人工晶狀體的生物相容性深入研究

1、人工晶狀體的生物相容性深入研究Biocompatibility of intraocular lensesBiocompatibility? “ the capability of a prosthesis implanted in the body to exist in harmony with tissue without causing deleterious changes. ” International Dictionary of Medicine and Biology, Vol 1.New York, NY, Churchill Livingstone, 1986生物相容性生

2、物相容性：植入生物體內(nèi)的材料理化性質(zhì)穩(wěn)定，能夠與機(jī)體組織和諧共處，對(duì)機(jī)體無(wú)毒副作用，無(wú)刺激性，不引起機(jī)體的免疫反應(yīng)。人工晶狀體作為醫(yī)用生物材料，植入眼內(nèi)后直接與眼內(nèi)組織、蛋白以及炎性介質(zhì)相互作用，引起一系列生物相容性問(wèn)題。生物相容性的影響因素生物相容性包括了材料的許多特性：細(xì)胞毒性、組織相容性、血液相容性。生物材料的表面設(shè)計(jì)影響著生物體與移植材料的界面。生物材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面特性影響著材料的生物相容性，包括界面自由能、表面親疏水的平衡、表面電荷、化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)、分子量、多聚物的可伸縮性、表面形態(tài)結(jié)構(gòu)和粗糙度等。生物材料的一般性能要求生物相容性 包括血液相容性、組織相容性。材料在人體內(nèi)要求

3、無(wú)不良反應(yīng)，活體組織不發(fā)生炎癥、排拒、致癌等。力學(xué)性能 材料要有合適的強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等力學(xué)性能以滿(mǎn)足耐磨、耐壓、抗沖擊、抗疲勞、彎曲等醫(yī)用要求。耐生物老化性能 材料在活體內(nèi)要有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，能長(zhǎng)期使用，在發(fā)揮其醫(yī)療功能的同時(shí)還要耐生物腐蝕、耐生物老化。成型加工性能 容易成型和加工，價(jià)格適中。血管支架的生物相容性性能良好的支架應(yīng)在置入后，必須保證能讓細(xì)胞很好的貼附生長(zhǎng)，具有良好的細(xì)胞親和性。提高支架置入后的生物相容性主要從兩方面入手，即提高支架置入后的血液相容性和組織相容性。良好的生物相容性，其本身或降解產(chǎn)物無(wú)毒性，不會(huì)引起炎癥和免疫排斥反應(yīng)。良好的結(jié)構(gòu)相容性，適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和可塑性，能

4、保持穩(wěn)定的立體結(jié)構(gòu)，置入后可以代替血管的結(jié)構(gòu)和功能。良好的表面相容性和一定的生物活性，材料表面有利于種子細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)。人工晶狀體的相容性葡萄膜相容性( uveal biocompatibility) 是IOL與虹膜、睫狀體和前部脈絡(luò)膜的反應(yīng)所引發(fā)的早期和遲發(fā)的異物反應(yīng)的強(qiáng)弱，即巨噬細(xì)胞等炎性細(xì)胞在IOL前表面的粘附程度；囊膜相容性( capsular biocompatibility) 是IOL引發(fā)的晶狀體上皮細(xì)胞增生反應(yīng)的強(qiáng)弱，包括IOL前表面的LECs增生膜，前囊膜混濁(ACO )，后囊膜混濁(PCO) 和囊膜皺縮的程度。 Amon M. Biocompatibility of int

