釦型人工角膜，與波士頓人工角膜結構類似，但工藝更優。”史偉雲進一步介紹，眼鏡的鏡片有前、後兩個表面，人工角膜的光學柱鏡也是如此。波士頓人工角膜採用車牀先後加工光學柱鏡的兩個表面，由於柱鏡實在太小，前後表面的光學偏心度應許範圍是30度。而我國領釦型人工角膜光學柱鏡部分一次成型，使用6把刀同時加工前後兩個表面，光學偏心度小於5度，保證患者術後視力更佳。

“光學柱鏡的形狀類似於蘑菇，其周邊越薄，植入後與眼組織融合得越好。”史偉雲透露，我國領釦型人工角膜“蘑菇邊”比波士頓人工角膜的更薄。此外，我國領釦型人工角膜鈦合金固定環是整體車出的，不易變形、穩定性更好，還多加了一道噴砂工藝，讓它看上去更接近國人瞳孔的顏色。“患者裝上波士頓人工角膜，眼睛是閃閃發亮的，看上去很奇怪。我國這款在外觀上更自然。”

除此之外，我國領釦型人工角膜表面光潔度、光譜透過率、分辨率等物理化學及光學指標均超過波士頓人工角膜。

實踐是檢驗性能的最好途徑。“目前全國已有37位患者移植了這款人工角膜，其中不少眼底條件較好的患者，已經恢復到0.8—1.0的視力。”史偉雲説。

據他透露，國內還有一種與俄羅斯的MICOF型技術路線相似的人工角膜，目前也已完成臨牀實驗，正在審批中。

需建立生產質檢標準體系

即便近年來人工角膜發展迅速，但其終究是一款人造產品，不能完全替代人的角膜。這一本質註定了它在推廣與應用過程中將會面臨諸多挑戰。

在採訪過程中，史偉雲始終強調，人工角膜的移植並非適用於每位角膜盲患者。當生物角膜移植和傳統的人體角膜移植都不適合時，才應考慮人工角膜移植。原因在於，人工角膜移植的適應症有限，且併發症比傳統的人體角膜移植術多，患者需要終身隨訪。

中山大學中山眼科中心角膜病科主任醫師黃挺教授曾在接受媒體採訪時表示，所有人工角膜都有一個問題，就是遠期可能出現人工角膜與病人角膜接口處漏水，甚至角膜脱離的情況，所以術後的隨訪和治療仍很重要。

東京醫科齒科大學講師張永巍也表示，因材料和結構因素影響，一般的人工角膜無法正確檢測眼壓，容易引發青光眼或加重原發性青光眼等問題。

對於國產人工角膜而言，從“零”出發意味着產品不僅面臨上述通病，還有更多環節要摸着石頭過河。

對此，史偉雲認為，國內亟須建立一套人工角膜生產、質檢的標準體系。每個生產步驟中應使用哪些規格的生產設備、產品需要達到哪些性能指標才算合格、要用什麼設備去檢測這些指標……一系列工業化問題都需要在摸索中找出解決方案。慶幸的是，我國領釦型人工角膜的生產企業已經在這一方面完成了“零”的突破，建立了完整的生產、檢測和質控體系，這也是國產人工角膜獲批的必要條件。

放眼國內外人工角膜研究浪潮，未來之路延伸至何方？

“找到合適的材料是關鍵。理想的人工角膜材料應具備透明度高、生物相容性好、防紫外線能力強、易加工等特點。”史偉雲指出，最常用的PMMA實際上是一大類材料，其性能也會因成分、結構不同而有所變化。遴選出最適合的材料，是非常費工夫的。

“材料學進展在一定程度上左右着人工角膜的研發進程。”史偉雲説。