一种用于防治后发性白内障的人工晶状体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于预防和/或治疗后发性白内障的人工晶状体及其制备方法。本发明中，在所述人工晶状体的表面上固定有胰蛋白酶。因此，本发明的人工晶状体的表面上固定有对晶状体上皮细胞具有杀伤作用的胰蛋白酶，从而在被植入到晶状体囊中时能够选择性地摧毁晶状体囊中晶状体上皮细胞，防止后囊膜混浊的发生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工晶状体及其制备方法，更具体而言，涉及一种用于 预防和/或治疗后发性白内障的人工晶状体及其制备方法。本发明的人工晶状 体的表面上固定有对晶状体上皮细胞具有杀伤作用的胰蛋白酶，从而在被植 入到晶状体囊中时能够选择性地摧毁晶状体囊中晶状体上皮细胞，防止后囊 浑浊化发生。

背景技术

白内障摘除手术是眼科最普通的手术之一。白内障晶状体位于一个晶状 体囊中，为了进入白内障晶状体，需要在眼的边缘开一个切口以便将一个手 术器具伸入眼的前房。在囊外白内障摘除手术中，需要进行一个撕囊的处理 过程，即，用一个手术切割器具在晶状体前囊膜上制造一个孔作为从眼前房 直接进入白内障晶状体的通道。接着，通过各种现有方法取出晶状体，例如， 白内障超声乳化法等。在囊外白内障摘除手术中，晶状体囊除了为了获得进 入白内障晶状体的通道而切除的那部分外，晶状体囊基本上保持完整。在摘 除了白内障晶状体后，通常需要向晶状体囊中移植人工晶状体，以模仿原始 晶状体的折射功能。

虽然白内障晶状体摘除以及眼内人工晶体植入术可以使大多数白内障 患者显著受益，但是很多患者会在手术后五年内产生后囊浑浊化现象，即， 后发性白内障(PCO)。后发性白内障的发生率在儿童为100%，成人为 30%~50%。后发性白内障的主要成因是白内障术后残留于前囊下或赤道部的 晶状体上皮细胞（LEC）迁移至后囊，使视轴区的后囊出现不同程度的残余 晶状体上皮细胞增殖、迁移、纤维化，从而影响视力。另外，晶状体上皮细 胞还可发生纤维化，引起晶状体囊收缩。

眼科医生清楚这些由残余晶状体上皮细胞引起的问题，一般会试图在人 工晶体植入之前极其小心地去除所有残余晶状体上皮细胞。然而，尽管作了 这些努力，通常也会有相当数量的上皮细胞留在晶状体囊的内表面上，这是 因为上皮细胞难以辨认而且由于它们在晶状体囊的内表面上的位置的限制而 经常难以触及。

目前，激光或手术后囊切开仍然是治疗后发性白内障的主要手段，也由 此带来了一系列并发症，包括人工晶体损伤，术后眼压升高，黄斑囊样水肿， 视网膜脱离，以及人工晶体脱位等。因此，研究如何预防后发性白内障的发 生是解决的根本。

近年来，人们提出了很多防止后囊膜混浊化发生的方法。例如，在人工 晶体设计上进行了改良以降低后发性白内障的发生率，主要有：(1)改善人工 晶体材料的生物相容性减轻后囊膜的纤维化反应，(2)人工晶体光学部边缘的 直方边设计阻挡LEC向视轴方向迁移，但仍然不能避免后发性白内障的发 生。

在这些方法中，有一类方法是通过各种器具向晶状体囊中灌注胰蛋白酶 溶液从而杀伤晶状体囊内表面上的晶状体上皮细胞，但是，这种方法的缺点 是胰蛋白酶溶液可能会从事先对晶状体囊进行撕囊而形成的孔处溢出到房水 或其他组织中，进而损伤眼内的其他组织。

固定化酶技术是自20世纪60年代兴起的一项生物工程技术，是通过物 理或化学的方法，将生物酶固定在一定区域内，并且保持生物酶的大部分活 性，在保证酶的高效、专一、温和的催化特性的同时，克服了天然酶稳定性 差、非定向催化的缺点。这种技术为通过胰蛋白酶防治后发性白内障提供了 可能性。

发明内容

针对上述问题，本发明人通过广泛深入的研究，最终完成本发明。本发 明人发现，利用胰蛋白酶防止后囊膜混浊化的关键在于如何将胰蛋白酶的作 用范围限制在晶状体囊内，并因此将胰蛋白酶固定在人工晶状体的表面上， 既保证了胰蛋白酶对晶状体上皮细胞的定向催化杀伤作用，又避免了胰蛋白 酶对眼内其他组织的毒性伤害。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于预防和/或治疗后发性白内障的 人工晶状体，所述人工晶状体的表面上固定有对晶状体上皮细胞具有杀伤作 用的胰蛋白酶，从而在被植入到晶状体囊中时能够选择性地摧毁晶状体囊中 晶状体上皮细胞，防止后囊浑浊化发生。

本发明的另一个目的是提供一种用于预防和/或治疗后发性白内障的人 工晶状体的制备方法。

根据一个方面，本发明提供了一种用于预防和/或治疗后发性白内障的人 工晶状体，其中，在所述人工晶状体的表面上固定有胰蛋白酶。

本发明中，优选地，所述人工晶状体可为本领域中通常使用的人工晶状 体。这类人工晶状体能够模仿人眼原始晶状体折射功能，透明度高，生物相 容性好，根据需要可做成多种形状，但一般均由光学部分和固定部分组成， 其材料主要有聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、水凝胶、硅凝胶、丙烯酸酯聚 合物（例如，亲水性丙烯酸酯、疏水性丙烯酸酯）、记忆性材料（Memory  materials）以及硅胶等。