5、raocular lenses (letter).J Cataract Refract Surg 2001; 27:178179葡萄膜相容性術(shù)后早期的炎癥反應(yīng)：主要源于手術(shù)對(duì)前葡萄膜的激惹，引起血-房水屏障的改變；術(shù)后晚期的炎癥反應(yīng)：源自免疫反應(yīng)的結(jié)果。影響因素：手術(shù)操作技術(shù)；手術(shù)前后的治療手段；IOL的材料和設(shè)計(jì)；宿主對(duì)IOL的反應(yīng)。IOL誘導(dǎo)的炎性細(xì)胞反應(yīng)主要由巨噬細(xì)胞造成，也包括小圓細(xì)胞、巨細(xì)胞的反應(yīng)。可以認(rèn)為它是異物巨細(xì)胞對(duì)IOL的反應(yīng)，同時(shí)也可以作為IOL生物相容性的重要指針。單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞從葡萄膜血管移行到前房，沉著在IOL表面。單核細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樾A細(xì)胞，巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變成上皮細(xì)胞和

6、吞噬碎屑、細(xì)菌的異物巨細(xì)胞。這些細(xì)胞反應(yīng)說(shuō)明了異物反應(yīng)的免疫過(guò)程。IOL誘導(dǎo)的炎性細(xì)胞反應(yīng)異物巨細(xì)胞血-房水屏障血-房水屏障受到IOL本身及其它因素的影響，如眼部存在的病變、眼手術(shù)創(chuàng)傷和手術(shù)前是否治療。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，小圓細(xì)胞在術(shù)后1周達(dá)高峰，3-6個(gè)月后逐漸降低，這與血-房水屏障的破壞與修復(fù)的過(guò)程一致。血-房水屏障破壞，引起蛋白滲漏并吸附在IOL表面。這層蛋白膜由多種蛋白組成，它的組成又受到IOL材料的影響，而這層膜又影響IOL表面細(xì)胞的黏附與移行。IOL材料與異物反應(yīng)親水性IOL比疏水性IOL有較少的細(xì)胞黏附，也說(shuō)明細(xì)胞黏附與IOL的表面特性有關(guān)。人工晶狀體表面的異物反應(yīng)可作為其生物相容性的指標(biāo)

7、，也是評(píng)價(jià)葡萄膜生物相容性的最重要的因素。巨噬細(xì)胞沉積的數(shù)量囊膜相容性的機(jī)理晶狀體上皮細(xì)胞和晶狀體囊對(duì)IOL材料及結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。機(jī)理：白內(nèi)障手術(shù)破壞了LECs及囊膜的完整性，誘發(fā)了晶狀體自身的創(chuàng)傷愈合反應(yīng)，產(chǎn)生上皮細(xì)胞增生和細(xì)胞外基質(zhì)的重新構(gòu)建。 術(shù)后囊膜混濁的本質(zhì)是組織修復(fù)和晶體上皮細(xì)胞再生的過(guò)程囊膜相容性的表現(xiàn)IOL植入囊袋并與殘余LECs接觸， LECs增殖延伸于后囊、前囊和IOL表面形成ACO、PCO和囊的收縮。人工晶狀體與晶狀體囊和上皮細(xì)胞的直接接觸會(huì)引起許多介質(zhì)參與的前后囊的混濁。晶狀體上皮細(xì)胞LECs有兩種形狀，一種是前部的立方形上皮細(xì)胞，另一種是赤道部弓形細(xì)胞。LECs與生物材料

8、的接觸后可產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。細(xì)胞外基質(zhì)蛋白在晶狀體囊與LECs之間以及LECs與IOL之間作為一種黏和劑，阻止LECs的增生。LECsLECs與PCOIOL植入囊袋后，LECs從前囊邊緣向IOL的光學(xué)部蔓延，是囊混濁重要的致病因素。LECs表達(dá)的細(xì)胞因子可引起LECs在囊與IOL表面的增生與化生，形成前囊纖維化的前囊混濁、從撕囊邊緣向人工晶狀體表面的增殖膜、晶狀體纖維變性形成的Sommerring環(huán)和珍珠小體。LECs與PCOTGF與組織纖維化前囊膜混濁晶體前囊膜下和赤道部有一層LECs。ACO出現(xiàn)在前囊膜和IOL光學(xué)部接觸的部位，呈環(huán)形圍繞撕囊口。Werner指出，silicone IOL

