組織工程角膜內皮移植研究進展

賈艷妮 綜述 周慶軍 史偉云 審校

山東第一醫科大學附屬眼科研究所 山東第一醫科大學附屬眼科醫院(山東省眼科醫院) 山東省眼科學重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地 山東第一醫科大學眼科學院,濟南 250021

Advances in the tissue-engineered corneal endothelial transplantation

JiaYanni,ZhouQingjun,ShiWeiyun

EyeInstituteofShandongFirstMedicalUniversity,EyeHospitalofShandongFirstMedicalUniversity(ShandongEyeHospital),StateKeyLaboratoryCultivationBase,ShandongProvincialKeyLaboratoryofOphthalmology,SchoolofOphthalmology,ShandongFirstMedicalUniversity,Jinan250021,China

Correspondingauthor:ShiWeiyun,Email:weiyunshi@163.com

[Abstract]Due to the serious shortage of corneal donor,the development of penetrating keratoplasty and corneal endothelial transplantation is severely restricted in clinical practice.The root cause is the limited proliferation capacity of healthy corneal endothelial cells.With the continuous development of tissue engineering technology and cell engineering technology,the research of tissue-engineered cornea has made some progress.Invitroculture of corneal endothelial cells with high density and healthy endothelial function for transplantation is a hot topic in current tissue engineering research.The keys of tissue-engineered corneal endothelial technology include seed cells,vector materials and the strategy of cell transplantation.At present,many research teams domestic and abroad have reported that the source of seed cells includes human corneal endothelial cells,stem cells,vascular endothelial cells and human amniotic epithelial cells.Vector materials include amniotic membrane,acellular corneal stroma,posterior elastic layer,anterior capsular membrane and various biomaterials.The cultured cells are transplanted by penetrating keratoplasty,corneal endothelial transplantation or anterior chamber injection.This review summarized the latest progress in the research on the source of corneal endothelial seed cells,the selection of vectors and the methods of corneal endothelial transplantation,and summed up the problems faced in the current research and looked forward to its prospects.

[Key words]Endothelium，corneal；Transplantation；Tissue engineering；Seed cells；Vectors

Fundprogram：National Natural Science Foundation of China (81700811，81900834)；Shandong Provincial Natural Science Foundation (ZR2019ZD37，ZR2023MH187)；Taishan Scholar Program (tspd20161059)

DOI:10.3760/cma.j.cn115989-20200911-00642

角膜組織構成眼球壁外層的前1/6,是眼球的首道屏障。眼球屈光系統中70%以上的屈光功能由角膜完成。角膜內皮細胞是位于角膜后彈力層與房水之間緊貼于后彈力層后面的一層單層細胞,其是由神經嵴分化產生的單層扁平六邊形細胞,細胞間存在縫隙連接,構成了角膜基質和房水之間的通透屏障。細胞膜上存在的Na+/K+-ATPase、水通道蛋白1(aquaporin 1,AQP-1)以及離子通道共同發揮作用來維持角膜透明。隨著年齡增長,正常人的角膜內皮細胞中規則六邊形細胞所占比例逐漸下降,同時內皮細胞密度逐漸降低。人角膜內皮細胞屬于分化終末期細胞,細胞間存在的接觸-抑制以及前房中存在的轉化生長因子β2(transforming growth factor-β2,TGF-β2)發揮負性調節作用,從而導致細胞始終停留在G1期,在體內增生和再生能力極為有限[1]。外傷、炎癥、白內障手術、急性閉角型青光眼等造成的內皮細胞損傷和丟失不能再生,只能依靠周圍細胞的擴大和移行來填補,細胞功能急劇衰減[2]。當人角膜內皮細胞密度下降到其生理臨界值(約500個/mm2)時,會造成角膜內皮細胞功能失代償,出現角膜水腫混濁及上皮下水泡,嚴重者造成視力喪失導致角膜內皮盲。目前因角膜內皮功能失代償而需要行角膜移植手術治療的疾病主要包括大泡性角膜病變和Fuchs角膜內皮營養不良等。穿透角膜移植術由于目前尚無法克服移植后的免疫排斥反應、術后高度散光、角膜縫線帶來的新生血管以及感染風險等并發癥,嚴重制約了其在臨床上的廣泛開展。角膜內皮移植術通過移植健康有功能的角膜內皮細胞,取代受損或病變的角膜內皮細胞從而恢復角膜透明度,相對而言,單純內皮細胞層的移植可以降低術后免疫排斥反應的發生率[3]。但角膜內皮移植術目前存在的主要問題仍然是移植供體材料嚴重不足,因此開發組織工程角膜具有極高的應用前景。理想的組織工程角膜應包括角膜上皮、基質和內皮,但從臨床治療和產品研發的角度考慮,組織工程角膜上皮、基質和內皮等組織工程成分角膜研發的科學性與可行性更高,且已取得顯著進展[4-5]。針對角膜內皮功能失代償,應用組織工程技術體外培養具備規則六邊形形態和健康內皮功能的高密度角膜內皮種子細胞來替代供體角膜內皮是目前研究的熱點。本文就組織工程角膜內皮移植的研究進展進行綜述。

