3D打印新型人工晶状体，白内障术后眼内炎患者福音

来源：浙二眼科中心


导读：术后眼内炎是一种严重的眼科手术并发症，可导致视力下降、丧失及眼球萎缩，其多发于白内障术后，全球过去20年来该并发症的发生率在0.012% to 1.3%。目前常用预防眼内炎的方法为围手术期使用抗生素眼用制剂、白内障手术结束时前房注射抗生素等，但仍存在生物可利用率低、药物留存时间短等问题。

近年来，国内外学者从人工晶状体改性方面入手，在商用人工晶状体上载入目标药物，使人工晶状体作为药物载体，实现目标药物在眼球内的缓释。但目前报道的人工晶状体装载药物方法，仍存在载药量不足、释放时间短、植入难度增加、多余试剂释放导致潜在的细胞毒性或不良反应、使用前需清洗制备的人工晶状体等问题。

为解决目前眼内炎预防及人工晶状体载药方式所面临的问题，姚克教授团队决定“从零开始”，开发一种将抗生素均匀分布于聚合物中的新型人工晶状体PUA-GAT。

△新型药物缓释人工晶状体研发流程示意图

研究中使用了聚氨酯丙烯酸酯作为主体材料，选择了合适的活性稀释剂，联合了光固化及3D打印技术，实现了人工晶状体在温和环境中的快速制作。研究中发现，此种方式可保证目标抗生素在原料聚合及后处理过程中的活性，抗生素在聚合交联体系中均匀分布，且不影响材料的微观结构。


不同于前人在人工晶状体成品上进行改性、载药的模式， 该研究使用了“从零开始”的人工晶状体载药新思路，研发了一种用3D打印技术辅助、可快速成形、以聚氨酯丙烯酸酯为主体材料的新型人工晶状体，并在人工晶状体的制作过程中成功将目标抗生素——加替沙星均匀分布于交联网络中，形成了可通过原料配比调控药物缓释行为的释药体系 。

该研究不仅提高了人工晶状体的药物装载能力，优化了其释药性能，通过体内外实验证明其对术后眼内炎的有效预防及治疗作用，还加强了其力学性能，并保证了其光学性能及良好的生物相容性。这一研究成果为白内障术后眼内炎的临床防治以及研究工作提供了新的选择，研究中所用新人工晶状体载药方式宜可为其他白内障术后并发症的防治提供新思路。新型抗生素缓释人工晶状体具有优秀的药物缓释性能，同时兼具出色的力学性能、光学性能及生物相容性，具有重要的临床应用与转化前景，不仅为术后眼内炎的防治提供了新的解决方案，且为其他眼科术后并发症的防治策略提供了新思路。

参考文献：
1. M. Li、K. Yao 等人。 一种新型载有加替沙星的人工晶状体用于预防术后眼内炎。 生物活性物质。 2022 年 6 月 2 日；20:271-285。 doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.05.032

2. 姚克，李梦娜，徐经纬，徐志康；一种含有抗生素的人工晶状体及其制作方法；发明专利号：ZL201910376178.9

浙江大学医学院附属第二医院眼科中心、浙江大学眼科医院姚克教授团队在国际生物材料领域权威期刊《Bioactive Materials》（JCR Q1、中科院1区TOP期刊，生物材料类材料科学领域排名第一，2020年IF: 14.593）发表题为“A novel gatifloxacin-loaded intraocular lens for prophylaxis of postoperative endophthalmitis”的原创研究论文，并获得国家发明专利（一种含有抗生素的人工晶状体及其制作方法，发明专利号：ZL201910376178.9）。


浙大二院眼科中心姚克教授、浙江大学高分子科学与工程学系徐志康教授为本文共同通讯作者，浙大二院眼科中心博士研究生李梦娜为本文第一作者。

团队介绍
本研究工作得到了浙江大学高分子科学与工程学系徐志康教授团队、浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授的大力支持。研究工作也得到了国家自然科学基金、浙江省重点研发项目等资助。

作者简介

通讯作者： 姚克
教授 主任医师 博士生导师

浙江大学医学院附属第二医院眼科中心主任、浙江大学眼科医院院长、浙江大学眼科研究所所长。国际眼科科学院院士、浙江省特级专家。中华医学会眼科学分会主任委员，亚太白内障及屈光手术学会候任主席，国际眼科理事会常务理事，中华医学会常务理事，中华眼科杂志主编，中华医学会眼科学分会白内障屈光手术学组组长，浙江省医学会会长。以第一获奖人获3项国家科技进步二等奖、3项浙江省科技进步一等奖。发表学术论文488篇，其中SCI收录269篇，获7项国家发明专利。

通讯作者： 徐志康
教授 博士生导师

浙江大学求是特聘教授，兼任浙江省化学会副理事长、浙江省膜学会副理事长，J. Membr. Sci./Research/Adv. Membr./《高分子学报》/《膜科学与技术》等期刊编委。 长期从事聚合物分离膜材料的表界面工程基础与应用基础研究。 主编中英文专着3部，获中国发明专利授权70余项；发表学术论文450余篇，他引17000余次，h-因子75，连续6年入选Elsevier高被引学者。 相关成果获国家科技进步二等奖、浙江省自然科学一等奖、教育部高等学校自然科学二等奖、宁波市科技进步一等奖、国家杰出青年基金、全国优秀科技工作者等荣誉。

通讯作者： 李梦娜
浙江大学医学院，博士研究生

医学博士，毕业于浙江大学，师从姚克教授。主要研究方向：眼用植入物载药及药物缓释性能研究，医用高分子材料化学合成及性能研究，医用材料快速成型技术运用，先天性白内障SNP基因突变及其功能研究。参与多项国家级和省级科研项目，以第一作者在国际权威学术期刊发表SCI论文1篇，获得国家发明专利1项。