9、引發(fā)的ACO 重于PMMA和acrylic IOL。2003 年，Saika對(duì)PMMA，silicone，acrylic和hydrogel等4種IOL作了臨床病理學(xué)的對(duì)比研究。光鏡及電鏡下可見(jiàn)：囊膜下聚集了纖維母細(xì)胞樣的LECs和胞外基質(zhì)。囊膜皺縮capsule contraction or shrinkage是環(huán)形撕囊后出現(xiàn)的并發(fā)癥。撕囊口明顯的縮小和晶體囊膜赤道直徑的縮小。認(rèn)為囊膜皺縮是囊膜纖維化產(chǎn)生的向心力與懸韌帶向外牽拉的力量之間的不平衡造成的。它與懸韌帶的力量，撕囊口的大小，殘留的LECs 的量，植入IOL 的直徑、袢的硬度有關(guān)。IOL偏心偏位聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )聚甲基丙

10、烯酸甲酯，其材料穩(wěn)定、質(zhì)輕、透明度好，屈光指數(shù)1. 49，為疏水性材料；有較好的抗老化和抗環(huán)境變化特性，較好的抗酸、堿和抗有機(jī)溶劑特性及良好的生物相容性，不被機(jī)體的生物氧化反應(yīng)所降解。缺點(diǎn)：不耐高溫、高壓，多用環(huán)氧己烷氣體消毒；彈性有限，不能制造可折疊人工晶狀體；對(duì)YAG 激光耐受有限，而且激光治療后釋放的單體具有生物毒性。是一種較為理想的制造硬質(zhì)人工晶狀體的材料。水凝膠( PHEMA )為聚甲基丙烯酸羥乙酯( PHEMA )，是一種親水性材料，脫水狀態(tài)時(shí)質(zhì)硬、半透明；可進(jìn)行拋光處理；此物質(zhì)折光指數(shù)與吸水率呈反比，吸水后折光指數(shù)下降，吸水率40%時(shí)屈光指數(shù)為1. 43。充分復(fù)水后質(zhì)韌、透明,。

11、優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性佳，耐高溫、高壓滅菌；質(zhì)軟，韌性好，不易斷，可折疊；更適合使用YAG 激光；化學(xué)穩(wěn)定性好，植入后炎癥和滲出反應(yīng)較輕；缺點(diǎn)：由于PHEMA 具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使水分子、離子以及小分子物質(zhì)自由通過(guò)，同時(shí)也易使排泄及污染物存留，發(fā)生遲發(fā)性鈣沉積，使其透明度降低。此外，還有羥基磷灰石導(dǎo)致混濁的現(xiàn)象，從而引起視力下降，可能是眼內(nèi)代謝產(chǎn)物鈣、磷沉積導(dǎo)致。硅凝膠硅凝膠是一種聚甲基硅氧烷，是疏水性材料。優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，耐高溫、高壓，可進(jìn)行高壓煮沸消毒；抗老化性好；可折疊；比重為，是我國(guó)最早生產(chǎn)的軟性人工晶狀體材料。缺點(diǎn)：韌性差，抗拉力和抗撕力差；屈光指數(shù)較PMMA小，同等屈光度較PMMA IOL

12、 要厚；生物相容性相對(duì)差，易產(chǎn)生靜電效應(yīng)，使空氣中的微粒及眼內(nèi)代謝產(chǎn)物容易黏附在晶狀體表面，且易與硅油黏附。可影響術(shù)后人工晶狀體的透明度和透光率。疏水性較強(qiáng)，表面易黏附炎癥細(xì)胞、細(xì)菌等；硅凝膠遇水后表面較滑, 給植入帶來(lái)困難。聚丙烯酸酯甲基丙烯酸的長(zhǎng)鏈脂類(lèi)聚合物與它和丙烯酸的共聚物統(tǒng)稱(chēng)為聚丙烯酸酯類(lèi)聚合物。具有穩(wěn)定的惰性、光學(xué)透明性，其彈性較小，由折疊狀態(tài)到完全展開(kāi)約需3 5秒，因此術(shù)中操作比較安全。分為親水性及疏水性2種。疏水性丙烯酸酯類(lèi)人工晶狀體，具有屈光指數(shù)高、激光損傷閾值高、復(fù)位慢、易操作等優(yōu)點(diǎn)。親水性丙烯酸酯材料, 屈光指數(shù)為1. 47，激光損傷閾值與疏水性丙烯酸酯相仿，同時(shí)亦具有伸