1 角膜內皮種子細胞的來源

種子細胞是構建組織工程角膜內皮的核心要素,也是組織工程角膜內皮相關研究的難點,選擇的種子細胞要能夠形成單層角膜內皮細胞。當前研究的種子細胞的主要來源包括人原代角膜內皮細胞、胚胎/誘導多能干細胞、成體干細胞、血管內皮細胞和人羊膜上皮細胞等。

1.1 人角膜內皮細胞

人角膜內皮細胞的再生能力有限[6],雖然人角膜內皮細胞在體內環境中難以增生,但其自身的增生能力仍然保留,在離體條件下加入細胞外基質或生長因子能促進其增生。已報道的生長因子包括纖維母細胞生長因子、表皮生長因子、神經細胞生長因子、血小板衍生生長因子B、白細胞介素1β及胰島素樣生長因子1等[7]。Yokoo等[8]通過成球實驗對人角膜內皮細胞進行體外培養,在添加生長因子的無血清培養基中培養形成細胞球,在包含層黏連蛋白及胎牛內皮細胞外基質的培養基中對細胞球繼續進行誘導分化實驗。細胞球傳代貼壁培養后可以分化為成熟的角膜內皮細胞,與人角膜內皮細胞具有相似的形態及功能,因此這些克隆細胞被命名為“角膜內皮前體細胞”。Choi等[9]在組織培養板上涂覆膠原Ⅳ、纖維連接蛋白或纖維連接蛋白-膠原復合涂層混合物來改善體外培養過程中角膜內皮細胞的初始附著狀態。通過改良細胞外基質及細胞培養液可能有利于內皮細胞的擴增。Chen等[10]研究發現,在角膜內皮損傷模型中角膜后彈力層對于角膜內皮細胞的再生有促進作用。Peh等[11]和Koizumi等[12]研究證明,ROCK信號通路的抑制劑Y-27632能夠促進細胞增生、抑制凋亡和增加細胞黏附。由于“接觸-抑制”人角膜內皮細胞在體內的增生能力有限,這一特性阻礙了人角膜內皮細胞用于移植的可能性。Liu等[13]和Zhu等[14]發現,激活LIF-JAK1-STAT3信號通路或激活p120/Kaiso信號調節ROCK信號通路能夠解除“接觸-抑制”,從而促進角膜內皮細胞擴增。

1.2 胚胎/誘導多能干細胞和其他成體干細胞

研究顯示,胚胎干細胞具有分化多能性的特點和無限增生的能力,是組織工程角膜內皮種子細胞的理想來源,然而倫理問題、免疫排斥和畸胎瘤的風險限制了其在臨床試驗中的應用。McCabe等[15]在體外將胚胎干細胞在TGF-β信號通路抑制劑Noggin和SB431542的作用下誘導分化為神經嵴細胞后,加入Wnt信號通路抑制劑DKK2,進一步誘導分化為角膜內皮樣細胞,誘導的細胞能夠表達角膜內皮細胞標志物ZO-1及Na+/K+-ATPase,同時能夠分泌后彈力層的主要膠原蛋白Ⅷα1和Ⅷα2。Zhang等[16]采用角膜基質細胞作為滋養層細胞將其誘導分化為眼周間充質前體,再分化為角膜內皮樣細胞,體外檢測其功能。將誘導的細胞種植于脫細胞豬角膜后基質構建組織工程角膜內皮,該內皮植片移植于角膜內皮失代償的兔模型實驗顯示,術后角膜逐漸恢復透明,術后28 d角膜厚度基本恢復正常。但目前的誘導方案存在誘導時間長、分化效率低、體內功能差、移植存活時間較短或無法維持穩定等不足,仍需進一步優化。

