多西紫杉醇修饰的人工晶体对眼组织相容性的影响

余 琦，周炼红，田明星

(1.武汉大学基础医学院，湖北 武汉 430060；2.武汉大学人民医院眼科)

人工晶体(IOL)是医学用于治疗白内障的主要生物材料，是通过手术方式将其置于眼色素层组织附近并和晶体囊组织直接接触。人工晶体的组织相容性直接影响其在植入人眼后所造成的一系列机体病理生理反应的发生率，如排斥反应、炎症反应以及晶体邻近上皮细胞的反应等[1]。而人眼内植入IOL所引起的炎症反应、排斥反应及其上皮细胞的变化是直接反应材料生物相容性的测量指标[2]，其严重影响了手术后并发症的发生率和远期患者的生活质量。目前，随着晶体乳化技术的发展和可折叠内置晶体的植入，人工晶体的材料和设计一直在更新。但最重要的技术难题，同时也是衡量人工晶体成功标准的就是人工晶体材料的生物相容性[3]。多西紫杉醇(5β，20-环氧-1，2α，4，7β，10β，13α-六羟基紫杉烷-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-苯基异丝氨酸酯]是微管解聚抑制剂，其作用于微管/微管蛋白系统，通过促进微管双聚体装配成微管，且通过防止去多聚化过程而使微管稳定，阻滞细胞于G2和M期，从而抑制癌细胞的有丝分裂和增殖，生物利用度高[4]。

本实验欲通过对兔眼植入多西紫杉醇修饰的人工晶体来观察多西紫杉醇对人工晶体周围组织炎症反应的影响，探讨提高人工晶体材料的生物相容性的方法。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取常用疏水性硅胶晶体，实验动物取成年雄性日本大耳白兔16只(武汉大学动物实验中心提供)，年龄6～8月，体质量1.5～2.0kg，无眼部疾病。将实验用家兔随机分为两组(n=8)，对照组手术植入疏水性人工晶体，实验组手术植入5%多西紫杉醇处理的人工晶体。

1.2 实验方法

1.2.1 晶体处理 首先人工晶体空气等离子处理5min，电压维持在60V，13.5KHZ。在电流处理后放入5%多西紫杉醇溶液中，使多西紫杉醇在人工晶体表面平铺。其后在放入空气离子中处理6min，后在用超滤水清洗晶体表面没有结合的多西紫杉醇(此过程在无菌环境中操作)。

1.2.2 亲水性测量 亲水角指液体滴立于人工晶体平面所形成的角度。亲水角越小，亲水性越好。反之，则亲水角越大，亲水性越差。本实验采取悬滴法，在人工晶体的表面滴加2μl的水，保持检测环境湿度50%、温度25℃，然后通过JGW-360A 亲水角测量仪，通过标准CCD摄像机和连续变倍显微镜镜头成像后，分析亲水角。

1.2.3 外科手术 手术过程由同一有丰富经验的眼科医生完成。家兔给予肌注氯胺酮(4mg/kg)麻醉后，仰卧位固定，行托吡卡胺滴眼液点眼扩瞳，盐酸奥布卡因滴眼液表面麻醉。显微镜下用眼科显微刀做角膜穿刺切口。1%玻尿酸通过切口注入前房，做1个3mm的角膜切口，撕囊镊子做弧形撕囊，将冲洗针头进入撕囊边缘的前囊瓣下与前皮质之间，注射平衡盐溶液0.3～0.5ml，使前囊膜与皮质分离，后超声乳化晶状体并吸出，最后植入囊状人工晶体。

1.2.4 水耀斑检测 激光光斑检测仪(LFCM，Kowa FC-1000)拍摄毫秒曝光照片，采取光子计数分析光耀斑发生情况。 在手术后24h用激光光斑检测仪观察，检测前30min给于扩瞳处理。每次测量读取7个数值，舍去最大和最小值，剩下5个值求平均值。