13、展緩慢等特點(diǎn)，容易操作。親水性丙烯酸酯親水性丙烯酸酯是HEMA 與甲基丙烯酸甲酯MMA 通過(guò)化學(xué)交聯(lián)共聚結(jié)合而成；優(yōu)點(diǎn)：既具有良好的機(jī)械性能和光學(xué)性能、耐高溫，IOL 可脫水植入，又具有良好的彈性和親水性、折疊時(shí)不易產(chǎn)生劃痕，可減少異物反應(yīng)；缺點(diǎn)： 其富含滲水性，眼內(nèi)代謝物可進(jìn)入內(nèi)部而黏附污染，影響其透明度，IOL 內(nèi)部發(fā)生有鈣等物質(zhì)混濁的報(bào)道；其親水表面給細(xì)胞的增生和遷移提供了合適的基質(zhì)，LECs在此表面增生的發(fā)生率較高，但宿主抗異體細(xì)胞反應(yīng)較輕，較少發(fā)生巨細(xì)胞和上皮樣細(xì)胞的沉積。疏水性丙烯酸酯疏水性Acrylic 是由苯乙烯基丙烯酸甲酯( MMA ) 、苯乙基丙烯酸酯(HEMA) 及其他交

14、聯(lián)體聚合而成的一類(lèi)多聚物。優(yōu)點(diǎn)：可被高度純化，性質(zhì)穩(wěn)定，透明性極佳。屈光指數(shù)為1. 544，較PMMA 高，可做成更薄的IOL；表面黏性較大，使其更易黏附于囊袋內(nèi)，使后囊與視區(qū)緊密接觸，阻止晶狀體上皮細(xì)胞的移行，后發(fā)障發(fā)生率也低；丙烯酸酯對(duì)硅油的黏附性遠(yuǎn)小于硅凝膠IOL。缺點(diǎn)：其易被鑷子損傷產(chǎn)生劃痕；其高折射率可使患者術(shù)后眩光等不良現(xiàn)象增加。親水 vs 疏水兩類(lèi)IOL材料誘導(dǎo)LECs的病理變化的規(guī)律為：在親水性IOL表面，增生的LECs能夠長(zhǎng)期存活，變性、纖維化較輕；而在疏水的IOL表面，增生的LECs會(huì)較早地發(fā)生較重的變性、纖維化。由于LECs分布的解剖學(xué)差異，導(dǎo)致了同一IOL材料誘發(fā)的AC

15、O和PCO 的不同。疏水性IOL與PCO疏水IOL的PCO更輕，視敏度更好。疏水的IOL，由于能誘導(dǎo)LECs迅速而明顯的變性，LECs在由IOL后表面周邊向中心的遷移過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)變性、纖維化、甚至死亡，從而表現(xiàn)為囊膜周邊的混濁程度較重，但由于絕大部分LECs未能到達(dá)IOL中心部就死亡了，因而IOL 光學(xué)中心還能保持良好的透光性。因此，疏水IOL 其PCO的形成，表現(xiàn)為一個(gè)向心的形成過(guò)程。親水性IOL與PCO親水的IOL發(fā)生PCO的病理過(guò)程完全不同。由于親水的IOL對(duì)LECs的刺激作用不大，LEC s變性較輕，因此LECs會(huì)長(zhǎng)滿(mǎn)整個(gè)后囊膜，特點(diǎn)為：PCO 的范圍較廣但是程度較輕。盡管程度輕，但

