脱细胞骨基质复合骨髓间充质干细胞生物活性人工角膜支架在宿主微环境下作用机理研究

End-stage corneal blindness could not restore sight except for keratoprosthesis. PMMA has remained a popular material of choice in KPro because of its excellent optical properties and biocompatibility, although its biointegration in cornea tissue is known to be poor.Here, decalcified bone matrix(DBM), which has demonstrated excellent biointegration in orthpedics with the prospect that it may enhance the integration of the material with the corneal tissue. Because of the host cornea’s insufficiency and weekly proliferative capacity, autologous bone mesenchymal stem cells (BMSCs) will be combined with DBM as skirt of keratoprosthesis. ECM including the collagen, MMPs and GAGs will be investigated by western blot, immunohistochemistry, RT-PCR and flow cytometry cell staining in order to understand the surrounding tissue of the graft biological behavior and function.

对于传统角膜移植无法复明的严重眼表损伤终末期角膜盲患者，合成硬质人工角膜是脱盲的最后希望。目前主要问题是人工角膜和周围组织不能完全生物整合，由此造成人工角膜严重并发症而影响其发展。本课题拟整合现有人工角膜优势，模拟骨齿型人工角膜的牙槽骨支架设计，发挥俄罗斯MICOF和美国Boston人工角膜批量生产的优势，采用脱细胞骨基质为支架材料，骨髓间充质干细胞为种子细胞，形成具有生物活性人工角膜支架。在细胞和分子水平上认识DBM复合BMSCs与宿主角膜微环境中与形成环境及其特征与体内生物活性分子和细胞的相互作用；通过动物实验验证植入该人工角膜支架的安全性和有效性；通过microRNA芯片技术，探讨生物活性支架对植入术后人工角膜周围组织微环境的影响；从基因水平、蛋白水平以及炎症通路三方面来验证microRNA作用机制，为解决人工角膜长期稳定效果的关键问题提供理论基础，为临床治疗和并发症预防提供新思路。

对于传统角膜移植无法复明的严重眼表损伤终末期角膜盲患者，合成硬质人工角膜是脱盲的最后希望。目前主要问题是人工角膜和周围组织不能完全生物整合，由此造成人工角膜严重并发症而影响其发展。本课题针对人工角膜和周围组织不能完全生物整合，造成人工角膜严重并发症而影响其发展这一主要问题，通过采用脱细胞骨基质（DBM），三维多孔明胶支架（G支架），三维多孔聚乙二醇丙烯酸酯支架（P支架）为支架材料，辅助自主研发设计的PMMA人工角膜，以兔骨髓间充质干细胞（B-MSCs），兔脂肪间充质干细胞（rAD-MSCs）和人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）为种子细胞，构建复合支架，将复合支架植入兔角膜基质中进行生物愈合性和稳定性体外实验研究，通过动态观察角膜、支架、新生血管等情况、HE染色、扫描电镜观察细胞-支架-角膜情况、组织化学染色及免疫组化、免疫荧光染色检测进行系列实验研究。.结果表明DCECM/DBM-rADMSCs和DBM-BMSCs复合支架具有良好的生物相容性，可以长久存在于受体角膜内不被降解，而且随着时间的推移，支架与受体角膜结合得越来越紧密，支架在受体角膜内还可以向骨和（或）软骨组织转化，使支架更加致密和坚固，从而让支架能够长期稳固地存在于受体角膜内，可以用作一种修补材料用于人工角膜移植术中，将来或可以替代当前常用的人工角膜支架；hUC-MSCs复合三维多孔聚乙二醇丙烯酸酯支架有良好的生物相容性，向软骨方向诱导分化后，可显著增加角膜厚度，支持、强化受体角膜；自主研发设计的PMMA人工角膜在位情况良好，软骨加固组人工角膜牢固，无漏水、溶解现象。为解决人工角膜长期稳定效果的关键问题提供理论基础，为临床治疗和并发症预防提供新思路。发表论文17篇，其中SCI收录7篇；申请国家专利1项，实用新型专利1项，获得实用新型授权1项；研究成果可为人工角膜的发展和应用提供理论及实验基础，且各项专利成果具有产业化前景。