誘導多能干細胞是通過導入外源基因使體細胞去分化形成自體來源的多能干細胞,具有分化出多種組織細胞的潛能。與人胚胎干細胞相比,具有低免疫原性,從而避免了移植后的免疫排斥問題。Zhao等[17]發現將人多能干細胞體外改變培養環境分期誘導分化的角膜內皮樣細胞能夠表達明顯的內皮細胞標志物N-Cadherin和Na+/K+-ATPase,可作為一個快速體外誘導角膜內皮細胞來源。Menendez等[18]采用GSK3和Smad的抑制劑誘導多能干細胞向神經嵴細胞分化,考慮GSK3的抑制劑激活了Wnt信號通路,而Smad的抑制劑抑制了TGF-β信號通路,從而發揮了作用。Wagoner等[19]在此基礎上將神經嵴細胞誘導為角膜內皮樣細胞,表達緊密連接蛋白(zonula occludens 1,ZO-1)、鈣粘蛋白(N-Cadherin)、AQP-1及Na+/K+-ATPase等內皮細胞的標志物?；旌瞎才囵B體系也是誘導細胞分化的一種常見方法,招志毅等[20]將多能干細胞與兔原代角膜內皮細胞共培養,結果顯示其能夠促進多能干細胞在細胞超微結構形態上向角膜內皮細胞方向分化。但由于來自體細胞的表觀遺傳記憶﹑生物安全因素和相關的腫瘤發生,目前多能干細胞的臨床試驗應用仍十分有限。

Yu等[21]研究發現,成體干細胞存在于周圍角膜內皮與小梁前部的過渡區域,將該區域的細胞通過成球實驗培養發現其表達干細胞的標志物,具有較強的增生能力。Inagaki等[22]將人角膜基質細胞和人皮膚細胞體外反向誘導為類神經嵴細胞的前體細胞,再將其誘導為角膜內皮樣細胞,在兔角膜內皮失代償的模型體內可見術后角膜透明度有所恢復,角膜水腫部分緩解,但術后觀察時間較短,長期療效有待進一步研究。角膜內皮細胞前體和角膜基質及皮膚前體成球實驗培養可能成為角膜內皮細胞的潛在來源。

其他來源的干細胞還包括臍帶血間充質干細胞﹑脂肪源性干細胞﹑骨髓間充質干細胞等[23-25]。在眼發育的早期階段,來源于神經嵴的間充質細胞受到晶狀體上皮產生的胞外信號的影響發育分化為角膜內皮細胞,臍帶血中含有原始的間充質干細胞。Joyce等[23]研究證明,臍帶血間充質干細胞在模擬晶狀體上皮細胞條件的培養基中可定向誘導分化為具有人角膜內皮表型的細胞,在體外角膜培養模型中能夠逐漸填補損傷或缺失的角膜內皮細胞。成年人脂肪組織已經被證明是自體干細胞的理想來源,具備干細胞的特性且易于獲得,被稱為“人體脂肪成體干細胞”,可以分化為多種類型的細胞,如成骨細胞、成軟骨細胞、神經元、成肌細胞、肝細胞等[26]。Alio等[27]將人脂肪成體干細胞誘導分化的角膜內皮樣細胞以脫細胞人角膜基質為載體行兔角膜內皮移植,術后觀察3個月角膜植片仍維持透明。骨髓間充質干細胞是骨髓內的一種未分化細胞,可多向分化為間葉細胞(如視網膜細胞、成骨細胞及成纖維細胞等)和其他胚層細胞。Shao等[25]將人骨髓間充質干細胞體外誘導分化為角膜內皮樣細胞,以脫細胞豬角膜基質為載體,在貓的內皮細胞損傷的模型體內可見術后角膜水腫逐漸減輕,角膜恢復透明并維持穩定。