16、因?yàn)镮OL的后表面光學(xué)中心部是眼的光學(xué)結(jié)點(diǎn)，因而會(huì)影響視覺(jué)質(zhì)量。親水性IOL與PCOHollick發(fā)現(xiàn)：親水性IOL的PCO 有一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。IOL植入后，很快就可以觀察到IOL 與后囊膜間，有一層LECs出現(xiàn)，開(kāi)始很薄且形狀不規(guī)則，隨著時(shí)間的推移逐漸變厚、變致密，形成Elschnig pearls等，影響視力。對(duì)比敏感度研究：術(shù)后2 年，hydrogel的對(duì)比敏感度比silicone和PMMA 的患者都差，盡管他們的矯正視力差異不顯著。Elschnigs pearls 掃描電鏡IOL材料與PCO細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的黏和作用與IOL的表面特性密切相關(guān)。疏水性材料比親水性材料引起較輕的PCO，一個(gè)

17、可能的原因是親水性IOL引起晶狀體囊袋的收縮力弱導(dǎo)致殘留晶狀體囊袋的間隙使得LECs得以在后囊與人工晶狀體光學(xué)部發(fā)生黏連之前沿后囊表面遷移，形成PCO，并且親水性人工晶狀體表面容易鈣化。IOL材料同TGFPCO的病理PCO親水與疏水的不同在親水IOL表面，增生的LECs能夠長(zhǎng)期存活，變性、纖維化較輕；而在疏水的IOL表面，增生的LECs會(huì)較早地發(fā)生較重的變性、纖維化。由于LECs分布的解剖學(xué)差異，導(dǎo)致了同一IOL材料誘發(fā)的ACO和PCO 不同。一種新型的IOL：銳緣、前表面親水而后表面疏水的IOL。這種IOL具有親水性不同的兩個(gè)表面，由IOL 囊膜相容性的病理機(jī)制可以推測(cè)：它可能具有較輕的AC

18、O、囊膜皺縮和PCO。親水的IOL的前表面還意味著良好的葡萄膜相容性。復(fù)合型IOL一種新型的IOL：銳緣、前表面親水而后表面疏水，這種IOL具有親水性不同的兩個(gè)表面。由IOL 囊膜相容性的病理機(jī)制可以推測(cè)：它可能具有較輕的ACO、囊膜皺縮和PCO。親水的IOL的前表面還意味著良好的葡萄膜相容性。復(fù)合型IOLModified silicone IOLs were produced by grafting 2-(MPC) onto the anterior IOL surface using a plasma technique.記憶人工晶狀體材料記憶材料是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙基酯、甲

19、基丙烯酸羥基苯酚酯與乙二醇雙丙烯酸酯交聯(lián)聚合而形成的三維共價(jià)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。此材料在低于25環(huán)境下質(zhì)硬，將其加溫變軟后卷曲、冷卻，使其成硬性卷筒形狀。手術(shù)中將硬性卷筒形狀的人工晶狀體通過(guò)小切口植入眼內(nèi)，經(jīng)體溫加熱，其將依靠記憶緩慢恢復(fù)初始形狀。記憶材料為親水性材料, 可吸水20%, 屈光指數(shù)1. 47，耐高溫、高壓，有極好的生物相容性。注塑式人工晶狀體手術(shù)中通過(guò)小切口清除晶狀體物質(zhì)后，將能迅速聚合成有彈性的凝膠狀態(tài)的生物材料注入完整晶狀體囊袋內(nèi)，當(dāng)該材料凝固后，形成一種類(lèi)似正常晶狀體生理狀態(tài)的人工晶狀體。目前還未在臨床應(yīng)用。注入型人工晶狀體1964年Kessler首次利用液態(tài)硅注入兔的晶狀體囊袋內(nèi),

