真菌性角膜炎是角膜溃疡的主要原因，也是导致眼睛相关疾病和失明的主要因素。这种疾病可能引发严重的感染，导致视力丧失。由于强烈的炎症反应、氧化应激和非定向修复过程，角膜白斑等疤痕很容易形成，从而降低了角膜的透明度，严重影响人们的视力和生活质量。基于这个重要的临床问题，清华大学深圳国际研究生院弥胜利、孙伟教授团队与北京大学第三医院眼科冯云教授团队合作进行了各种尝试。
图1. 水凝胶定向修复角膜基质及其抗氧化、抗真菌治疗的机制图
目前，治疗真菌性角膜炎的方法包括药物治疗和手术干预。常用的药物包括两性霉素B和氟康唑，但由于药物毒性而存在一定的局限性。手术干预通常涉及角膜移植，然而，这种手术复杂度高，术后并发症风险较大。因此，开发一种具有多功能性的水凝胶系统来治疗真菌性角膜炎、减少白斑并促进愈合显得尤为重要。然而，目前许多水凝胶系统存在一些不足之处，例如通常表现出单一的功能缺乏对角膜溃疡愈合过程的干预，无法充分解决抗真菌、抗炎、定向修复角膜基质层、抑制白斑形成等问题。另外，对角膜独特的胶原纤维定向排列的忽视也会影响治疗效果。因此，开发一种新型的多功能水凝胶系统，能够整合抗真菌、抗炎和定向修复等特性，并考虑角膜胶原纤维的排列情况，将有望对真菌性角膜炎的治疗带来重要的突破。
团队提出了一种新型多功能水凝胶系统，通过整合抗真菌、抗炎和定向修复特性来治疗真菌性角膜炎、减少白斑并促进愈合。此外，团队还深入研究了抑制白斑的生物学机制，研究开发了基于3D打印挤出方法结合二次图案化的定向纤维素水凝胶系统，通过形成粘着斑与角膜基质细胞外基质相互作用，诱导角膜基质正交定向修复；深入研究了减小角膜白斑的机制，如模仿胶原纤维正交排列，抑制炎症、消除活性氧、减少角膜白斑信号通路等。总之，本研究中纤维素水凝胶系统模拟了胶原纤维的正交排列，抑制了炎症，消除了活性氧，减少角膜白斑，在真菌性角膜溃疡的治疗中具有重要意义，并有望在角膜组织工程领域开启新的篇章。
图2. 水凝胶系统在真菌性角膜溃疡大鼠模型中治疗示意图及不同处理下的眼表情况
相关成果近期以“定向纤维素水凝胶：用于减少角膜白斑和治疗真菌性角膜溃疡的定向组织再生研究（Oriented Cellulose Hydrogel: Directed Tissue Regeneration for Reducing Corneal Leukoplakia and Managing Fungal Corneal Ulcers）”为题，发表在国际生物医学领域知名期刊《生物活性材料》（Bioactive Materials）。
本论文通讯作者为弥胜利、孙伟和冯云，论文第一作者为深圳国际研究生院2019级博士董丽娜、博士后范梓欣。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X24002688
文：董丽娜
编辑：叶思佳
审核：陈超群
