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全球人造角膜技术哪家强？

时间：2022-08-16 14:16:07 来源：

知情郎·眼｜

侃透天下专利事儿

用猪皮做的眼角膜人类能用？

是的，二师兄八戒又立功了，猪皮不仅能当做烤皮来吃，还能变成角膜材料。

日前，《自然》子刊《自然?生物技术》发布一项研究，科学家利用猪皮制成类似人类角膜的植入物，目前已进行试点研究，使20名患者恢复视力，且无不良反应。

人类角膜主要由胶原蛋白组成。为了创造人类角膜的替代品，研究人员使用了源自猪皮的胶原蛋白分子，这些胶原蛋白分子经过高度纯化并在严格的人类使用条件下生产。

还记得陆毅演的成名剧《永不瞑目》，陆毅扮演的肖童眼角膜因石灰受损后，立刻移植了女刑警欧庆春的未婚夫胡新民在牺牲后的眼角膜。

网友们调侃，电视剧编剧就是不拿角膜当事儿，哪有立刻有人提供角膜移植的事，医院里大把人等着角膜移植手术。

现实生活中，大量因角膜病视力受损乃至失明的患者苦苦等待角膜移植手术，等不到手术失明的人比比皆是。

公开数据显示，全球有1270万人因角膜受损而患病甚至失明，最普遍的治疗方法便是眼角膜捐赠与移植。但数据显示，平均每70名患者中，只有一名可进行角膜移植。

仅以我国来说，因角膜病致盲的患者约有400－500万人，这一数字以每年10万的速度在增加。其中，大部分角膜盲病患者需通过角膜移植手术才能复明，但每年国内角膜移植术仅有8000－10000例。

所以，人造角膜技术研发刻不容缓啊！

但是，因为技术门槛过高，资本畏之如虎！国内虽有多款人工角膜产品，但未有大批量临床应用。

你懂的，大家都很心虚！

01猪皮如何成角膜？

科研人员关心的是，如何从技术维度看猪皮材料应用。

英国《每日邮报》报道称，眼角膜主要成分之一为胶原蛋白，而研究人员从猪皮中提取胶原蛋白分子，开发一种角膜基质替代品，并将其称为双交联生物工程猪结构（bioengineered porcine construct， double crosslinked，简称BPCDX）。

它是一种 III 类医疗设备，植入眼睛后，旨在模拟天然角膜的特性和功能。研究中用的原材料是一种来自食品级的纯化副产品，已被 FDA 批准用于青光眼手术医疗设备和伤口敷料。

猪皮材料角膜应用的主要研究者瑞典林雪平大学实验眼科教授拉贾利表示，结果显示，本次研发出的这种生物材料，有望符合人体植入物所有标准。同时，其可以大规模生产，储存时限长达两年，或可解决角膜捐赠短缺。

材料本身主要有两项优点，一方面，原材料猪皮价格便宜、容易获取；另一方面，人类捐赠者的角膜需在两周内使用，而“猪皮角膜”储存期长达两年。

另外，植入方式也只需低侵入性手术。

一般来说，角膜植入的标准程序中，需要先手术切除患者的受损角膜，再缝合捐赠的角膜。

相较之下，生物角膜植入手术无需切除患者的组织，也无需缝合。新手术方法只需打开一个小切口，以此将植入物插入现有角膜。

02新技术效果如何？

为了检验技术是否“靠谱”，研究人员也在伊朗及印度展开了可行性研究。

在不去除现有组织或使用缝合线的情况下，有20名圆锥角膜晚期患者植入BPCDX。

研究显示，手术相当成功，组织愈合迅速，且并未出现并发症。而参与者视力改善的程度，与利用捐赠者组织进行角膜移植一样。

在这20名受试者中，有14名为法定盲人，术后两年，他们全部恢复视力；其中有3名印度法定盲人，术后视力恢复至1．0的标准视力值。

同时，这20人术前均为隐形眼镜不耐受，而术后两年，其均可以长时间佩戴隐形眼镜。

术后，患者只需滴8星期免疫抑制眼药水，便可防止植入物排异反应。且在术后两年的随访期内，研究人员并未观察到不良现象。

图｜BPCDX植入6个月后效果

值得注意的是，在眼科方面，有多项疾病与胶原蛋白变化相关，包括圆锥角膜、结膜松弛症、近视等。

不过，植入物用于医疗保健之前，还需要进行更大规模的临床研究，并获得监管机构市场批准。

但即便如此，这项技术或许也为仍在苦苦等待的捐赠角膜的患者带来些许希望。

03人造角膜大佬：波士顿人工角膜

自法国眼科医师Pellier de Quengsy于1789年首先提出将玻璃片植入混浊角膜以恢复视力以及Weber于1871年首次将一片水晶玻璃植入患者角膜，开创了人工角膜植入史以来，人工角膜的研究发展经历了200多年。

人工角膜是指用人工合成的透明材料植入眼部，替代患者病变混浊的角膜，恢复患者的光学通路。是用医用高分子材料制成的类似人体角膜的产品，一般包括光学镜柱和周边支架两部分。

光学镜柱是用光学特性优良、物理化学性质稳定的透明材料制成，用以替代病变后阻碍眼球光学通路的浑浊角膜；周边支架相当于连接光学镜柱和周边组织的桥梁，故而要求具有良好的组织相容性。光学镜柱常用材料有聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、硅凝胶、玻璃等；周边支架常用材料有陶瓷、氟碳聚合物、羟基磷灰石、生物材料、聚四氟乙烯等。

