什么是人工角膜？【圆电台No.5】
大家好，今天我们要讨论的话题什么是人工角膜。前一段时间，很多朋友都关注到了一条刊登在《科学》杂志的消息，英国纽卡斯尔大学的科学家们发表了他们的研究成果，宣布在实验室制作出了全世界第一批3D打印的人眼角膜。很多朋友们也多次提到，我们国内在几年前将猪角膜应用于人体角膜移植的消息。
上述的这些都不是天然角膜。人工角膜，也叫角膜假体keratoprosthesis，这个名称有类似假肢的意思，也就是用人工的组织替代我们的人体器官，这里的器官指的是角膜。人工角膜最早的研究始于18世纪的法国，到今天已经有两百年左右的历史了。早期的医疗环境没有麻醉、无菌环境和抗生素，因此人工角膜发展缓慢，移植成功率低，直到1950年代新的材料得到引入，临床上才开始有成功的人工角膜移植案例报道。在1992年，全球只有约15个人工角膜移植成功案例发生在美国。之后的二十多年里这个数字迅速增加，在20世纪末期达到了超过42000例。上述的3D打印角膜就属于一种人工角膜。
目前，有三种人工角膜在全世界范围内被广泛应用于人体移植，即波士顿人工角膜（B-KPRO），骨齿人工角膜（OOKP），和俄罗斯莫斯科眼显微复合物（MICOF ）。最近也出现了很多新的人工角膜，如KeraKlear ®（Keramed），Miro Cornea® 和Alphacor。
新型的波士顿人工角膜是临床上应用最多的一种人工角膜，它的造型像纽扣一样，分成两部分。光学部分是由聚甲基丙烯酸甲酯制成，也就是早期的隐形眼镜的制作材料，搭配的搭扣是具有16个孔的金属钛板，便于角膜组织进入房水。骨齿人工角膜的造型更加奇特，它也由两部分构成，光学部分也是聚甲基丙烯酸甲酯制成的一个圆柱体，而支撑部分则是用人体的牙齿制成。支撑部分中间开洞，光学部分从中穿过。
严格意义来说，我国研发的基于猪角膜的生物工程角膜不属于上述的人工角膜keratoprosthesis，虽然它也并不是来自于人体的天然角膜，我们将其称为生物工程角膜。与人工材料相比，来自其他生物体的角膜组织能支持角膜细胞的生长，并且对氧气具有高渗透性，比目前的人工材料具有更好的生物相容性。国外也有利用其他生物的角膜制造生物工程人工角膜的研究，如2013年荷兰的学者就发表了利用罗非鱼鱼鳞胶原制作角膜移植物的报告。以后我们会用一期节目专门对生物工程角膜进行介绍。
很多人好奇的问题主要集中于两点，一是为什么要研发人工角膜，二是为什么目前在国内临床上应用的主要还是天然角膜。对于第一个问题，我想大家心里都有答案，那就是天然角膜供体不足。据估计，全世界有多达1000万人因角膜疾病而失明。但由于缺乏供体组织，全世界每年仅能进行10万次角膜移植，这被称为一项公共卫生的国际危机。因此，研究人工角膜的根本目的是为了解决全球范围内天然角膜移植供体不足的现状。
那么为什么目前临床上使用的多数还是天然角膜呢？一方面，主要还是因为人工角膜目前在移植效果上还无法与天然角膜相媲美，人工角膜与人体角膜组织的相容性还有待于提高。另一方面，在天然角膜供体更加缺乏的发展中国家来说，人工角膜过于昂贵而且复杂，不适合作为常规使用。最后，人工角膜的应用也受到了来自生物工程角膜的冲击，临床上成功应用的生物工程角膜也是天然角膜的有效替代物。
人工角膜目前主要被用于填补临床上天然角膜移植无法适用的情况，比如：多次移植失败，严重的眼表疾病如化学灼伤，史蒂文斯约翰逊综合征，角膜缘干细胞缺乏，先天性无虹膜或严重干眼症。不同类型的人工角膜所能适应的病症不同，同一种人工角膜对于不同疾病的治疗效果也是不同的。相信大家现在对人工角膜有了更多的了解。再见！
- Salvador-Culla B, Kolovou PE. Keratoprosthesis: A Review of Recent Advances in the Field. Karamichos D, ed. Journal of Functional Biomaterials. 2016;7(2):13. doi:10.3390/jfb7020013.an Essen, T. Huibertus, et al. "A fish scale–derived collagen matrix as artificial cornea in rats: properties and potential." Investigative ophthalmology & visual science 54.5 (2013): 3224-3233.
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