角膜處在眼組織最外層，具有保護作用，易受到損傷。角膜修復材料作為捐獻角膜的替代材料，能夠一定程度上緩解供體角膜的短缺，讓更多患者重見光明。目前研究的角膜修復材料主要集中于材料力學、光學性能的提升及角膜上皮細胞在材料表面再上皮化速度的提升。然而，角膜修復材料不僅為角膜上皮的修復，還包含角膜基質的修復。在前期的研究中發現，角膜基質層在受損后易發生瘢痕性修復，形成角膜斑翳，影響角膜的透明度。因此，需要進一步設計角膜修復材料使其具備一定抗瘢痕修復的能力，更好地重建視功能。
近期，華南理工大學材料科學與工程學院任力教授團隊通過負載生物小分子設計構建了具有抗角膜瘢痕修復的膠原基角膜修復材料。此項研究成果以“Collagen-based materials combined with microRNA for repairing cornea wounds and inhibiting scar formation”為題發表于Biomaterials Science, 2019, 7, 51 – 62, 并選為該期雜志封面文章。
圖1. 具有抗瘢痕修復能力的膠原基角膜修復材料制備示意圖與術后作用機理
首先制備出具有負載與保護生物小分子的金納米顆粒，再將microRNA-133b與之結合后再負載到膠原基角膜修復材料的表面或內部。結果表明，這兩種負載方式對膠原基材料自身的關鍵理化性能，如力學強度與光學性能無顯著影響。在金納米顆粒的保護下下，microRNA-133b可以在制備過程中保持穩定并在應用時從材料中釋放出來進入角膜基質細胞發揮作用。MicroRNA-133b可以抑制角膜基質細胞向肌成纖維細胞轉化，以此來降低角膜修復過程中紊亂膠原纖維的分泌，使角膜基質結構更為有序，增強其透明性，這一過程在體外細胞實驗與體內動物實驗均得到了良好的驗證。
圖2 新西蘭兔角膜板層移植模型術后基質修復觀察到實驗組（Col-AMS，Col-AMI）的瘢痕形成明顯少于對照組（Control，Col）。
論文的第一作者為華南理工大學材料科學與工程學院博士研究生趙軒，共同通訊作者為宋文婧講師與任力教授。該工作得到了國家重點研發計劃資助（2017YFC1105000）、國家自然科學基金（51232002, 51603073）、廣州市珠江科技新星項目（201710010195）、廣東省科技計劃項目（2014B090907004, 2017A030313294）和中央高校基本科研專項資金的資助。
附：雜志封面
論文連接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/bm/c8bm01054d
