眼科植入材料的临床应用及生物相容性研究进展

摘要：眼科植入材料主要是指应用于眼科器质性损伤手术中的生物医用材料，理想的眼科植入材料应具备稳定的物理化学性质和较好的生物相容性。义眼台植入术是当前眼科植入手术方面的主要术式，义眼台材料主要包括羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等。义眼台及其包裹物的生物相容性是决定其是否能够有效治疗的关键，故本文着重对义眼台及其包裹物的生物相容性进行分析，进而对眼科植入材料的生物相容性的研究进展进行阐述。 关键词：眼科植入材料；生物相容性；义眼台；羟基磷灰石

眼科疾病的临床治疗与眼部的美容保健是医学的重要组成部分，眼部的美容保健与治疗往往需要采用生物医用材料，尤其是眼科器质性损伤，往往需要植入人工材料，以替代眼部组织的相关功能。理想的眼科植入材料需具备稳定的物理化学性质、良好的生物相容性、良好的组织耐受性，并且不应引起抗原反应、排斥反应、刺激、不适感等，而其中生物相容性主要是指宿主机体组织对植入材料产生反应的一种性能，其决定了眼科植入手术后的预后效果，因此，生物医学方面对眼科植入材料的研究应更加深入[1]。目前，眼科植入手术最为常用的植入物为义眼台，常用的义眼台材料有羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，而义眼台植入时均需包裹物，常用的包裹材料主要有胶原蛋白海绵、巩膜、羊膜、脱细胞真皮等，本文就义眼台及其各种包裹物的生物相容性进行了分点阐述，借此对眼科植入材料与宿主之间的生物相容性进行探讨。现综述如下。 一、义眼台材料

义眼台植入术实质上与眼球摘除术是同一个手术，在医学技术不发达时期，多采取眼球摘除术，这类患者多因严重外伤或恶疾而必须摘除眼球，在眼球摘除后无法进行人工义眼台的植入，导致手术后患者的眼球缺失。而随着医学技术的不断发展，羟基磷灰石义眼台的出现使义眼台植入术成为可能，通过植入义眼台，可使患者眼部活动时带动义眼台进行活动，从而有效满足患者的美观需求，被广泛应用于治疗眼球摘除矫正或眼睑凹陷畸形。常用的义眼台材料主要包括羟基磷灰石、硅凝胶、聚甲基丙烯酸甲酯、水凝胶等，具体如下： 1 羟基磷灰石义眼台

羟基磷灰石是最为常见的义眼台材料，属于人工合成材料，也可取材于天然的珊瑚，其主要是模仿人体骨组织间的网状多孔微细结构而成，孔与孔之间往往互相连通，组成基本与人体骨组织的组成相似，能够有效促使羟基磷灰石义眼座的血管化进程，促使纤维血管及骨细胞再生，并避免形成假囊[2]。羟基磷灰石义眼台植入眼眶后，眼眶中的受体纤维结缔组织及新生的血管纤维往往会沿着义眼台中的微孔进入到义眼台中，进而促使羟基磷灰石义眼台逐渐完成纤维血管化的进程，这些新生的纤维结缔组织及血管往往是从义眼台的边缘孔隙逐渐向义眼台的中心生长，当纤维血管化进程完成后，义眼台可与眼眶及周围组织有效融合，而非纤维包裹，此时，羟基磷灰石义眼台的生物相容性对义眼台植入术的效果起到了决定性的作用[3]。通常情况下，影响宿主与植入材料之间的生物相容性的因素包括植入材料表面的完整性、电性质、化学特性、本体机械特性以及生物降解性，羟基磷灰石具有良好的生物相容性和稳定的物理化学性质。

羟基磷灰石义眼台具有无毒、生物相容性良好等优点，但在采用羟基磷灰石义眼台植入时，仍存在并发症风险，这可能和羟基磷灰石材料本身、材料制作工

艺、患者个体性差异以及手术技术有关。羟基磷灰石义眼台植入后最常见的并发症为义眼台暴露，其暴露原因主要和以下几个方面的因素有关[4-5]：①纤维血管生成延迟，羟基磷灰石义眼座的血管化进程推迟或未充分，无法起到有效抵御感染的作用；②植入物表面坚硬对周围组织产生机械性刺激，导致周围组织发生炎症反应，而适当的对羟基磷灰石义眼台进行包裹可有效减少炎症细胞的出现；③羟基磷灰石义眼台由同种异体巩膜包裹，植入后包裹物发生溶解和坏死；④羟基磷灰石义眼台的大小不适合，或患者存在眼科疾病史，或患者在术前接受过多次手术治疗或化疗。 2硅凝胶

硅凝胶具有极强的热稳定性，其透光率较高，具有稳定的物理机械性能，可反复延伸，且具有较好的耐受性、绝缘性、通透性、疏水性以及生理惰性，其表面张力较好，被作为义眼台的主要材料之一。但硅凝胶同时也存在着较多局限性，由于硅凝胶较为柔软，其抗机械性损伤的能力较弱，容易在机械性损伤下出现脱位或形态改变等情况；硅凝胶的抗撕力、抗拉力作用均不够理想，容易被漂白；硅凝胶表面容易产生静电，容易吸附眼内代谢产物，导致透光率减弱[6]。 3 聚甲基丙烯酸甲酯

