提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法技术

本发明专利技术公开了一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，是以高分子生物材料以3D打印制作组织工程人工角膜植片，所述角膜植片包括前端角膜植片和后端角膜植片；所述前端角膜植片具有与患者角膜相似的尺寸和曲率，置于角膜植床；所述后端角膜植片具有与患者晶状体相似的尺寸与曲率，置于患者的虹膜和晶状体之间；结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值，实现角膜植片级联，解决了单个组织工程人工角膜屈光度不够的技术问题。

Corneal implant cascade method for improving tissue engineering artificial cornea diopter

The invention discloses a method for improving tissue engineering cornea diopter corneal cascading method is a polymer biological material made of tissue engineering cornea to print 3D graft, the corneal grafts including front-end and back-end corneal graft; the front end of corneal graft is similar to patients with cornea the size and the curvature in the corneal; the rear end of the corneal graft with similar size and curvature in lens, placed between patients with iris and lens; combined with the front end corneal diopter, the curvature of the front wall and the rear wall rear adjustment of corneal graft in the whole diopter increased to the normal value to achieve, corneal graft cascade, solves the technical problems of artificial cornea tissue engineering is not a single.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人体植入医疗器械
，具体涉及一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法。
技术介绍
角膜盲是仅次于白内障的第二大致盲眼病，患者中绝大多数人可以通过角膜移植重见光明。当前，角膜盲的治疗方法主要包括人捐献角膜手术移植、人工角膜移植术等。但是由于多方面因素，我国各地眼库的角膜来源奇缺，不少患者只能被动地等待捐献。人工角膜的研究在国外已有以异质性材料如聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA）、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA）、玻璃、硅胶等为原料研发制作的人工角膜，但存在生物相容性差，力学特性差，临床试验效果不佳，无法形成连续化上皮，不能与患者自体组织完全整合等缺点。病人排异反应明显，会伴有严重的并发症，如植入物排出、感染、眼内炎、形成后增殖膜和青光眼。脱细胞猪眼角膜也已经临床应用，因为是异种异体移植，仍然存在移植排斥的风险。如果能构建出完全等同于人角膜的组织工程角膜将彻底解决角膜移植排斥、供体不足等问题，有着广阔的应用前景。人的角膜薄而透明，是由无数排列紧密、纵横交错成网状的胶原纤维构成，胶原纤维规则的网格状排列起到了衍射光栅的作用，通过破坏干涉来减少光散射。人的中央角膜的平均曲率半径是7.8mm(6.7～9.4mm)，角膜总屈光度约为43.25D。因为受材料、工艺的限制，组织工程角膜还无法完全仿生人角膜的精密复杂结构，这样会导致组织工程角膜的屈光度难以满足要求。
技术实现思路
本专利技术涉及提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，解决单个组织工程人工角膜屈光度不够的技术问题。一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，是以高分子生物材料以3D打印制作组织工程人工角膜植片，所述角膜植片包括前端角膜植片和后端角膜植片；所述前端角膜植片具有与患者角膜相似的尺寸和曲率，置于角膜植床；所述后端角膜植片具有与患者晶状体相似的尺寸与曲率，置于患者的虹膜和晶状体之间；结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值，实现角膜植片级联。进一步的，所述前端角膜植片的制备方法：1）制备角膜三维支架：使用3D生物打印机，使用多元共聚物为原料置于打印机的料筒中，根据预先设定的模型，打印出角膜形状的三维立体支架；2）利用ECM对三维支架进行功能修饰：取脱细胞角膜细胞外基质干粉溶于蒸馏水中，制备成纳米颗粒混悬液，使用直接涂覆的方式将混悬液中的细胞外基质颗粒均匀覆盖到角膜三维支架表面；3）残余角膜微组织化方法的构建：取患者角膜进行微组织化处理，制备成均匀的细微颗粒，离心收集沉淀，在沉淀中加入生物蛋白胶，在无菌条件下，将其注入到被修饰支架材料中，制得前端角膜植片。为了满足人工角膜光学性能、力学强度和降解性能的需求，所述多元共聚物是由多种单体聚合而成，所述单体选自ε-己内酯、丙交酯、三亚甲基碳酸酯或胶原蛋白中的几种组合，使用时的质量比为，ε-己内酯：丙交酯：三亚甲基碳酸酯：胶原蛋白=5-90:5-90:3-50:5-30。为了满足人工角膜的力学强度，所述多元共聚物的分子量为3000-50000。为了提高三维支架的生物相容性，保证细胞能够在支架上存活，所述三维支架的孔隙率为90%，孔隙直径为200-500µm。进一步的，所述三维支架的外壁曲率半径为7.7mm，内壁的曲率半径为6.7mm，壁厚为200-400μm，前端角膜植片的直径为12mm。进一步的，所述后端角膜植片在结构上包括光学部、主体部、锚点固定部及锚定孔，所述光学部位于眼镜中间，具有角膜曲率，包括前壁和后壁，所述前壁为凸透镜，后壁是凸透镜或凹透镜；所述主体部包围在光学部周围；至少两个锚点固定部，为半圆形状，厚度小于主体部，对称分布在主体部的周围；所述锚定孔，位于锚点固定部的中间位置，为穿透锚点固定部的圆孔，直径为0.6-1.2mm。为了配合3D打印成型法的优势，根据眼镜的光学部、主体部和锚点固定部的性能需求以及整个眼镜的性能需求，分别对三个部分的原料配方进行调整，所述光学部的原料包括如下质量份的组分，透氧性材料3-8份、亲水性材料5-10份、引发剂0.01-0.04份、交联剂0.1-0.2份；所述主体部的原料包括如下质量份的组分，透氧性材料12-18份、亲水性材料4-6份、引发剂0.01-0.04份、交联剂0.1-0.2份；所述锚点固定部的原料包括如下质量份的组分，透氧性材料2-3份、亲水性材料20-30份、引发剂0.01-0.02份、交联剂0.1-0.15份。进一步的，所述后端角膜植片的制备方法：1）对患者进行眼部检查，采集眼部数据，计算可植入隐形眼镜的矫正度数；2）建立可植入隐形眼镜的三维模型，并根据光学部所需屈光度对三维模型进行调节，对模型文件进行分层处理；3）将光学部、主体部或锚点固定部的材料分别混合均匀，分别放入预热至85-90℃的料筒一、料筒二或料筒三中；在3D打印软件控制下逐层打印，得到本专利技术的可植入隐形眼镜，微调眼镜度数，保存于生理盐水中。为了与前端角膜植片的屈光度相结合，将整体屈光度提高到正常值，所述光学部的前壁和后壁都采用凸透镜，前壁曲率半径12mm，后壁曲率半径10mm，厚度200-500μm。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提供了一种提高组织工程人工角膜屈光度的级联方法，包括制备前端角膜植片和制备后端角膜植片，两部分均使用与人体组织相容性好的生物材料，且使用3D打印成型。所述前端角膜植片以角膜支架的形式，并在支架中植入患者自体角膜细胞，置于患者的角膜植床。所述后端角膜植片以隐形眼镜的形式，置于患者的虹膜和晶状体之间。根据眼科影像检查与计算机数据分析，结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值。本专利技术采用前端角膜植片和后端角膜植片级联的方法解决单个组织工程人工角膜屈光度不够的技术问题。附图说明图1为本实施例的角膜植片的植入位置示意图；图2为本实施例的两级角膜植片级联提高屈光度的示意图；图3为本实施例的后端角膜植片的结构示意图；图中标注：前端角膜植10、后端角膜植片20、光学部21、主体部22、锚点固定部23、锚定孔24、虹膜30、晶状体40、视网膜50。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细的说明。本专利技术所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以重量为准。一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，是以高分子生物材料以3D打印制作组织工程人工角膜植片，所述角膜植片包括前端角膜植10和后端角膜植片20；所述前端角膜植片具有与患者角膜相似的尺寸和曲率，置于角膜植床；所述后端角膜植片具有与患者晶状体相似的尺寸与曲率，置于患者的虹膜30和晶状体40之间；根据眼科影像检查与计算机数据分析，结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值，实现角膜植片级联。1、所述前端角膜植片的制备方法为：1）以多元共聚物为原料制备角膜三维支架：使用3D生物打印机，将多元共聚物置于打印机的料筒中，一次打印需要原料8-12g，根据预先设定的模型，将多元共聚物材料挤出在载有灭菌玻璃底板的打印平台上，打印出角膜形状的三维立体支架。参照人眼角膜结构的平均参数，本实施例的前端角膜植片三维支架的设计参数如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，其特征在于，是以高分子生物材料以3D打印制作组织工程人工角膜植片，所述角膜植片包括前端角膜植片和后端角膜植片；所述前端角膜植片具有与患者角膜相似的尺寸和曲率，置于角膜植床；所述后端角膜植片具有与患者晶状体相似的尺寸与曲率，置于患者的虹膜和晶状体之间；结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值，实现角膜植片级联。

