用于儿童的生物降解高分子和形状记忆型高分子复合人工晶体材料的研制

Children's cataract is one of the serious eye diseases in the worldwide. Not only suffer physical and mental pains by the children and their families, but also cause heavy social burdens. So far none intraocular lens can well adapt to children's lens physical construction which is a problem. .The purpose of this study was to research a children-specific intraocular lens which called shape-remerable intraocular lens. This kind of lens using biodegradable polymer and shape-remerable polymer, which by a larger optical diameter and a smaller incision and slower shape-changing, can help solve the problem of children's lens special construction features. Meanwhile the Immobilized trypsin fixed on the surface of the intraocular lens can remove the epithelial cells selectively, help solve the capsular bag contraction and post cataract opacification problems. With low elastic modulus, this IOL can produce false adjustment to simulate normal children eye's regulatory function. On the above basis, children-specific intraocular lens with physiological function can be eventually developed for children.

儿童白内障是儿童第一致盲因素，造成沉重的社会负担。儿童白内障手术治疗面临的主要问题是儿童随眼球发育术后屈光度改变大以及后发性白内障等问题。而目前国内外尚无一款人工晶体材料可以很好的适应儿童特点，解决儿童人工晶体应用中面临的难题。本研究拟在前期形状记忆性高分子材料研究基础上，结合生物降解高分子技术,与形状记忆高分子技术复合制备可裂解的形状记忆人工晶状体材料，其形状记忆性能可赋予其大的光学部直径、小切口植入功能，而且生物降解性能可实现随时间缓慢改变人工晶体形状从而改变屈光度的功能，使得该新型人工晶体材料可以解决婴幼儿眼内人工晶体屈光度适应的难题。本研究还将采用人工晶体表面酶联固定高分子蛋白酶技术，可以选择性去除晶状体上皮细胞，解决囊袋收缩和后发障的问题。同时该种人工晶体材料弹性模量低，能够在睫状肌和悬韧带的作用下产生调节力，能够模拟正常儿童眼调节功能。该材料有望成为适应儿童特点的人工晶体材料。

课题组在已研发2-苯氧乙基丙烯酸酯/2-苯氧乙基甲基丙烯酸酯二元共聚物体系的基础上，将其应用于儿童的生物降解高分子和形状记忆型高分子复合人工晶体材料的研究。通过引入具有不同碳链长度或官能团结构的第三种单体，构建EGPEA/nA (nMA)/EGPEMA 三元共聚物体系。实验结果表明，所制备的三元共聚物体系，其玻璃化温度、弹性模量、断裂伸长率、形状记忆性能、透光率、折射率、以及生物相容性等性能均可以通过选择不同的单体而进行调节，从而使其满足人工晶状体材料的要求。在上述三元共聚物体系的基础上，研究了不同交联剂分子量和交联剂含量对体系的热－力学性能、形状记忆性能、光学性能以及生物相容性的影响，发现该三元共聚物体系的性能均可通过交联剂的选择而进行调节；这一可调节特性对于形状记忆高分子材料的医学应用具有重要的意义。同时，选取聚乳酸、聚亚胺酯类和聚已内酯类生物可降解分子，将其引入上述人工晶状体材料中。所制备的人工晶状体材料内部高分子裂解键的裂解率在70%以上，膨胀率在50%以上，能够满足儿童人工晶状体的要求。针对儿童白内障术后后发障问题，选用壳聚糖、复合硅胶、阴离子交换树脂为载体制备固定化胰蛋白酶，将胰蛋白酶固定于人工晶状体赤道部表面，所制备的表面固定有胰蛋白酶的二元共聚物体系，其表面胰蛋白酶活力能够有效杀伤晶状体上皮细胞。另外，由于仅人工晶状体赤道部固定有胰蛋白酶，其杀伤作用被限制于白内障术后残余的晶状体上皮细胞所在的赤道部区域，因此不会对眼内其他组织造成损伤。综上所述，本项目所研究的形状记忆高分子、生物降解高分子以及胰蛋白酶表面固定人工晶状体材料，能够满足儿童白内障手术所需要的小切口大光学面、随年龄增长而增大、防治后发障的人工晶状体的特点，可以作为儿童人工晶状体的备选材料之一。