1.2.5 病理学检查 手术后24h，摘除家兔眼球，用福尔马林固定，常规切片并行HE染色后显微镜下观察，测量人工晶体周围组织炎症浸润情况。

2 结 果

2.1 晶体亲水性比较 经多西紫杉醇处理后人工晶体降低了接触角，对照组的人工晶体接触角(158+9)°，而实验组人工晶体接触角为(78±6)°，两组结果比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.2 光耀斑块结果比较 通过光子计数结果显示，经多西紫杉醇处理后人工晶体闪耀斑计数明显低于对照组(230±10 VS 260±13)，两组结果比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.3 炎症浸润情况比较 手术后24h，摘除家兔眼球，用福尔马林固定，常规切片并行HE染色后显微镜下观察，结果显示实验组经多西紫杉醇处理后人工晶体周围炎症浸润计数(11±6)明显低于对照组(103±22)，两组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

3 讨 论

人工晶体表面修饰，是目前最具有可行性提高生物相容性的方式，即改变人工晶体表面的性质而不改变晶体内部材料，在满足晶体光学结果，物理特性需要同时又能解决生物组织相容性。炎症细胞和晶体上皮细胞(LECS)这两种类型的组织的反应模式，通常被认为是人工晶体的生物相容性的指标[5]。炎症细胞反应，是最重要的参数葡萄膜生物相容性，人工晶体表面术后水耀斑可作为直接的观察指标[6]。囊膜相容性的主要参数包括前房混浊，后室混浊(PCO)，囊膜收缩[7]。 以上二种病理变化都是人工晶体表面性质引起。因此，人工晶体表面改性提供了最大的葡萄膜和囊生物相容性的人工晶体。

接触角降低后的人工晶体表面更具有亲水性，减少粘合剂与增殖细胞、炎性细胞的粘附和人工晶体表面细胞增殖的影响。亲水性肝素修饰人工晶体表面改性是一个成功的例子，在亲水基是用来减少蛋白质和细胞粘附，修改后能明显降低白内障摘除人工晶体植入产生的炎症反应[8]。在本研究中，接触角结果表明，多西紫杉醇处理后人工晶体的亲水性较未处理时亲水性明显降低(78+6 VS 158+9)，这和以上研究结果一致。多西紫杉醇自身的亲水性主要是其苯环结构上羟基发挥作用，这为发现新型高亲水性、高组织相容性生物材料提供了新的研究靶位。同时其亲水性越好，周围组织的粘连和增生就少，炎症反应也减弱[9]。多西紫杉醇除了通过增加晶体表面的亲水性外，其自身有很好的抗增殖作用，从而也减少了晶体周围炎症细胞的产生，抑制上皮增生[10]。

闪耀斑的峰值主要出现在手术第1d，本实验通过观察术后第1d闪耀斑的发生情况[11]，结果显示多西紫杉醇处理后的晶体闪耀斑的发生计数明显低于对照组(230±10 VS 260±13)。早期的闪耀斑的发生是直接反应人工晶体表面炎症反应情况的直接指标，(术后)2个月闪耀斑的发生可能是有上皮细胞增生引起[12]。同时因术后时间不同，闪耀斑的长度及表面形态也有不同表现。晶体表面炎症细胞吸附和炎症细胞的增殖和接触角也有关系。这也进一步从理论上证明了接触面亲水性影响炎症反应的发生。

Barbour W[13]已经提出了炎性细胞(如巨噬细胞，巨核细胞)分泌细胞因子，因而可能会影响晶体上皮细胞的行为。在我们的研究中，与未修改硅胶人工晶体相比，多西紫杉醇修饰的人工晶体周围炎症细胞浸润明显低于对照组。

综上所述，多西紫杉醇处理后的人工晶体，通过改变其亲水性增加了其和眼组织的生物相容性。我们的物理结果和体内实验结果均显示了多西紫杉醇处理改变了人工晶体表面的物理性质，同时也改善了人工晶体在植入眼组织后的炎症反应、上皮细胞增生等反应。

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