但人工角膜的研发又是极为困难的。人的角膜是由无数排列紧密、纵横交错、网状的胶原纤维构成，光靠化工分子材料等纯人工材料，很难做出如此精密复杂的结构。

此外，国外虽然已有以异质性材料如玻璃、硅胶等为原料研发制作的人工角膜，但这些人工角膜均由人造高分子化学材料制成，存在生物相容性、力学特性差，临床试验效果不佳，无法形成连续化上皮，不能与患者自体组织完全整合等缺点，病人排异反应明显。

目前美国分别有Dohlman－Doane （波士顿人工角膜）和AlphaCor 等几款人工角膜获批用于临床使用，但均未引入国内。

东京医科齿科大学讲师张永巍博士曾表示，这两款人工角膜拥有传统的人工角膜骨架结构——由用于透光的核心部分和用于固定的群体部分构成，通常用于反复移植角膜失败，或被认为进行角膜移植会有高风险等情况时使用。

目前国际上应用于临床的人工角膜主要有4种，包括波士顿人工角膜、骨齿型人工角膜、Alpha Cor人工角膜和MICOF人工角膜。

从行业披露的资料看，波士顿人工角膜是现今为止最成熟的人造角膜应用。

自上世纪六十年代年为哈佛大学医学院 Claes H． Dohlman 教授等研发已有 50 余年，其间不断发展与完善，1992年获得美国 FDA 批准临床使用。

已有包括美国、欧洲等十几个发达国家应用于临床，是使用最广泛、最安全和疗效最可靠的人工角膜之一。

波士顿人工角膜是一种异质成型材料研制的特殊屈光装置。

通过特殊技术，专家将其安装在供体角膜的中间，使供体角膜作为一个载体移植给患者，从而取代病变混浊的角膜，发挥其透明屈光间质的作用，提高患者的视力。由于材料生物相容性好，设计易于植入物与周围组织愈合，不会出现排斥反应或移植后血管增生导致的手术失败，成为世界上临床使用最安全的人工角膜技术之一。

各种原因引起角膜混浊而导致视力障碍时，角膜移植是最为有效的复明手段。

但是，有些疾病如角膜血管化、移植失败、角膜缘干细胞缺损等，常规的角膜移植难以奏效。

人工角膜移植是治疗这些疑难疾病的唯一方法。

波士顿人工角膜适用于多次角膜移植排斥而致失败、角膜结膜新生血管化等角膜盲，尤其是儿童先天性角膜盲。但对严重眼表损害及自身免疫性疾病患者排异率仍然较高，且额外需要活体角膜做载体。

虽然技术在不断革新，但波士顿人工角膜对严重眼表损害及自身免疫性疾病患者解剖失败率仍较高，而且产品结构也存在问题。

如上图，波士顿人工角膜由四部分组成：前板、背板、角膜、锁环，结构有点像螺丝和螺母，中间夹了个垫片和角膜，其中在后板上，也就是这里说的垫片，还打了十六个孔。

缺点很明显，放一个结构这么复杂的东西在眼睛里很容易感染、发炎。

04国内有公司研究人工角膜吗？

人工角膜是刚需，市场潜力巨大，但因技术门槛高且手术风险高，成为资本难进的高危领域之一。

美元基金也好、人民币基金也好在布局互联网、芯片等领域攻城略地，一个滴滴能日费千金搞补贴抢用户，因为那玩意儿操作简单规模垄断无脑。

但一到类似人工角膜这些医用材料领域，资本土豪大鳄们都哑火了，因为这领域太专业太难搞门槛高。

当然，国有也有机构研究人工角膜，并有成品落地，但无规模临床应用。

说白了，都有些心虚。

我国第一款获批上市的人工角膜“领扣型人工角膜”，是中华医学会眼科学分会角膜病学组组长、山东省眼科医院院长史伟云教授团队历时9年研发的一款人工角膜。

当然，这款产品也是参照了波士顿Ⅰ型人工角膜片型，同时结合我国患者眼部特征自主研发的人工角膜，适用于角膜移植高危排斥患者，通过人工角膜植入术替代混浊或病变的角膜，发挥改善屈光介质作用。

去年九月，米赫医疗的人工角膜是我国获批上市的第二款人工角膜。

米赫人工角膜与MICOF 型人工角膜一样可用于自身免疫性疾病、终末期干眼引起的角膜盲。

据了解，该“人工角膜”由镜柱和支架组成。

镜柱由聚甲基丙烯酸甲酯制成，支架由钛支架翼和聚甲基丙烯酸甲酯支架座组成。该产品采用人造材料制成，无需供体角膜，有助于缓解我国角膜供体稀少的现状。

产品采用分体式设计及分期植入的手术方式，人工角膜支架植入患者损坏的角膜层间，与周围角膜组织锚定；人工角膜镜柱采用螺纹结构旋入支架而固定在患者眼部，减少植入手术对患眼造成伤害的风险，有助于提高产品的在位率。

必要时，可拆卸和更换。

目前看公开披露的价格，美国人工角膜价格在5万美元左右，预计国产人工角膜价格约5000美元，仅为美国人工角膜的十分之一。