20、 得到了有彈性的人工晶狀體, 從而為人工晶狀體的發(fā)展揭開(kāi)了新的篇章。注入型人工晶狀體在保持睫狀肌、懸韌帶和晶狀體囊膜完整的條件下, 在晶狀體核與皮質(zhì)后的囊袋內(nèi)注入凝膠狀態(tài)的人工晶狀體材料。當(dāng)材料固化后, 通過(guò)睫狀肌收縮引起晶狀體囊膜形態(tài)的改變而獲得與正常晶狀體相同調(diào)節(jié)功能的晶狀體 。表面修飾的IOLIOL的材料不同，其在細(xì)胞黏附、硅油黏附、細(xì)菌黏附、蛋白吸附等方面的生物學(xué)性狀會(huì)存在差異。通過(guò)表面修飾來(lái)改變IOL 的生物學(xué)性狀，進(jìn)一步提高其生物相容性已成為眼科界的一個(gè)焦點(diǎn)。肝素修飾的IOL肝素修飾的IOL是目前唯一已經(jīng)商品化的IOL。它通過(guò)傳統(tǒng)的化學(xué)方法，將肝素接枝在PMMA或親水性丙烯酸酯材料

21、表面, 使IOL表面的親水性提高。體外、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)及臨床觀察均已證實(shí), 肝素化的IOL較單純的IOL的生物相容性好。IOL 的材料的改性方法化學(xué)改性法等離子體法表面修飾法物理改性法化學(xué)改性法的原理通過(guò)共聚、接枝等方法來(lái)改變材料的組成，從而獲得具有良好細(xì)胞親和性的表面。MPC修飾IOL2-甲基丙烯酰氧乙基-2-三甲氨乙基磷酸酯(MPC) 親水性的表面有利于細(xì)胞黏附生長(zhǎng)，疏水性表面則更易吸附蛋白，蛋白的吸附是影響血液相容性的重要方面，故使材料表面親疏水性達(dá)到平衡也是提高生物相容性的重要方法。MPC修飾IOLMPC 對(duì)人工晶體進(jìn)行表面修飾不僅可使晶體表面產(chǎn)生親水環(huán)境，而且較其他聚合物修飾更能抑制血清蛋

22、白的表面黏附。Okajima 等通過(guò)對(duì)軟性疏水性丙烯酸酯IOL表面進(jìn)行MPC 聚合物修飾，發(fā)現(xiàn)修飾表面不僅可抑制體外培養(yǎng)的巨噬細(xì)胞的黏附，而且可抑制LECs的黏附與增殖，從而提高了丙烯酸酯IOL的生物相容性。MPC修飾IOL細(xì)菌與纖維母細(xì)胞在IOL表面的黏附往往是細(xì)胞表達(dá)與增生的最初階段。Shigeta 證實(shí)，MPC 修飾IOL可有效抑制細(xì)菌與纖維母細(xì)胞的黏附，故MPC 修飾可為降低IOL植入術(shù)中眼內(nèi)炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)提供了一種有效的手段。姚克通過(guò)MPC 修飾，使硅凝膠IOL 表面呈永久親水性，致使血小板、巨噬細(xì)胞和LECs在IOL表面的黏附明顯受抑，說(shuō)明硅凝膠IOL修飾后，其表面生物相容性得以增強(qiáng)。