聚甲基丙烯酸甲酯的疏水性、惰性、透明性、生物相容性均较为良好，在生物氧化反应过程中不易被降解，其聚合物可作为义眼台材料，取代羟基磷灰石义眼台，但其无法耐受高压、高温情况，使用过程中应予以注意[7]。 4 水凝胶

水凝胶属于聚甲基丙烯酸羟乙酯，类似于生命组织材料，其表面蛋白质的黏附作用及细胞黏附作用较弱，在与人体血液、体液进行接触时，往往表现出良好的亲水性，与人体组织相接触时，具有良好的生物相容性，作为优良的生物医学材料被广泛应用于多种组织工程材料中，作为义眼台材料取得了显著的进展，同时，水凝胶还可耐受高压、高温，可折叠，可适用于眼科YAG激光治疗中，但其容易发生移位，还可能会导致钙沉积[8-9]。 二、义眼台包裹物

由于石义眼台植入后可能会导致植入物周围组织发生炎症感染，故包裹材料的使用极为重要，通过对义眼台进行包裹，可有效提高义眼台植入物的抗感染能力。理想的包裹材料需具备良好的生物相容性、强效的抵御感染能力，还需容易获得。当前，义眼台的包裹材料主要包括以下几种： 1 胶原蛋白海绵

胶原蛋白是一种具有生物相容性、特有网状结构的生物材料，其不具备抗原性，能够与细胞周围的基质进行作用，并融合成为细胞组织的一部分，促进不同细胞的生长，同时还具有可降解性，能够在蛋白酶中迅速的溶解，有效促进细胞的生长代谢。胶原蛋白属于天然成分，可对分子进行有效识别，发出特异性的识别信号，在种子细胞黏附生长的过程中起到了较好的介导作用，胶原降解后的产物还可起到营养组织细胞的作用，促进内皮细胞、上皮细胞以及成纤维细胞的生长、分化及成熟，对巨噬细胞的吞噬功能进行激活，从而提高机体的免疫活性，降低羟基磷灰石义眼台植入后的感染概率[10]。 2巩膜

自体巩膜是当前义眼台植入术中最理想的包裹材料，具有较强的坚韧性、耐受性，容易缝合，且其符合眼部的基本生理解剖结构，通常包裹于义眼台的前端，可有效降低义眼台的暴露风险、免疫排斥反应风险，但在临床制备过程中，由于

巩膜在人体中的所占比例极小，通常会受到一定的局限性，无法大量取材，自体巩膜的制备不易，部分患者缺失自体巩膜，需采用异体巩膜，而在异体巩膜的制备过程中，需确保异体巩膜供体无传染性疾病及免疫性疾病，避免异体巩膜成为部分可传播疾病的载体，同时，自体巩膜的取材局限性也同样发生于异体巩膜取材过程中，取材不易。 3 羊膜

羊膜属于半透明的组织，其生物相容性较好，取材相对较为方便，可在一次取材过程中获得多量羊膜，且羊膜不存在抗原性，其免疫排斥反应极少，可促进眼眶上皮细胞的分化、黏附生长，还能起到抗炎、抗血管生成、抗纤维化的作用，羊膜脱细胞后可有效保留组织的网状结构和基质，去除可溶性成分，具有良好的细胞及组织相容性，适用于义眼台植入术无自体巩膜或不宜进行自体巩膜植入的患者。

4 脱细胞真皮

脱细胞真皮最初在临床上应用于治疗烧伤整形外科手术中的全层皮肤烧伤患者，由于实验研究结果显示脱细胞真皮可促使宿主上皮细胞在植入物表面的生长，加上真皮取材量明显较巩膜取材量更大，取材更为容易，可有效降低取材成本，取材大小也不会受到限制，可根据患者的具体情况随意修剪成所需形状。脱细胞真皮植入人体后通常不会产生免疫排斥反应，且这种材料属于高科技的组织工程材料，经过去表皮、脱细胞处理后，可使基底膜保存完好，可对宿主的细胞生长分化起到调节、促进作用，吸收率相对较低，植入后与周围组织的生物相容性相对较好。但脱细胞真皮的质地较为柔软，其抗摩擦的耐受力较弱，容易在无水甘油或酒精保存过程中发生崩解。 三、小结

眼科植入材料在临床眼科疾病中的应用较为广泛，采用生物材料制备而成的人工植入物在眼科疾病治疗中取得了显著的应用效果，而人工材料的生物相容性是决定眼科植入手术预后效果的关键点之一。义眼台植入术作为眼科最为常见的植入手术之一，义眼台及其包裹材料的生物相容性对义眼台植入术的手术效果起到了决定性的作用。一般情况下，宿主对义眼台及其包裹材料的植入反应包括义眼台及其包裹材料表面的细胞反应、上皮细胞增生后与异物反应、巨噬细胞反应，这三种植入反应是判断义眼台及其包裹材料生物相容性的重要指标，义眼台及其包裹材料的生物相容性需从整体层面进行分析，需判断义眼台及其包裹材料对宿主机体防御机制的作用及其与血液之间的相互作用。生物医学方面还应根据影响义眼台及其包裹材料生物相容性的因素进行进一步的改进和优化，并寻求生物相容性更加良好的义眼台及其包裹材料，以提高人工材料与宿主之间的生物相容性。 参考文献：

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