近日,一名 78 岁的盲人贾马尔?弗拉尼(Jamal Furani)通过植入人工角膜重获视力,这也是该领域内的全球首次成功案例。

图 | 人工角膜 KPro(来源:CorNeat Vision)

2020 年《麻省理工科技评论》“35 岁以下科技创新 35 人” 中国区得主,斯坦福研究员唐静告诉 DeepTech:“此次手术之所以引起轰动,是因为此前全球范围内开发人工角膜的尝试均以失败告终。”

图 | 贾马尔眼部绷带被除去(来源:The Times of Israel)

10 年前由于水肿等疾病,贾马尔的角膜受损,双眼也开始失明。但在本次术后去除绷带后,他立马就能阅读文字,并能认出来家庭成员。

图 | 贾马尔重见光明(来源:Twitter)

手术中使用的人工角膜 KPro,由以色列公司 CorNeat Vision 设计,手术则由以色列拉宾医学中心眼科主任伊里特?巴哈尔(Irit Bahar)教授完成。

图 | CorNeat Vision 的人工角膜可以修补和替换受损组织(来源:NoCamels)

巴哈尔教授说:“手术过程简单明了,结果超出了我们的所有期望。摘下绷带的那一刻,令人激动且具有重大意义。作为医生,这也是我们实现救死扶伤使命的时刻。”

而本次手术中的人工角膜名为 KPro,它是有史以来第一个直接植入眼壁,且无需供体组织的植入物,可替换会引起严重视力下降的受损角膜。

图 | KPro 的优势(来源:CorNeat Vision)

据介绍,KPro 采用百分百合成的非降解多孔材料制成,可替代受伤或变形角膜,并且不需要供体组织。它包含一个光学组件,并能附着在一种类似于人细胞外基质的生物相容性材料上。

此外,KPro 的裙边采用能被成纤维细胞和胶原蛋白渗透的材料。体内研究表明,这种设计不会引发对人体不利的免疫系统反应。

利用细胞技术和纳米级化学工程技术,KPro 通过模仿细胞和亚细胞的结构和功能,来刺激细胞的生长,以及和周围组织的完全融合。术后几周患者眼内可生成大量成纤维细胞和胶原原纤维,从而实现角膜裙边与眼球壁的完全融合,这时 KPro 将永远是患者眼睛的一部分,并且它不会携带包括新冠病毒在内的任何传染源。

执刀该手术的巴哈尔教授还表示:“这种新设备与眼壁的结合,也提供了一种美学解决方案,因为它包括一个非常类似于原始角膜的晶状体。”

图 | CorNeat Vision 公司设计的人工角膜(来源:CorNeat Vision)

具体手术步骤如下:先将结膜从巩膜分离,形成一个口袋;然后取下患者的角膜,并沿眼睛边缘和巩膜置入细丝;借助缝线植入 KPro;植入后,将结膜缝合回到巩膜。据悉,手术过程只需少量切割和缝线,目前在该医学中心共有 10 名患者获得龙8下载首页试验批准,另两个试验地点计划在加拿大和法国开放。

有望获得中国 NMPA 认证

该公司联合创始人 Almog Aley-Raz 在声明中指出,植入 KPro 是多国龙8下载首页试验的第一步,该角膜还有望获得欧盟合格认证,美国 FDA 批准以及中国 NMPA 的认证。

图 | 角膜移植示意图(来源:CorNeat Vision)

CorNeat Vision 另一位联合创始人,人工角膜发明者吉拉德?利特文(Gilad Litvin)博士在接受媒体采访时表示:“经过多年的努力,看到一位患者轻松植入 KPro,并看到他恢复光明,房间里充满了眼泪。”

角膜就是我们的黑眼珠,平时它像玻璃一样透明,如果说眼睛是一部照相机,角膜就是镜头,出现角膜疾病时便会失去透明。

角膜疾病是全球第四大致盲眼疾,中国第二大致盲眼病,而角膜移植是最常见的治疗方法,这种手术最早可追随到 1905 年。全国残疾人抽样调查显示,中国因角膜病致残,致盲者约有 400 万人,由于供体缺少,每年仅有 5000-6000 例患者可获得角膜移植。

据利特文介绍,该公司希望“即使在没有角膜实践和器官捐赠文化的地区,KPro 也可使全世界数百万盲人患者恢复视力。”

图 | CorNeat Vision 联合创始人 Almog Aley Raz(左)和 Gilad Litvin 博士(右)

此外,利特文还指出,此前为准确无误地移植天然角膜,眼科医生必须专门花费 1-2 年才能学会角膜移植。而且,由于天然角膜的存储限制,医生通常要在一周内完成植入手术。

而 KPro 人工角膜则有两年的保存期限。2018 年,在(深圳)中国第二届国际创新创业大赛总决赛中,该公司凭借人工角膜移植技术摘得桂冠,并获得 100 万元人民币的最高奖项。

那么,这项技术到底厉害在哪里?为何手术成功可引起如此大的轰动?

远期效果尚需大规模龙8下载首页验证

唐静解释称,角膜病变通常由角膜白斑,角膜穿孔,角膜溃疡,严重角膜炎,角膜营养不良等原因引起。如果角膜受损严重,愈合后往往会留下瘢痕,严重的会呈瓷白色,视力也会受损。

在角膜移植手术中,通常利用他人的正常透明角膜组织即角膜捐献,去取代病变的角膜组织。几年前,青年歌手姚贝娜捐赠的眼角膜,曾帮助贵州省遵义一名失明奶奶重获光明。不过,这类手术费通常上万元,存在风险不确定性和个体差异性,术后恢复一般在 2 月以上。

图 | 人眼构造,“Cornea ”即为角膜(来源:Pixabay)

此前的角膜移植手术,要么缝合到天然角膜上,要么与天然角膜融合在一起,后者缺乏血管且愈合不良。由于异物进入人体后,人体会试图将其推出或包起来,而该手术的独特之处,在于可将 KPro 嵌入患者破损角膜中,使用不可降解的缝合线将其缝合至眼睛后,可最大程度缩短眼睛破损和张开的时间。

谈及 KPro 的好处,唐静表示,该公司的核心技术在于,这款角膜模仿了生物相容性好的人类细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)微观结构,并由不可降解的仿生材料组成,另有胶原蛋白网为周围细胞提供结构和生化支持。

KPro 强度大且不可降解,这让其成为人眼成纤维细胞的舒适栖息地,而成纤维细胞正是合成细胞外基质的细胞,这种细胞在伤口愈合中起着关键作用,并可构成最常见的结缔组织细胞。

唐静还告诉 DeepTech,这种技术还有望影响植入物的设计,并为多种医学领域提供新的解决方案。由于 KPro 材料不涉及人体或其他动物源性组织,术后排斥反应也可得到一定程度缓解。

《美国医学会眼科杂志》上的一项研究评估称,每 70 位等待角膜移植的患者中,只有 1 位可得到他人捐赠的角膜。而本次手术的成功在于,操作简单且全程只用 45 分钟。术后患者的人造眼膜能和眼白完全融合,创伤面积小,恢复也很快。不过唐静也提出,其远期效果尚需要大规模龙8下载首页实验证实,如能大范围推广,角膜移植手术也将摆脱缺乏供体,以及移植成功率低的难题,更多患者将可挪走阴翳,重见光明。

来源:麻省理工科技评论