【技术特征摘要】
1.一种提高组织工程人工角膜屈光度的角膜植片级联方法，其特征在于，是以高分子生物材料以3D打印制作组织工程人工角膜植片，所述角膜植片包括前端角膜植片和后端角膜植片；所述前端角膜植片具有与患者角膜相似的尺寸和曲率，置于角膜植床；所述后端角膜植片具有与患者晶状体相似的尺寸与曲率，置于患者的虹膜和晶状体之间；结合前端角膜植片的屈光度，调整后端角膜植片中前壁和后壁的曲率，将整体屈光度提高到正常值，实现角膜植片级联。2.根据权利要求1所述的角膜植片级联方法，其特征在于，所述前端角膜植片的制备方法：1）制备角膜三维支架：使用3D生物打印机，使用多元共聚物为原料置于打印机的料筒中，根据预先设定的模型，打印出角膜形状的三维立体支架；2）利用ECM对三维支架进行功能修饰：取脱细胞角膜细胞外基质干粉溶于蒸馏水中，制备成纳米颗粒混悬液，使用直接涂覆的方式将混悬液中的细胞外基质颗粒均匀覆盖到角膜三维支架表面；3）残余角膜微组织化方法的构建：取患者角膜进行微组织化处理，制备成均匀的细微颗粒，离心收集沉淀，在沉淀中加入生物蛋白胶，在无菌条件下，将其注入到被修饰支架材料中，制得前端角膜植片。3.根据权利要求2所述的角膜植片级联方法，其特征在于，所述多元共聚物是由多种单体聚合而成，所述单体选自ε-己内酯、丙交酯、三亚甲基碳酸酯或胶原蛋白中的几种组合，使用时的质量比为，ε-己内酯：丙交酯：三亚甲基碳酸酯：胶原蛋白=5-90:5-90:3-50:5-30。4.根据权利要求3所述的角膜植片级联方法，其特征在于，所述多元共聚物的分子量为3000-50000。5.根据权利要求2所述的角膜植片级联方法，其特征在于，所述三维支架的孔隙率为90%，孔隙直径为200-500µm。6.根据权利要求2所述的角膜植片级联方法，其特征在于，所述三维支架的外壁曲率半径为7.7mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红，陈静，施敏超，
申请(专利权)人：青岛三帝生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37