1.3 血管內皮細胞

血管內皮細胞和角膜內皮細胞的胚胎期來源不同,但是具有相似的結構與功能:(1)它們均是位于液體面與實質面之間的單層內皮細胞,血管內皮細胞介于血液與血管基質之間,承受血壓;角膜內皮細胞介于房水與角膜基質之間,承受眼壓,二者均可阻止過多水分進入實體組織;(2)二者都具有液泵功能,從液體層中獲取養分和清除代謝產物,并且二者細胞膜上都具有維持細胞內外水平衡功能的離子泵結構基礎,即Na+/K+-ATPase和1、4型AQP。此外,二者也具有各自的特殊性,人角膜內皮細胞是非再生細胞,而血管內皮細胞屬于可再生細胞。吳小莉等[28]取體外培養的第3代人臍靜脈血管內皮細胞,以處理過的人羊膜為載體在貓眼內皮失代償模型上行細胞移植,大部分角膜均在移植后3 d內逐漸恢復透明,水腫逐漸消退,1周后完全透明。術后2周取材植片,可見移植的內皮細胞呈單層連續排列,羊膜與基質貼附緊密,基質可見輕度炎細胞浸潤,無明顯水腫,說明移植的內皮細胞在前房內發揮泵水功能和物理屏障作用。此實驗表明,以人臍靜脈血管內皮細胞行角膜內皮移植具有一定的可行性。

1.4 人羊膜上皮細胞

人羊膜上皮細胞具有干細胞的某些特性,具有多向分化潛能,而且其無致瘤性、免疫原性低、不引起倫理爭議,可能可以作為角膜內皮細胞體外培養的種子細胞[29-30]。

2 載體的來源

正常的角膜內皮為單層細胞,其易脆性決定了單純移植內皮細胞層手術操作困難,選擇合適的支架材料作為內皮細胞的載體進行移植能夠減少手術操作的難度。理想的支架材料需滿足以下特性:(1)良好的組織生物相容性;(2)具有與人角膜基質相似的理化性能,如透明性、一定的機械性等;(3)材料的降解/溶解速率與移植的內皮細胞發揮功能的速率相匹配。

2.1 羊膜

羊膜基底膜具有透明度好、無免疫原性的特點,其包含纖維粘連蛋白、層粘連蛋白、Ⅳ型膠原及堿性成纖維細胞生長因子等成分,能夠促進細胞黏附生長。將角膜內皮細胞種植于羊膜基底膜培養,細胞融合后大部分細胞呈現大小均勻的六邊形鋪路石樣規則形態。羊膜能維持人角膜內皮細胞的形態和功能,可以作為載體用于人角膜內皮細胞的移植[31]。但羊膜基底膜作為載體材料的缺點是韌性差、無曲率,在板層結構和光學特性方面不能替代占角膜主要厚度的基質層。

2.2 脫細胞角膜基質片

天然的角膜基質層具有生理曲度,異體角膜片作為載體材料是較為理想的來源,但其缺點是移植的角膜內皮細胞容易被異體角膜片的上皮細胞及基質細胞污染,同時發生免疫排斥反應的危險性大大增加。因此不少研究者開始應用滅活的角膜基質片作為細胞載體進行研究,以減少細胞污染的可能和免疫排斥反應的發生。通過理想的脫細胞過程可徹底清除異種移植材料的細胞和抗原分子,降低宿主免疫反應。脫細胞角膜基質具有生物相容性好、易于神經的再生、良好的力學特性和透光性等優點。脫細胞豬角膜基質和牛角膜基質片來源廣泛,可能成為替代人角膜基質的載體材料,以豬角膜基質為首選。鹿曉燕等[32]采用小鼠胚胎干細胞培養基培養人角膜內皮細胞,種植于磷脂酶A2和碳酸氫鹽溶液脫細胞法制備的脫細胞豬角膜基質角膜內皮植片,能夠發揮角膜內皮細胞的內皮泵功能,可考慮作為角膜移植的良好供體。Zhang等[33]采用新鮮豬角膜基質經十二烷基硫酸鈉溶液處理后獲得脫細胞豬角膜基質作為支架三維構建組織工程角膜用于兔穿透角膜移植,術后角膜透明度逐漸恢復,術后4周角膜幾乎完全恢復透明。但此實驗僅觀察了移植后短期內的效果,其長期效果尚需進一步的實驗觀察。本課題組采用一種保護性脫細胞策略,在一定膠體滲透壓的保護介質中用去垢劑和內皮酶處理角膜制備脫細胞豬角膜基質片,目前已應用于臨床需行板層角膜移植患者的手術治療[34],采用該脫細胞方式制備的內皮載體基質片的長期有效性仍需進一步研究。

2.3 后彈力層

后彈力層緊貼角膜內皮細胞,由其分泌形成,含有層粘連蛋白和Ⅳ型膠原,對病理損害及化學物質的抵抗力較強。后彈力層是角膜內皮細胞的天然底物,具有過濾液體和引導細胞分化的作用。以角膜后彈力層作為載體材料具有術后散光小的優點,而且符合角膜內皮細胞的生理解剖[35]。該載體有望成為培養角膜內皮細胞應用于臨床移植的供體材料。但后彈力層相對較薄,操作困難,對手術醫師操作技巧要求較高,目前臨床移植的廣泛開展受到限制。

