多西紫杉醇修飾的人工晶體對(duì)眼組織相容性的影響

余 琦，周煉紅，田明星

(1.武漢大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，湖北 武漢 430060；2.武漢大學(xué)人民醫(yī)院眼科)

人工晶體(IOL)是醫(yī)學(xué)用于治療白內(nèi)障的主要生物材料，是通過(guò)手術(shù)方式將其置于眼色素層組織附近并和晶體囊組織直接接觸。人工晶體的組織相容性直接影響其在植入人眼后所造成的一系列機(jī)體病理生理反應(yīng)的發(fā)生率，如排斥反應(yīng)、炎癥反應(yīng)以及晶體鄰近上皮細(xì)胞的反應(yīng)等[1]。而人眼內(nèi)植入IOL所引起的炎癥反應(yīng)、排斥反應(yīng)及其上皮細(xì)胞的變化是直接反應(yīng)材料生物相容性的測(cè)量指標(biāo)[2]，其嚴(yán)重影響了手術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率和遠(yuǎn)期患者的生活質(zhì)量。目前，隨著晶體乳化技術(shù)的發(fā)展和可折疊內(nèi)置晶體的植入，人工晶體的材料和設(shè)計(jì)一直在更新。但最重要的技術(shù)難題，同時(shí)也是衡量人工晶體成功標(biāo)準(zhǔn)的就是人工晶體材料的生物相容性[3]。多西紫杉醇(5β，20-環(huán)氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羥基紫杉烷-11-烯-9-酮-4，10-二乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2’r，3’s)-n-苯甲酰-3-苯基異絲氨酸酯]是微管解聚抑制劑，其作用于微管/微管蛋白系統(tǒng)，通過(guò)促進(jìn)微管雙聚體裝配成微管，且通過(guò)防止去多聚化過(guò)程而使微管穩(wěn)定，阻滯細(xì)胞于G2和M期，從而抑制癌細(xì)胞的有絲分裂和增殖，生物利用度高[4]。

本實(shí)驗(yàn)欲通過(guò)對(duì)兔眼植入多西紫杉醇修飾的人工晶體來(lái)觀察多西紫杉醇對(duì)人工晶體周?chē)M織炎癥反應(yīng)的影響，探討提高人工晶體材料的生物相容性的方法。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取常用疏水性硅膠晶體，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物取成年雄性日本大耳白兔16只(武漢大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供)，年齡6～8月，體質(zhì)量1.5～2.0kg，無(wú)眼部疾病。將實(shí)驗(yàn)用家兔隨機(jī)分為兩組(n=8)，對(duì)照組手術(shù)植入疏水性人工晶體，實(shí)驗(yàn)組手術(shù)植入5%多西紫杉醇處理的人工晶體。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 晶體處理 首先人工晶體空氣等離子處理5min，電壓維持在60V，13.5KHZ。在電流處理后放入5%多西紫杉醇溶液中，使多西紫杉醇在人工晶體表面平鋪。其后在放入空氣離子中處理6min，后在用超濾水清洗晶體表面沒(méi)有結(jié)合的多西紫杉醇(此過(guò)程在無(wú)菌環(huán)境中操作)。

1.2.2 親水性測(cè)量 親水角指液體滴立于人工晶體平面所形成的角度。親水角越小，親水性越好。反之，則親水角越大，親水性越差。本實(shí)驗(yàn)采取懸滴法，在人工晶體的表面滴加2μl的水，保持檢測(cè)環(huán)境濕度50%、溫度25℃，然后通過(guò)JGW-360A 親水角測(cè)量?jī)x，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)CCD攝像機(jī)和連續(xù)變倍顯微鏡鏡頭成像后，分析親水角。

1.2.3 外科手術(shù) 手術(shù)過(guò)程由同一有豐富經(jīng)驗(yàn)的眼科醫(yī)生完成。家兔給予肌注氯胺酮(4mg/kg)麻醉后，仰臥位固定，行托吡卡胺滴眼液點(diǎn)眼擴(kuò)瞳，鹽酸奧布卡因滴眼液表面麻醉。顯微鏡下用眼科顯微刀做角膜穿刺切口。1%玻尿酸通過(guò)切口注入前房，做1個(gè)3mm的角膜切口，撕囊鑷子做弧形撕囊，將沖洗針頭進(jìn)入撕囊邊緣的前囊瓣下與前皮質(zhì)之間，注射平衡鹽溶液0.3～0.5ml，使前囊膜與皮質(zhì)分離，后超聲乳化晶狀體并吸出，最后植入囊狀人工晶體。

1.2.4 水耀斑檢測(cè) 激光光斑檢測(cè)儀(LFCM，Kowa FC-1000)拍攝毫秒曝光照片，采取光子計(jì)數(shù)分析光耀斑發(fā)生情況。 在手術(shù)后24h用激光光斑檢測(cè)儀觀察，檢測(cè)前30min給于擴(kuò)瞳處理。每次測(cè)量讀取7個(gè)數(shù)值，舍去最大和最小值，剩下5個(gè)值求平均值。

