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研究背景和意义:青光眼已成为世界首位不可逆性致盲眼疾。目前抗青光眼手术在青光眼治疗中仍占据主流地位。随着青光眼引流植入装置的应用,微创青光眼手术(MIGS)的涌现,滤过手术的不断改良,小梁切除术(TRAB)已不再是青光眼手术治疗的唯一选择,其中青光眼引流装置在临床上的应用已较为广泛。早先一代青光眼引流装置的制作材料基本为不锈钢、钛合金、硅胶,后期研发的一些引流装置也均由不可降解材料制作而成。但众所周知的是,永久性结膜下异物引起的排斥反应、过敏反应可导致慢性炎症、Tenon’s成纤维细胞增殖、滤过引流通道瘢痕化和植入装置瘢痕包裹,最终导致手术失败。近年来,新型镁材料由于自身杰出的生物相容性和可降解的特性,被视为潜在新一代可降解生物植入材料,并受到了各学科广泛关注。本研究探索涂层镁材料作为引流装置或植入物在眼组织中的生物相容性,为眼科抗青光眼手术中使用提供理论依据。研究目标:通过对不同涂层镁材料在体内、体外实验中的腐蚀性能、生物相容性以及抗瘢痕能力的研究,寻找相容性好、抗瘢痕能力强的最佳材料。在活体实验中验证其结果。研究方法:1.涂层镁材料腐蚀性能测试实验纯镁材料,二水磷酸氢钙涂层(DCPD)、二水磷酸氢钙+硬脂酸涂层(DCPD+SA)、羟基磷灰石涂层(HA)镁材料被浸没于眼科用平衡盐溶液(BSS)中,扫描电子显微镜下(SEM)观察涂层表面变化,研究各样本重量、pH值变化,以及离子释放的情况。2.涂层镁材料调控人Tenon’s囊成纤维细胞作用研究原代人Tenon’s成纤维细胞(HTCFs),被培养于DCPD、DCPD+SA、HA涂层镁片、钛合金片、玻璃片上,设钛合金组为阳性对照组、玻片组为空白对照组,DCPD、DCPD+SA、HA涂层镁片组为实验组。扫描电子显微镜下观察HTCFs培养于各样本上的细胞形态。MTT和LDH实验用于测量HTCFs在对数生长期内,细胞代谢活性和材料细胞毒性的变化。BrdU实验用于评估不同涂层镁材料对HTCFs增殖的影响。蛋白免疫印迹法(Western blot,WB)测试材料对特异性蛋白α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达的影响。3.涂层镁材料兔眼滤过手术的应用研究予新西兰白兔行小梁切除术,术中在巩膜瓣下分别植入钛合金片、纯镁片(99.99%)、HA涂层镁片、DCPD涂层镁片、DCPD+SA涂层镁片,设单纯小梁切除术组为空白对照组,小梁切除联合钛合金片植入为阳性对照组,小梁切除联合纯镁、DCPD、DCPD+SA、HA涂层镁片植入组为实验组,抽取房水(AH)测量各组房水中镁、钙、磷、钾等离子浓度。眼球切片行苏木精-伊红(H&E)染色分析各组细胞浸润情况。WB用于测试各组织样本中特异性蛋白α-SMA、I型胶原蛋白(Collagen-1)表达的情况,实时荧光定量-聚合酶链反应(RT-qPCR)检测α-SMA、Collagen-1 mRNA表达情况。研究结果:1.涂层镁材料腐蚀性能测试实验在BSS浸没腐蚀性能测试实验中,扫描电镜提示:HA涂层表面完整性最好,但于浸没第5日后出现少量片状剥脱。DCPD和DCPD+SA涂层样品在浸没于BSS中的前2日重量下降明显。溶液分析提示:纯镁组pH值、镁离子浓度高于其他组,DCPD、DCPD+SA组钙离子、磷离子值高于HA组。2.涂层镁材料调控人Tenon’s囊成纤维细胞作用研究细胞实验中,扫描电镜图像显示:所有涂层镁组的HTCFs的形态及附着情况较钛合金组、玻片组差。在成纤维细胞对数生长期内,涂层镁材料可明显降低HTCFs代谢活性(P<0.001),DCPD+SA涂层镁虽表现出比其他2种涂层镁高的细胞毒性,但与阳性对照组比较无统计学差异(P=0.976)。BrdU实验提示:DCPD+SA涂层镁明显降低HTCFs增殖(P=0.047)。WB实验提示:HA涂层镁可显著降低α-SMA表达(P=0.001)。3.涂层镁材料兔眼滤过手术的应用研究动物实验中,新西兰白兔手术后全身和眼部未见并发症及不良反应,滤过泡可见,植入后2月材料片部分降解,组间房水内各离子分析,均无统计学差异(P>0.05)。H&E染色提示钛合金、DCPD涂层镁植入、DCPD+SA涂层镁植入组较单纯小梁切除术、HA涂层镁植入组可见较多的细胞浸润和瘢痕增生。WB结果提示:相比单纯小梁切除术组,各涂层镁材料植入组α-SMA和Collagen-1蛋白的表达均显著降低(P<0.001,P<0.001),其中HA涂层镁植入组表达最低。RT-qPCR中,各涂层镁材料植入组的α-SMA和Collagen-1 mRNA表达均显著低于对照组(P<0.0001,P<0.0001),HA涂层镁植入组表达最低。研究结论:涂层技术可有效保护纯镁基质,减缓腐蚀速率。涂层镁材料具有较小的毒性,可影响HTCFs形态,降低其代谢活性和增殖能力。HA涂层镁材料可显著降低HTCFsα-SMA蛋白的表达。涂层镁材料植入兔眼后未见眼部及全身的并发症和不良反应,滤过泡可见。材料降解中所释放离子对房水内离子浓度无明显影响。HA涂层镁片植入后,兔眼手术部位周围细胞浸润及瘢痕情况较轻,并显著降低手术部位周围组织α-SMA和Collagen-1蛋白和mRNA表达。