2.4 晶狀體前囊膜

Yoeruek等[36]將人角膜內皮細胞接種到晶狀體前囊膜進行培養,發現移植的細胞在晶狀體前囊膜上呈單層生長,細胞形態以多邊形為主,細胞平均密度約為(3 012±109)個/mm2,免疫組織化學特性與正常角膜內皮細胞相似,實驗過程中所有的晶狀體前囊膜保持透明,說明人晶狀體前囊膜是體外培養角膜內皮細胞的良好天然載體。目前關于以晶狀體前囊膜為載體構建植片體內移植的研究較少,需要進一步研究將帶有內皮細胞的晶狀體前囊膜移植到體內的情況。

2.5 生物材料

生物材料是用于人體組織和器官的診斷、修復或增強其功能的一類高技術材料,可用于取代、修復活體組織。McLaughlin等[37]將2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿作為細胞外基質的模擬物替代天然角膜基質,通過穿透角膜移植的方式將其作為全層移植物植入豚鼠模型,結果顯示植入物促進了角膜細胞、神經和淚膜的再生,同時保持了光學清晰度。絲素蛋白具有良好的生物相容性,但力學性能較差;聚乳酸-己內酯具有良好的力學性能,但生物相容性較差。Chen等[38]將絲素蛋白與聚乳酸-己內酯共混制備的支架,既保持了這2種材料的優點,又克服了其缺點。該支架具有較好的透射率和促進細胞增生的作用,這些特性進一步說明了該支架在角膜內皮移植中的潛在應用價值。

3 角膜內皮細胞移植方法

3.1 穿透角膜移植術

穿透角膜移植術是通過移植構建的全層組織工程角膜,取代受損或病變角膜來恢復角膜透明度的手術方法,將培養的角膜內皮樣細胞種植于載體上以達到治療的目的。Zhang等[33]將人胚胎干細胞誘導分化的角膜內皮樣細胞以脫細胞豬角膜基質為載體構建組織工程角膜行兔穿透角膜移植術,術后角膜水腫逐漸減輕,術后4周角膜厚度基本恢復至正常角膜厚度,但角膜植片部分仍混濁。但穿透角膜移植手術創傷較大,術后植片發生免疫排斥的風險較高,而且載體的穩定性、生物安全性及光學性直接影響手術后的效果,限制了其在臨床上的應用。

3.2 角膜內皮移植術

將培養的角膜內皮樣細胞種植于載體構建內皮移植片,行角膜內皮移植術治療角膜內皮失代償是目前組織工程角膜內皮研究中的主要移植手術方式。Yoshida等[39]將培養的成體人角膜內皮細胞種植于膠原玻璃凝膠載體上,構建了透明且生物相容的可移植的人工內皮移植物。Koizumi等[12]將成體猴角膜內皮細胞于體外培養擴增,以帶后彈力層的人后板層薄基質片為載體,細胞在載體后彈力層面貼附生長良好。將植片移植于猴角膜內皮功能失代償的模型后2周角膜恢復透明,基質水腫逐漸消退,觀察8個月角膜未見明顯排斥反應。角膜內皮移植術手術創傷較穿透角膜移植術小,術后發生免疫排斥反應的風險也明顯降低,但其手術技巧要求較高,術中操作不當可能造成內皮細胞大面積丟失,而且對載體的透明度、彈性及韌性也有較高要求。