23、MPC修飾IOL2. 2. 4-磷脂修飾IOL-磷脂單體MPC 是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的生物相容性最佳材料，它有不吸附蛋白、不黏附細(xì)胞、不激活細(xì)胞的特性。黃曉丹采用低溫等離子體表面改性方法將MPC 接枝于硅凝膠軟性IOL 前表面, 研制出一種前表面親水后表面疏水的新型IOL。實(shí)驗(yàn)證實(shí)這種新型IOL有親水和疏水兩種IOL 的優(yōu)點(diǎn)。-烯丙基葡糖苷修飾IOL為了提高IOL 的生物相容性，降低表面細(xì)胞的黏附性，曲超采用等離子體引發(fā)聚合方法，在PMMA IOL 表面“在位聚合”修飾一層-烯丙基葡糖苷。靜態(tài)接觸角、電子能譜分析、光學(xué)和力學(xué)指標(biāo)及體外細(xì)胞黏附性測(cè)試等結(jié)果表明，等離子體引發(fā)聚合所制備的-烯丙基葡糖苷

24、表面修飾的IOL 光學(xué)、力學(xué)指標(biāo)均達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)表面修飾的IOL 親水性提高，巨噬細(xì)胞的黏附性降低，具有更好的生物相容性。低溫等離子體改性法是利用等離子技術(shù)，使材料表面引入不同基團(tuán)，從而使材料具有細(xì)胞識(shí)別位。氟-肝素修飾IOL 肝素為一種聚胺聚糖，帶多量負(fù)電荷，親水性強(qiáng)；氟離子可增加IOL 表面的接觸角，降低其表面能，使IOL 表面疏水。袁佳琴采用載能離子束聯(lián)合低溫等離子體技術(shù)對(duì)PMMA IOLs 表面進(jìn)行氟離子與肝素雙重表面修飾，使IOL 表面同時(shí)具備肝素修飾和氟離子處理的特點(diǎn)，親水性和疏水性處于平衡狀態(tài)，出現(xiàn)親疏水基團(tuán)的微相分離結(jié)構(gòu)。將氟-肝素表面修飾的PMMA IOL 在體外通過(guò)細(xì)胞黏

25、附、細(xì)胞生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兔眼、獼猴眼內(nèi)植入，進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)及體內(nèi)研究。結(jié)果表明，氟-肝素表面修飾PMMA IOLs 能更效地防止細(xì)胞黏附等并發(fā)癥。鈦修飾IOL王桂琴采用低溫等離子體聯(lián)合離子束技術(shù)對(duì)硅凝膠IOL 表面進(jìn)行鈦及氮化鈦表面修飾，經(jīng)鈦修飾的IOL 的接觸角明顯比未修飾硅凝膠IOL小，表面親水性增加，不易產(chǎn)生靜電，對(duì)細(xì)胞、病毒、雜物的黏著性下降同時(shí)提高了對(duì)紫外光的吸收能力。兔眼內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)顯示，修飾IOL引起后囊混濁的程度輕于未修飾IOL，說(shuō)明經(jīng)表面修飾后，硅凝膠IOL 其表面的黏附性能改善，IOL 表面的異物反應(yīng)減輕，提高了IOL 的生物相容性。碳、鈦修飾IOLYuan 通過(guò)使PM

26、MA IOL 表面更加疏水的表面改性方法，對(duì)PMMA 進(jìn)行碳、鈦表面修飾，經(jīng)過(guò)1 年的動(dòng)物體內(nèi)觀察，證實(shí)能減少前房的炎性細(xì)胞和纖維滲出。表面修飾法通過(guò)在材料表面固定一些貼壁因子、生長(zhǎng)因子而提高材料的生物相容性?；钚匝跣揎桰OL氣漿修飾IOL纖維結(jié)合素修飾IOL活性氧修飾IOL血漿化處理以及紫外線、臭氧表面修飾，均為親水化法，可增強(qiáng)表面黏著力。AcrySof IOL 表面有血漿蝕刻，具有較低的PCO發(fā)生率。材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)也有重要影響：引入胺基、酰胺基、羥基、羧基、磺酸基等基團(tuán)有利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)。松島分別對(duì)疏水性丙烯酸酯IOL 表面進(jìn)行紫外線和臭氧的活性氧修飾以及氬血漿照射，用電子分光鏡進(jìn)