1.2.5 病理學(xué)檢查 手術(shù)后24h，摘除家兔眼球，用福爾馬林固定，常規(guī)切片并行HE染色后顯微鏡下觀察，測(cè)量人工晶體周?chē)M織炎癥浸潤(rùn)情況。

2 結(jié) 果

2.1 晶體親水性比較 經(jīng)多西紫杉醇處理后人工晶體降低了接觸角，對(duì)照組的人工晶體接觸角(158+9)°，而實(shí)驗(yàn)組人工晶體接觸角為(78±6)°，兩組結(jié)果比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.2 光耀斑塊結(jié)果比較 通過(guò)光子計(jì)數(shù)結(jié)果顯示，經(jīng)多西紫杉醇處理后人工晶體閃耀斑計(jì)數(shù)明顯低于對(duì)照組(230±10 VS 260±13)，兩組結(jié)果比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.3 炎癥浸潤(rùn)情況比較 手術(shù)后24h，摘除家兔眼球，用福爾馬林固定，常規(guī)切片并行HE染色后顯微鏡下觀察，結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組經(jīng)多西紫杉醇處理后人工晶體周?chē)装Y浸潤(rùn)計(jì)數(shù)(11±6)明顯低于對(duì)照組(103±22)，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

3 討 論

人工晶體表面修飾，是目前最具有可行性提高生物相容性的方式，即改變?nèi)斯ぞw表面的性質(zhì)而不改變晶體內(nèi)部材料，在滿足晶體光學(xué)結(jié)果，物理特性需要同時(shí)又能解決生物組織相容性。炎癥細(xì)胞和晶體上皮細(xì)胞(LECS)這兩種類(lèi)型的組織的反應(yīng)模式，通常被認(rèn)為是人工晶體的生物相容性的指標(biāo)[5]。炎癥細(xì)胞反應(yīng)，是最重要的參數(shù)葡萄膜生物相容性，人工晶體表面術(shù)后水耀斑可作為直接的觀察指標(biāo)[6]。囊膜相容性的主要參數(shù)包括前房混濁，后室混濁(PCO)，囊膜收縮[7]。 以上二種病理變化都是人工晶體表面性質(zhì)引起。因此，人工晶體表面改性提供了最大的葡萄膜和囊生物相容性的人工晶體。

接觸角降低后的人工晶體表面更具有親水性，減少粘合劑與增殖細(xì)胞、炎性細(xì)胞的粘附和人工晶體表面細(xì)胞增殖的影響。親水性肝素修飾人工晶體表面改性是一個(gè)成功的例子，在親水基是用來(lái)減少蛋白質(zhì)和細(xì)胞粘附，修改后能明顯降低白內(nèi)障摘除人工晶體植入產(chǎn)生的炎癥反應(yīng)[8]。在本研究中，接觸角結(jié)果表明，多西紫杉醇處理后人工晶體的親水性較未處理時(shí)親水性明顯降低(78+6 VS 158+9)，這和以上研究結(jié)果一致。多西紫杉醇自身的親水性主要是其苯環(huán)結(jié)構(gòu)上羥基發(fā)揮作用，這為發(fā)現(xiàn)新型高親水性、高組織相容性生物材料提供了新的研究靶位。同時(shí)其親水性越好，周?chē)M織的粘連和增生就少，炎癥反應(yīng)也減弱[9]。多西紫杉醇除了通過(guò)增加晶體表面的親水性外，其自身有很好的抗增殖作用，從而也減少了晶體周?chē)装Y細(xì)胞的產(chǎn)生，抑制上皮增生[10]。

閃耀斑的峰值主要出現(xiàn)在手術(shù)第1d，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察術(shù)后第1d閃耀斑的發(fā)生情況[11]，結(jié)果顯示多西紫杉醇處理后的晶體閃耀斑的發(fā)生計(jì)數(shù)明顯低于對(duì)照組(230±10 VS 260±13)。早期的閃耀斑的發(fā)生是直接反應(yīng)人工晶體表面炎癥反應(yīng)情況的直接指標(biāo)，(術(shù)后)2個(gè)月閃耀斑的發(fā)生可能是有上皮細(xì)胞增生引起[12]。同時(shí)因術(shù)后時(shí)間不同，閃耀斑的長(zhǎng)度及表面形態(tài)也有不同表現(xiàn)。晶體表面炎癥細(xì)胞吸附和炎癥細(xì)胞的增殖和接觸角也有關(guān)系。這也進(jìn)一步從理論上證明了接觸面親水性影響炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

Barbour W[13]已經(jīng)提出了炎性細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞，巨核細(xì)胞)分泌細(xì)胞因子，因而可能會(huì)影響晶體上皮細(xì)胞的行為。在我們的研究中，與未修改硅膠人工晶體相比，多西紫杉醇修飾的人工晶體周?chē)装Y細(xì)胞浸潤(rùn)明顯低于對(duì)照組。

綜上所述，多西紫杉醇處理后的人工晶體，通過(guò)改變其親水性增加了其和眼組織的生物相容性。我們的物理結(jié)果和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示了多西紫杉醇處理改變了人工晶體表面的物理性質(zhì)，同時(shí)也改善了人工晶體在植入眼組織后的炎癥反應(yīng)、上皮細(xì)胞增生等反應(yīng)。

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