本发明中，优选地，所述胰蛋白酶可为固定化胰蛋白酶，胰蛋白酶固定 化的载体材料可为人工晶状体材料本身，例如，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、 硅胶、水凝胶、硅凝胶、丙烯酸酯聚合物、记忆性材料等。

本发明中，优选地，人工晶状体表面的胰蛋白酶的单位活力平均为 1526~2878U/g，优选为1786~2319U/g，最优选为2118U/g。

根据另一个方面，本发明提供了一种用于预防和/或治疗后发性白内障的 人工晶状体的制备方法，所述方法包括：将胰蛋白酶固定到所述人工晶状体 的表面上的步骤。

本发明中，优选地，所述方法包括以下步骤：步骤1）将胰蛋白酶制成 胰蛋白酶溶液，和步骤2）将所述胰蛋白酶溶液涂在所述人工晶状体的表面 上。

本发明中，优选地，步骤1）中，所述胰蛋白酶可为固定化胰蛋白酶， 胰蛋白酶固定化的载体材料可为人工晶状体材料本身，例如，聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA）、硅胶、水凝胶、硅凝胶、丙烯酸酯聚合物、记忆性材料等。

本发明中，优选地，步骤1）中，所述胰蛋白酶溶液可以包括胰蛋白酶 （例如，10~100mg/ml）、交联剂(例如，1~5%)、酶稳定剂（例如，1~3%）。 本发明中，更优选地，所述交联剂可为戊二醛、环氧丙醇等。本发明中，更 优选地，所述酶稳定剂可为牛血清白蛋白等。

本发明中，优选地，步骤2）中，例如，可以使用一般的涂敷工具（例 如，软毛刷子）将所述胰蛋白酶溶液涂在所述人工晶状体的表面上，反应可 以在2~8℃(优选4℃)下进行12~36小时(优选24小时)，从而将胰蛋白酶固定 在人工晶状体的表面上。涂敷工具、涂敷层数等没有特别限制，只要固定在 人工晶状体的表面上的胰蛋白酶能够在被植入到晶状体囊中时能够选择性地 摧毁晶状体囊中晶状体上皮细胞，防止后囊膜混浊化发生即可。

本发明中，优选地，人工晶状体表面的胰蛋白酶的单位活力平均为 1526~2878U/g，优选为1786~2319U/g，最优选为2118U/g。

在本发明的人工晶状体制备过程中，需要将胰蛋白酶在适当步骤固定在 人工晶状体表面。

具体实施方式

在下文中，将通过具体的实施例更加详细地描述本发明，但所提供的实 施例仅是说明性的而并不意欲限制本发明。

实施例

材料

胰蛋白酶(Sigma公司)；硅胶(青岛市海洋化工厂)；戊二醛(成都市华西生 化制品厂)；BSA（牛血清白蛋白，sigma公司）；PBS（磷酸缓冲溶液，pH7.0） 为实验室自行配制。

实施例1

试验中使用以硅胶制成的相当于通常人工晶状体形状和大小的试验品作 为人工晶状体。

实验步骤：

（1）取一烧杯，用五洁粉和双蒸水洗净。取硅胶3.0g放入烧杯中加入 双蒸水，超声洗净5min*3，注意硅胶要全部沉至水底。

（2）取pH7.0的PBS，用KOH将pH值调成7.4。取50mg胰蛋白酶+1ml 上述PBS（pH7.4）制成50mg/ml的酶溶液。

（3）取10mg BSA＋990μl双蒸水制得1%BSA溶液。

（4）取20μl50%戊二醛溶液＋980μl双蒸水制得1%戊二醛溶液。

（5）交联混合：依次混合200μl的步骤（2）制得的酶溶液、100μl的步 骤（3）制得的1%BSA溶液、80μl的步骤（4）制得的1%戊二醛，充分混匀。

（6）使用软毛刷子将上述混合溶液涂至硅胶表面上，4℃下反应24h， 涂三层，冰箱0~4°保存。

实验实施例

材料：人晶状体前囊（老年性白内障手术中前囊连续环形撕囊后取得， 直径约6mm)；硅胶(青岛市海洋化工厂)。

实验步骤：将晶状体前囊分为两份，分别放在没有固定胰蛋白酶的硅胶 表面（作为对照）以及上述实施例1制备的固定有胰蛋白酶的硅胶表面，置于 37℃培养箱中反应10分钟，取出后用吸管在PBS（pH7.0）中冲洗数次，取出 前囊平贴于玻片上，进行HE（苏木精—伊红染色法）染色，利用显微镜观 察玻片上的晶状体上皮细胞残留数量。

实验结果：经表面上固定有胰蛋白酶的硅胶（实施例1）处理过的前囊， 上皮细胞大部分可自行脱落，少部分残留在前囊上，经轻微冲洗后，仅留均 一透明的前囊；经没有固定胰蛋白酶的硅胶处理过的前囊，经冲洗后仅有少 量上皮细胞脱落，大部分细胞仍保留在前囊上，细胞结构、形态无明显改变。