27、行表面功能團(tuán)檢測(cè)，結(jié)果表明修飾后晶體表面氮含量、羥基及羧基等功能團(tuán)均增多；且處理組晶體表面纖維結(jié)合蛋白與晶體上皮細(xì)胞的黏附性均增加，可預(yù)防PCO的發(fā)生。氣漿修飾IOL一種材料對(duì)于細(xì)胞的表面黏著可通過(guò)表面接觸角來(lái)評(píng)價(jià)。接觸角的測(cè)定可估計(jì)材料的親疏水性。親水的IOL 對(duì)硅油的黏附最少，硅凝膠對(duì)其黏附最大。水凝膠對(duì)細(xì)菌黏附最少，硅凝膠則最多。Yuen 對(duì)PMMA、硅凝膠及疏水性丙烯酯IOL進(jìn)行氣漿修飾，經(jīng)測(cè)定其表面動(dòng)態(tài)接觸角均增加，明顯提高了晶體表面的親水性，發(fā)現(xiàn)未處理組晶體表面的牛眼晶體上皮細(xì)胞形態(tài)呈成纖維細(xì)胞樣，而修飾組晶體可使黏附的牛LECs保持其正常的上皮形態(tài)，故可望通過(guò)進(jìn)行IOL修飾后控制

28、LECs的生長(zhǎng)來(lái)降低PCO的發(fā)生率。纖維結(jié)合素修飾IOLCooke 等研究發(fā)現(xiàn), 將人眼LECs分別黏附于硅凝膠、PMMA 及丙烯酸酯3 種IOL時(shí), 丙烯酸酯晶體表面的黏附量最多。而對(duì)上述3 種晶體進(jìn)行纖維結(jié)合素修飾后，則人眼LECs在這3 種IOL表面的黏附量均顯著增加，且三者間無(wú)差別。若能通過(guò)修飾改善LECs在不同IOL 生物材料表面的黏附特性，則可能最終促進(jìn)IOL 對(duì)晶體囊膜的黏附，從而降低后發(fā)障的發(fā)生率。物理改性法采用粉碎、摩擦等方法，利用機(jī)械應(yīng)力對(duì)材料進(jìn)行表面激活，改變其表面的晶體結(jié)構(gòu)，使分子晶格發(fā)生位移、內(nèi)能增大等，以對(duì)其進(jìn)行表面改性。人工晶體表面拋光山川通過(guò)對(duì)PMMA 人工晶體

29、光學(xué)面進(jìn)行拋光，使人工晶體獲得不同程度的表面糙度值，結(jié)果表明人工晶體光學(xué)部表面糙度值越低，所黏附的炎性細(xì)胞越少，人工晶體的生物相容性得以提高，有可能降低實(shí)驗(yàn)性變應(yīng)性色素層炎的發(fā)生率。田中亦對(duì)丙烯酸酯IOL 中央光學(xué)部進(jìn)行拋光使其表面糙度下降, 研究結(jié)果顯示IOL 光學(xué)部表面糙度值越低，細(xì)胞黏附數(shù)越少，從而可避免眼內(nèi)炎的發(fā)生。改進(jìn)人工晶體表面設(shè)計(jì)材料表面的構(gòu)型與形狀對(duì)于材料與細(xì)胞的相互作用開(kāi)辟了新的研究領(lǐng)域。方形邊緣的IOL是預(yù)防后囊混濁的有效設(shè)計(jì)，人工晶體光學(xué)部設(shè)計(jì)成方形邊緣可在IOL 與后囊膜之間形成一種間斷性的彎管, 使得晶狀體與后囊間緊密貼附，達(dá)到接觸抑制的作用，阻止晶狀體上皮細(xì)胞由周邊囊膜向視軸中心生長(zhǎng)，從而降低了PCO。IOL袢的設(shè)計(jì)襻的材料主要包括PMMA、PVDF及丙烯酸酯。PMMA是襻最常用的材料，MA6OBM 及Sen