傳統(tǒng)角膜移植手術(shù)中角膜植片通過顯微縫線固定，但是術(shù)后存在縫線相關(guān)散光、新生血管、縫線感染和植片排斥等諸多潛在并發(fā)癥，影響角膜移植手術(shù)遠(yuǎn)期療效。無縫線固定技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)，目前常用的組織粘合劑氰基丙烯酸酯和纖維蛋白膠，前者具有一定毒性、缺乏透明度和柔韌性以及快速聚合過程存在產(chǎn)熱效應(yīng)，而低粘附強(qiáng)度是纖維蛋白粘合劑不可避免的缺點(diǎn)。

中山眼科中心為唯一單位，袁進(jìn)教授作為唯一通訊作者，趙軒博士后和李賽群副主任醫(yī)師為共同第一作者在Bioactive Materials（Available online 6 July 2021，工程技術(shù)Top期刊，中科院一區(qū)，影響因子14.593）發(fā)表題為“Natural Polymer-Derived Photocurable Bioadhesive Hydrogels for Sutureless Keratoplasty”的研究論文。該工作研發(fā)了一種由甲基丙烯酰化明膠（GelMA）和氧化葡聚糖（ODex）組成的光固化生物粘合性水凝膠。該新型生物粘合劑具備良好的光學(xué)透明性、組織粘附性和細(xì)胞生物相容性，實(shí)現(xiàn)了無損傷、無縫線原位固定板層角膜植片，為眼科和外科手術(shù)的組織固定提供了新的思路。這也是該團(tuán)隊(duì)繼“納米復(fù)合型生物載藥角膜接觸鏡（ACS Nano 2016）”、“化學(xué)結(jié)枝修飾生物活性羊膜（Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 2020）”之后又一重要成果。

在這項(xiàng)研究工作中，研究人員設(shè)計(jì)了一種基于GelMA的粘合性水凝膠，并通過引入ODex在可見光下固化形成雙網(wǎng)絡(luò)、雙交聯(lián)凝膠，實(shí)現(xiàn)快速有效、安全的固化與粘合。

新型水凝膠具有理想的粘合劑理化特性，其凝固后的透光率在可見光范圍內(nèi)均超過90%。且優(yōu)選成分比例（G20OD5）的粘合性凝膠具有最低的溶脹率（11.19±0.59%）和最佳的耐酶解性。在離體的豬角膜壓力測(cè)試中，G20OD5可承受超285 mmHg的眼內(nèi)壓，這些性質(zhì)有利于角膜厚度的維持及長時(shí)間的牢固粘合。

通過平面培養(yǎng)和三維立體培養(yǎng)的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明，該粘合體系無細(xì)胞毒性且不會(huì)引起角膜基質(zhì)纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致額外的角膜基質(zhì)瘢痕反應(yīng)。

在新西蘭兔角膜板層移植模型中，該粘合劑表現(xiàn)出良好的操作便捷性，將粘合性水凝膠預(yù)聚液滴加在植床上后，對(duì)合供體角膜。再通過可見光（405nm）光照4分鐘實(shí)現(xiàn)供體與受體組織的粘合，前段OCT圖像顯示術(shù)后角膜供體與受體貼合緊密，邊緣連接處無明顯縫隙。

采用該生物粘合劑替代傳統(tǒng)縫線固定，角膜植片與角膜植床貼附良好，裂隙燈顯微鏡和眼前段OCT均顯示移植后角膜保持良好光學(xué)透明性和表面弧度。H&E染色的顯示術(shù)后56天角膜上皮層已恢復(fù)正常厚度，未觀察到炎癥細(xì)胞。結(jié)合電鏡顯示角膜基質(zhì)層結(jié)構(gòu)正常，受體與供體整合良好，粘合劑的緩慢降解特性完美匹配于植片-植床愈合規(guī)律。

該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的光固化生物粘合性水凝膠，具有高透光率、耐酶解和優(yōu)異的生物相容性，以及更高的粘附強(qiáng)度，新型凝膠的光固化特性為手術(shù)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)劃提供了便捷可操作性，實(shí)現(xiàn)角膜植片的原位無縫線固定。(生物谷Bioon.com）