3.3 細胞前房注射術

細胞前房注射術是將培養的角膜內皮細胞通過前房注射的方法移植,移植的受體需刮除自體的內皮細胞,移植的細胞貼附于角膜后彈力層發揮內皮功能。該手術方式的關鍵在于如何使內皮細胞在前房內迅速貼附于后彈力層。Mimura等[40]利用鐵離子在磁場中具有良好的控制性能來定位移植的細胞貼附于后彈力層,體內外研究結果顯示標記鐵離子的內皮細胞很容易整合到受體的后彈力層表面,術后12個月角膜透明度保持良好。但這種方法術后需保持眼球朝下位24 h,其臨床開展需進一步行試驗驗證。Patel等[41]利用超順磁性微球來定位培養的人角膜內皮細胞于后彈力層的體外模型,但其體內動物模型需進一步研究。Koizumi等[12]研究發現,Rho激酶抑制劑Y-27632可促進培養的猴角膜內皮細胞貼壁,具有抑制凋亡和促進細胞增生的作用,同時也有利于兔角膜內皮創傷的愈合。將培養的兔角膜內皮細胞聯合Y-27632制作兔眼前房注射模型,術后保持眼部朝下位3 h促進細胞貼附,結果顯示與對照組相比,加入Y-27632能夠明顯促進細胞的貼附并發揮功能,促進角膜水腫消退。后續實驗對角膜內皮失代償的猴模型分別進行猴角膜內皮細胞聯合Y-27632及人角膜內皮細胞聯合Y-27632前房注射,均驗證了該手術方式的可行性[42]。該研究組最新的臨床試驗將人角膜內皮細胞體外擴增后以前房注射的方式移植給大泡性角膜病變的患者,結果顯示術后24周,角膜厚度基本恢復至正常水平,術后視力有不同程度提高[43]。該手術方式未破壞前房免疫偏離狀態,減少了術后免疫排斥的發生。但研究結果顯示,前房內注射的細胞只有40%～50%貼附于后彈力層,其余的細胞有可能貼附于虹膜及晶狀體表面,甚至沉積于小梁網處增生造成眼壓升高,需進一步研究觀察。該手術方式具有不需要載體的優點,但細胞移植后需要在體內重新形成細胞連接從而發揮內皮功能。本課題組將細胞前房注射移植的手術方式進行了改良,采用Accutase細胞消化液將培養的兔內皮細胞離解為主要包含4～10個細胞的迷你植片,通過前房注射的方式移植于刮除角膜內皮細胞的新西蘭大白兔模型。以單細胞前房注射移植的兔模型作為對照,結果顯示與對照組相比,迷你植片能夠促進移植細胞貼附于后彈力層、形成細胞連接及發揮角膜內皮泵的功能,迷你植片前房注射的手術方式結合了目前傳統角膜內皮移植術與單細胞前房注射移植的優點[44]。同時,本課題組目前研究還發現在角膜內皮細胞前房注射移植的過程中加入層粘連蛋白511能夠促進移植細胞貼附及發揮內皮細胞功能[45]。

目前,組織工程角膜內皮的基礎與應用研究成為研究熱點,角膜內皮重建與移植研究發展迅速,其相關研究成果若成功應用于臨床,將解決目前存在的角膜供體來源不足、供體角膜老齡化等若干問題,為角膜盲患者帶來希望。但其臨床應用還存在著許多問題亟待解決,需要進一步的實驗和臨床研究。組織工程角膜內皮移植目前多處于實驗階段,真正應用于臨床尚需時間,主要原因有很多,如合理選擇種子細胞、高效率地培養角膜內皮細胞、正確選擇載體及手術技術的改良等。篩選來源廣泛、易于誘導為能夠發揮功能的人角膜內皮細胞,又能降低免疫排斥反應的發生和避免致瘤性的種子細胞,也是組織工程角膜內皮研究的重點。在載體的研究上,需要考慮材料的降解及溶解性、免疫原性以及在人體內的長期效應,選擇的載體能最大程度模擬體內環境,同時要求載體在體內微環境中能保持性狀穩定。角膜內皮細胞種植后密度達不到臨床治療的要求,細胞種植后在載體上增生緩慢,需借助其他措施,如改善培養條件和環境來增加角膜內皮細胞的貼附力、提高種植密度、增加種植次數、盡量降低角膜內皮細胞來源供體年齡、利用基因轉染技術促進細胞的增生和貼附等,相關問題仍需進一步研究。另外,需深入研究如何在不損害材料的結構和光學特性的同時降低載體材料的免疫原性。材料降解過早可能會導致移植細胞貼附不良甚至脫落死亡,而降解過晚則可能誘發免疫排斥反應。也需要進一步的實驗研究來調控材料的降解速率。前房注射細胞法進行角膜內皮移植是組織工程內皮移植手術的巨大變革,該手術方式的改進可能將組織工程角膜的研究從種子細胞和載體2個方面轉向于只考慮種子細胞的研究,加速了相關領域的研究進程。未來通過國內外研究者的不斷努力,這些問題會逐步解決,具有正常角膜功能的組織工程角膜在臨床治療中的應用,將使角膜內皮功能失代償患者能夠重見光明。

利益沖突所有作者均聲明不存在任何利益沖突