角膜是人眼暴漏在空氣外具有高屈光能力的透明結蹄組織,角膜上皮損傷會導致角膜防御屏障功能喪失,角膜微環境打破,繼而引起一系列的炎癥反應,上皮下神經暴露,會出現流淚,畏光,疼痛等一系列癥狀,嚴重影響生活,若進一步微生物感染后,會出現角膜潰瘍等疾患,嚴重影響人視力甚至致盲。傳統的局部用藥生物利用度低,無法快速緩解角膜損傷后的疼痛,調節氧化應激環境和快速修復角膜上皮的多重需求。因此,開發新的材料用于角膜損傷治療迫在眉睫。
自然生物具有獨特的拓撲結構,為新材料的構建提供了啟迪。人類角膜基質的微觀結構由具有一定分層螺旋結構的膠原纖維片組成,這種有序結構對維持角膜的生物力學性能和高透明度至關重要。通過模仿角膜的微觀結構,有望為角膜細胞創造適宜的生長環境,促進角膜損傷修復。基于此,上海交通大學趙慧和朱申敏教授團隊在醫工交叉項目的支持下,利用纖維素納米晶體(CNCs)在水凝膠中的自組裝,實現了仿天然角膜分層螺旋結構治療性隱形眼鏡(BTCL)的制備。該隱形眼鏡在透明度、機械性能、抗氧化性、生物相容性等方面表現優異,能有效促進角膜上皮細胞的黏附、增殖和遷移,在體內外實驗中均展現出良好的角膜修復效果,為角膜損傷的治療提供了一種方向和策略。
圖1. BTCL的合成及其在角膜損傷快速修復中的應用
圖2. PHEMA、CH1和Ce3CH1水凝膠的角膜損傷治療效果
該工作以“Bioactive therapeutic contact lens triggered by biomimetic chiral helical nanoarchitectonics for rapid corneal repair”為題發表在在ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.5c00298,IF 15.8)。論文的第一作者為上海交通大學材料科學與工程學院博士生駱小瑩,通訊作者為上海市第一人民醫院的趙慧教授和上海交大的朱申敏教授。
原文鏈接:https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AORRUXIDHUBXWN68Y59447D
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