研究进展：“纳米材料”应用于眼科治疗

引言：“纳米材料”应用于眼科治疗进展如何？

什么是“纳米材料”？

纳米材料一般是指直径1~1000nm的纳米颗粒。纳米颗粒既能单独应用，也能和其他材料组成复合物来改善材料性能。纳米材料被广泛应用于眼科疾病的治疗中，既往相关研究集中在通过纳米材料递送药物方面。近年来再生医学和基因治疗迅速发展，人们逐渐发现纳米材料应用于这些方面也很有潜力。

纳米材料参与药物递送

1.纳米药物递送系统在眼表疾病中的应用

滴眼液是治疗眼表疾病最常用的手段，但普通滴眼液常有眼表停留时间短、角膜通透性低的问题。Sun等为了解决这些问题，制备了苯硼酸‑壳寡糖‑维生素E共聚物，用于黏附伏立康唑负载的纳米蛋白。苯硼酸含有的苯基取代基和羟基可在生理pH下与角膜蛋白上的唾液酸残基形成络合物，壳寡糖携带的正电荷可与带负电的唾液酸残基形成静电相互作用。结果显示该体系在兔眼真菌性角膜炎模型中显著增加了药物保留率。有学者用辛基三甲基硅烷和微乳液结合制备硅壳纳米颗粒来搭载比马前列腺素，喷涂在隐形眼镜上，发现兔泪液在72 h内的所有时间点都显示出比使用滴眼液和传统浸泡镜片组有着更高的药物浓度。

2.纳米药物递送系统在后囊膜混浊（PCO）治疗中的应用

白内障是视力障碍的主要原因，PCO是现代白内障手术最常见的长期并发症，术后可引起严重的视力损伤。近年来，国内外研究团队在对PCO的防治上主要集中在改善手术技术、人工晶状体设计以及药物治疗的方式，纳米材料在人工晶状体设计和递送药物到后囊膜方面起到了非常重要的作用。

3.纳米药物递送系统在眼后节疾病中的应用

在眼后节疾病的治疗中，眼部屏障尤其是血眼屏障的存在导致药物递送到眼后节受到限制，因此增强药物的渗透性和靶向 性在用于眼后节治疗的药物载体中显得尤为重要。结膜下注射是眼后节给药的途径之一，注射到结膜下的药物可通 过巩膜进入眼内，并通过结膜血液和淋巴流动直接清除。Pandit等为了解决抗血管内皮生长因子（VEGF）药物的渗透性，应用化学溶剂蒸发法制备了壳寡糖包裹的PLGA纳米颗粒，并采用4因子、3级Box‑Behnken统计设计优化，发现优化的壳寡糖‑PLGA纳米颗粒包被贝伐珠单抗在巩膜上的通透性明显优于普通溶液。

纳米材料用于眼再生医学

近年来，再生医学发展迅速，在治疗角膜、晶状体和视网膜疾病中，再生技术可能能使损伤的组织恢复功能。目前，再生策略仍处于研究早期阶段，而纳米材料能制成支架维持组织形态，用于调节干细胞的迁移、增殖和分化，还能搭载药物促进细胞代谢和活性，是再生过程中的有力辅助工具。

1.纳米材料在角膜再生中的应用

角膜再生中的临床前试验研究重点目前在角膜基质细胞和角膜内皮细胞的再生长和分化上，第一阶段的临床应用主要是培养基质层干细胞来愈合患者的基质层瘢痕。用于角膜组织再生的支架需要有良好的透光率和降解性能，天然的纳米材料透光率好，但比合成材料机械强度弱，降解更快，因此近些年的研究者们更倾向将不同的天然纳米材料与合成型聚合物组成混合物来作为支架，并调节它们的比例，将材料的优点最大化。

2.纳米材料在晶状体再生中的应用

再生医学的发展使得晶状体再生取得了重大进展。Lin等创造了一种新的撕囊方式，大大减小了撕囊时对前囊膜的损伤，能更大程度保存晶状体上皮细胞（LEC）的完整性，他们的实验中兔子和幼儿分别在7周和5个月后长出了透明双凸的晶状体。

3. 纳米材料在视网膜再生中的应用

视网膜色素上皮（rRPE）再生的诱导常用来治疗视网膜退行性疾病，仿生支架的使用常常会提高RPE的植入成功率，支持视网膜再生的支架需要能模拟细胞外基质（ECM），促进视网膜再生中的细胞增殖、迁移、黏附和形态支持的能力。

纳米材料作为基因载体

基因治疗在眼科疾病防治中有巨大的潜力，一方面血‑眼屏障使眼睛的免疫系统对外来抗原相对耐受，另一方面有很多遗传性眼病的突变基因已被识别，为基因治疗开发提供了众多靶点选择。基因治疗的常用载体包括腺相关病毒、腺病毒和慢病毒等，但是病毒类载体存在安全性、基因载量有限和高昂成本等局限，人们在寻找可以替代的非病毒载体方面作出了重大努力，纳米材料是其中被广泛研究的一种。

1.纳米基因载体在眼表疾病中的应用：提高基因转染的效率和实现角膜穿透是近年来角膜基因治疗研究者们主要努力的方向。

2.纳米基因载体在视网膜疾病中的应用：玻璃体注射的纳米颗粒能否成功到达视网膜主要取决于注入物的电荷和大小，近年来研究者不断寻找开发新型纳米材料或复合材料来增加基因载体在视网膜的穿透性和转染效率。

以上内容摘自：陈姝颖,傅秋黎,姚克.纳米材料应用于眼科治疗的研究进展[J].中华眼科杂志,2022,58(10): 831-838. DOI: 10.3760/cma.j.cn112142-20220130-00043.