点击显示 收起
【摘要】 目的 采用表面修饰技术对硅凝胶人工晶体进行钛及钛基复合材料表面修饰，以开拓新型人工晶体。方法 选择血小板黏附实验、巨噬细胞黏附实验以及硅油表面黏附实验，进行体外细胞毒性实验。结果 修饰的人工晶体表面血小板、巨噬细胞以及硅油黏附少于未修饰的硅凝胶人工晶体。结论 表面修饰提高了硅凝胶人工晶体的生物相容性。
【关键词】 表面改性；人工晶体；生物相容性
The evaluation of the biocompatibility on the surface modified intraocular lenses
WANG Gui-qin，GU Han-qing，PENG Xiu-jun.
Department of Ophthalmology, The Naval General Hospital, Beijing 100037, China
【Abstract】 Objective To develop a newly intraocular lenses (IOLs) silicone IOLs were modified with titanium and titanium nitride by the technique of surface modification.Methods In vitro cellular toxic experiment was performed with platelets, macrophages and silicone oil adherence to IOLs.Results The modified IOLs had less adherence to platelets, macrophages and silicone oil than the unmodified IOLs.Conclusion The biocompatibility of the silicone IOLs was improved by surface modification.
【Key words】 surface modification；intraocular lenses; biocompatibility
随着生物医学工程的发展，许多新型生物材料不断涌现，为了确保人体健康，一种新的生物材料在进入临床之前必须进行生物相容性的评价。经钛及钛基复合材料表面修饰硅凝胶人工晶体（intraocular lenses，IOLs)，其表面特性有所改善，作为植入性的医用生物材料，首先要进行体外细胞毒性试验。
1 材料与方法
1.1 材料 由眼力健公司提供硅凝胶软性可折叠式人工晶体36枚。分组：未修饰组，硅凝胶人工晶体12枚；氮化钛修饰组，表面氮化钛处理的人工晶体12枚。钛修饰组，表面钛修饰的人工晶体12枚。昆明纯种小白鼠为本院动物室提供。
1.2 方法 血小板黏附实验：取正常人静脉血离心得到血小板悬液。将3组人工晶体分别置于24孔板，每组4枚。取血小板悬液20μl种于人工晶体表面，于37℃ 5%CO2条件下培养2h。2h后，pH 7.2 PBS漂洗3次，对人工晶体表面中央0.04mm2范围的血小板进行计数并进行方差分析，F检验。
鼠腹腔巨噬细胞在人工晶体表面的黏附和生长：昆明纯种小白鼠腹腔获取巨噬细胞，取20μl细胞悬液种植于人工晶体表面，37℃ 5%CO2条件下沉降2h，再加入培养液0.5ml，继续培养48h后，以PBS洗3次，观察人工晶体黏附细胞数并进行方差分析，F检验。
硅油表面黏附实验：3组人工晶体分别浸泡于平衡盐溶液（BSS）12h后，再分别浸泡于5000硅油12h，取出后放入蒸馏水中［1］，使用MIAS-2000型计算机图像分析仪对人工晶体单面进行硅油黏附图像处理。
2 结果
2.1 血小板黏附实验 未修饰硅凝胶人工晶体表面血小板黏附最多。3组人工晶体表面血小板黏附数量差异有非常显著性（F=30.38，P＜0.01）。未修饰组血小板在人工晶体表面的黏附数量多于钛修饰组（q=6.10）以及氮化钛修饰组（q=6.59），P＜0.01。两个修饰组之间差异无统计学意义（q=0.49，P＞0.05），见表1。
2.2 鼠腹腔巨噬细胞在人工晶体表面的黏附和生长 3组人工晶体表面巨噬细胞黏附数量差异有显著性（F=6.20，P＜0.05）。巨噬细胞在未修饰组人工晶体表面的黏附数量多于氮化钛修饰组（q=4.65）以及钛修饰组（q=3.88，P＜0.05）。两个修饰组之间差异无统计学意义（q=0.78， P＞0.05），见表2。
表1 3组IOLs表面黏附血小板数比较 （略）
表2 3组IOLs表面黏附巨噬细胞数比较（略）
2.3 硅油表面黏附实验 3组人工晶体表面硅油黏附最多的是未修饰组人工晶体，3组之间差异有非常显著性（F=114.16，P＜0.01）。未修饰组人工晶体表面硅油黏附多于钛修饰组（q=17.07）以及氮化钛修饰组（q=19.60），P＜0.01。两个修饰组之间差异无统计学意义（q=2.54 P＞0.05），见表3。
表3 3组IOLs表面硅油黏附面积比较（略）
3 讨论
材料的生物相容性在很大程度上取决于材料同机体组织之间的相互作用，任何应用于人体的材料都应确保不能对人体有毒性、刺激性和致癌性等作用［2］。细胞培养法评价生物材料的毒性是已经被公认的方法之一。
对宿主而言植入宿主体内的生物材料是种异物，因此材料植入体内最普遍和最常见的反应是免疫排斥反应。选择单核巨噬细胞作为评价材料细胞毒性的实验细胞，有助于了解材料置入体内引起的炎症反应对组织细胞的影响［3，4］。实验结果显示经修饰的硅凝胶人工晶体表面黏附的巨噬细胞明显少于未修饰人工晶体，预示将引起较轻的免疫排斥反应。
材料的生物相容性是指材料植入生物体后不会引起凝血、毒性、过敏、致癌、免疫反应等，同时与生物体协调且执行预期的功能［5］。血小板黏附实验一直是评价材料生物相容性的重要指标之一。本实验得出，未修饰硅凝胶人工晶体表面血小板黏附数量明显多于修饰的人工晶体，说明表面修饰提高了材料的抗血栓性。
众所周知，人工晶体与硅油有不同程度的黏附，过多的硅油黏附影响人工晶体术中、术后视力及医师对眼后段的观察和治疗。另外，潜在及现有的玻璃体、视网膜疾病，可能需硅油治疗的患者应慎重选择拟植入的人工晶体。实验结果显示，经表面修饰的硅凝胶人工晶体表面硅油黏附明显少于未修饰硅凝胶人工晶体，因而经表面修饰后硅凝胶人工晶体能够更广泛地应用于临床。
钛及氮化钛修饰的硅凝胶人工晶体表面血小板黏附、巨噬细胞黏附以及硅油黏附明显少于未修饰的硅凝胶人工晶体，经表面修饰后人工晶体的生物相容性得到提高。
【参考文献】
1 Arthur SN, Peng Q, Apple DJ, et al. Effect of heparin surface modification in reducing silicone oil adherence to various intraocular lenses. J Cataract Refract Surg, 2001，27:1662-1669.
2 战德松，赵宝红，邹健梧,等.钛表面涂覆硬质碳膜的性能研究.中国血液流变学杂志，2004,14（2）：178-180.
3 梁卫东，石应康.细胞培养法评价生物材料生物相容性研究进展.生物医学工程学杂志，1999；16（1）：86-90.
4 杨晓芳，奚廷斐.生物相容性评价的发展趋势.国外医学·生物医学工程分册，1999,22（4）：237-242.
5 刘之景，李鑫辉.等离子体技术在医用生物材料的应用.生物医学工程学杂志，2000,17（1）：91-94.
(编辑：刘 俊)
*基金项目：全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(编号：200264)
作者单位： 100037北京，海军总医院眼科
300211天津，天津市泌尿外科研究所