Bioactive Materials
引人注目的人工角膜基质替代物研究
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本文提出了一种具有仿生结构和即时组织粘附功能的Janus ACS，整合了电组装胶原骨架与快速反应生物粘合涂层，为无缝合角膜移植提供了新思路。该研究在材料生物学与临床应用间建立了桥梁，满足了角膜移植对快速上皮化、组织整合及术后视觉恢复的多重需求。
文献概述
本文《Engineering a functionality-integrated artificial cornea stromal substitute: Janus bio-adhesive implant with a collagen-based multi-scale biomimetic skeleton》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了一种基于胶原蛋白的Janus型人工角膜基质替代物（Janus ACS）的设计与制造策略。该研究提出了一种新型生物粘合剂涂层，通过水分触发的快速反应实现稳定组织粘附，同时保持高光学透明度和良好的生物相容性。文章还通过体外和体内实验验证了Janus ACS的上皮化能力、组织整合性能及其在视觉恢复中的优势。
背景知识
角膜移植是治疗角膜盲的标准方法，但全球供体短缺和手术成本高昂限制了其广泛应用。因此，开发一种无细胞、成本低、可定制形状的人工角膜基质替代物（ACS）具有重要意义。天然角膜基质由高度有序的胶原纤维构成，赋予其光学透明度和机械稳定性，传统ACS因结构仿生度不足，常导致术后光学性能差、整合度低、愈合缓慢等问题。本研究通过电组装技术构建具有仿生胶原骨架的Janus ACS，并在其表面修饰具有快速粘附能力的生物粘合剂涂层，解决了传统ACS需缝合、术后炎症及粘附不稳等问题。该策略为角膜再生提供了一种结构稳定、粘附性强、可即时上皮化的新型替代材料，具有临床转化潜力。
研究方法与实验
本研究通过电组装技术制备仿生胶原骨架（EB-Col），该骨架具有可控曲率和厚度，模拟天然角膜基质的微结构与宏观形态。随后，在EB-Col表面构建由4-arm-PEG-NHS和ε-PLL组成的“生物粘合剂”（bio-cement）涂层，该涂层在水分触发下发生快速酰胺化反应，形成透明的粘附性水凝胶层。通过SEM、TEM、ATR-FTIR、接触角、流变分析等技术对Janus ACS的微观结构、化学组成、粘附强度及光学性能进行系统表征。此外，研究通过体外粘附实验、密封性能测试、细胞培养实验（包括细胞粘附、增殖、迁移及抗菌实验）以及兔角膜损伤模型进行体内验证，包括术后视觉恢复行为学测试。
关键结论与观点
研究意义与展望
本研究提供了一种创新的Janus结构ACS设计策略，通过仿生骨架与生物粘合剂的结合，解决了传统ACS在光学、力学及术后粘附方面的多重缺陷。该材料有望推动无缝合角膜移植的临床应用，并为其他组织工程粘合材料的开发提供可借鉴的结构与功能整合策略。未来研究可进一步优化材料的降解速率与组织再生同步性，并推进其在人体临床试验中的应用。
结语
本文介绍了一种基于胶原蛋白的Janus型人工角膜基质替代物（Janus ACS），通过电组装技术构建具有仿生微结构和可调宏观形态的胶原骨架（EB-Col），并在其表面修饰由4-arm-PEG-NHS和ε-PLL组成的生物粘合剂涂层，该涂层在水分触发下形成稳定透明的水凝胶粘附层，实现即时、稳定、无需缝合的角膜植入。研究进一步通过体外细胞实验和兔角膜损伤模型体内实验，验证了Janus ACS在细胞粘附、增殖、迁移和抗菌性能方面的优越性，并在术后行为学测试中显示出快速视觉恢复的潜力。该研究为未来无缝合角膜移植材料的临床转化提供了坚实的实验基础和结构设计思路。
