離子束輔助沉積羥基磷灰石修飾的鈦人工角膜實驗研究.pdf

1、目的：
　　 采用離子束輔助沉積(1BAD)技術(shù)在人工角膜鈦支架表面快速沉積羥基磷灰石涂層；采用美國Lambda Research Corporation開發(fā)的光學(xué)設(shè)計軟件OSLO進行人工角膜鏡柱的設(shè)計和制作。組織病理學(xué)和分子學(xué)水平評價人工角膜純鈦支架經(jīng)羥基磷灰石表面修飾后其生物相容性。通過體內(nèi)動物實驗觀察人工角膜在動物體內(nèi)的組織病理學(xué)改變。
　　 方法：
　　 1.制備三襻式人工角膜純鈦支架，以此作為基底，使用

2、電子束蒸發(fā)器和離子槍，在一定電壓和電流的情況下對鈦支架進行預(yù)清洗，并通過離子束轟擊使磷酸鈣蒸發(fā)劑在旋狀的鈦板上沉積形成磷酸鈣膜制備HA—Ti人工角膜支架。按照幾何光學(xué)原理，采用美國Lambda Research Corporation開發(fā)的光學(xué)設(shè)計軟件進行鏡柱設(shè)計，以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為原材料制作人工角膜柱鏡。
　　 2.80只SD大鼠隨機分為2組，實驗組右眼角膜基質(zhì)層內(nèi)植入HA-Ti人工角膜支架，對照組僅作角膜板層切

3、口而不植入支架作為手術(shù)對照組，術(shù)后裂隙燈觀察角膜水腫及新生血管產(chǎn)生情況。術(shù)后不同時間取材，進行HE染色、特殊染色、免疫組織化學(xué)染色、電鏡以及RT-PCR檢測，觀察支架與組織愈合過程中炎癥反應(yīng)、組織修復(fù)及相關(guān)因子表達情況。
　　 3.20只角膜堿燒傷的新西蘭白兔，在角膜基質(zhì)層間植入HA-Ti人工角膜支架(包括連接環(huán))3個月后隨機分為A、B兩組，A組切除支架中央全層角膜后，旋入實驗一中設(shè)計制作的人工角膜鏡柱，B組則在植入后使用脫細(xì)胞

4、真皮覆蓋于角膜表面。術(shù)后觀察前房炎癥反應(yīng)，同時行HE染色和免疫熒光染色。
　　 結(jié)果：
　　 1.能量色散光譜鏡顯示通過IBAD形成的沉積膜中Ca的含量提高；與Kpro支架基底之間的結(jié)合力高于其他噴涂技術(shù)。根據(jù)光學(xué)設(shè)計軟件，使用聚甲基丙烯酸甲酯，制作出直徑為3.0 mm，長度為3.5 mm的人工角膜鏡柱。
　　 2.對照組術(shù)后早期角膜創(chuàng)口以急性炎細(xì)胞浸潤為主，術(shù)后7d新生血管形成，術(shù)后28d角膜基本恢復(fù)正常。實驗

5、組角膜新生血管在術(shù)后7d增多，28d形成穩(wěn)定。HE染色提示Kpro支架周圍有纖維肉芽組織增生。苦味酸天狼星紅染色顯示實驗組術(shù)后28d時角膜基質(zhì)層出現(xiàn)綠色III型膠原纖維。免疫組織化學(xué)染色顯示實驗組MMP-9、bFGF為陽性表達。掃描電鏡結(jié)果顯示HA-Ti支架表面被密集的細(xì)胞外基質(zhì)及細(xì)胞緊密抓附，二者粘連緊密，愈合良好。RT-PCR擴增結(jié)果顯示對照組和實驗組的六對引物在各個時間點均有表達，擴增片段與設(shè)計片段一致。
　　 3.新西蘭

6、白兔角膜堿燒傷后3個月角膜白斑和新生血管形成穩(wěn)定。Kpro支架植入后均在觀察期內(nèi)穩(wěn)定存留，無角膜潰瘍、壞死融解及支架脫出發(fā)生。人工角膜鏡柱與周圍角膜組織愈合好。并發(fā)癥方面A有2只兔子7d后出現(xiàn)鏡柱周圍角膜部分溶解；B未出現(xiàn)角膜溶解病例，兩組各有1只兔子出現(xiàn)人工角膜后膜。兩種并發(fā)癥經(jīng)SPSS10.0統(tǒng)計軟件進行卡方檢驗，顯示無統(tǒng)計學(xué)差異(p>0.05)。房水檢查結(jié)果顯示，兩組術(shù)后房水中的電解質(zhì)(Na、K、Cl)、蛋白質(zhì)、葡萄糖、堿性磷酸酶

7、，與正常新西蘭白兔前房水相比無明顯改變。HE染色顯示Kpro鏡柱植入后早期角膜上皮水腫、增厚，基質(zhì)層內(nèi)急性炎細(xì)胞浸潤明顯，同時伴有大量新生血管；晚期Kpro支架所在區(qū)域有纖維肉芽組織形成，角膜與鏡柱結(jié)合牢固。兩組人工角膜鏡柱植入術(shù)后在Kpro鏡柱及支架植入周圍組織中均可見Vimentin綠色強熒光的陽性表達。
　　 結(jié)論：
　　 1.使用IABD技術(shù)在Ti支架表面形成的羥基磷灰石涂層，具有高Ca/P比，強粘附力的特點，適