[发明专利]一种用于人工角膜重建的细胞种植模型

说明书

技术领域

本发明涉及医疗研究技术领域，具体涉及一种用于组织工程人工角膜重建时，在任意载体支架上种植角膜内皮细胞和/或角膜上皮细胞的模型

背景技术

角膜是位于眼睛最前端的透明组织，由上皮细胞层、基质层和内皮细胞层构成。角膜上皮细胞(cornealepithelialcells)由于其特殊位置和结构，很容易受到微生物入侵、机械创伤、化学烧伤和热力烫伤等。角膜缘干细胞(corneallimbalepithelialcells)是角膜上皮细胞更新及再生的源泉。很多严重的眼表疾病如Stevens-Johnson综合征和眼瘢痕性类天疱疮、眼部感染和外伤等都会导致角膜缘干细胞缺乏，进而导致角膜上皮失去再生和修复能力而致盲。角膜最内层由单层角膜内皮细胞(cornealendothelialcells)组成，其物理屏障和离子泵功能对于维持角膜正常厚度、半脱水状态及透明性至关重要，内皮细胞密度必须保持在临界值400-500个/mm2以上才能维持角膜的通透性。^1，2由于体内角膜内皮细胞在体内增殖受限，角膜内皮层损伤修复的主要方式为内皮细胞体积增大和周边的细胞迁移，损耗过多会导致角膜水肿、透明性下降进而影响视功能，甚至导致角膜内皮盲。³据世界卫生组织的统计，每年全世界有490万患者因为角膜疾病而致盲。对于这部分病人，角膜移植是唯一的治愈手段。在中国这个人口大国，眼病盲约有1233万人，占全世界盲人总数的18％，是世界上盲人最多的国家。其中，角膜病是我国的第二大致盲眼病，角膜盲是我国目前最难解决的瓶颈，患者超过300万人，且每年新增20万人，但受到供体角膜材料的短缺及供体角膜细胞低质量等因素的制约，现在每年仅约1万人能通过角膜移植手术得到复明。⁴

近5年，我国在角膜病的基础和临床方面的研究已取得较大成绩，尤其在组织工程角膜研究方面，临床研究已取得了较好的初步效果。组织工程角膜重建为角膜盲患者带来了新的希望。重建的关键是利用种子细胞以及载体支架构建完成人工角膜。目前种子细胞的获取已相当成熟，以各种材料为载体支架进行角膜细胞培养与移植的实验研究开展广泛。^5-8但是，现阶段并没有成熟并规范的细胞种植模型。大部分研究是将载体支架直接放置于培养皿中进行细胞种植。使用这个种植方法在支架表面种植细胞时细胞易发生移行，生长至载体支架的另一面，无法保证细胞的纯度；并且在夹取操作时易损伤支架表面的角膜细胞，导致体内细胞密度下降。^9，10另外，载体支架为了保持极佳的透明度及适宜的机械属性，多数都具有硬度不够，种植细胞及移植操作困难的缺点。特别是进行成分角膜移植时，因为仅对部分厚度的角膜进行重建，所以所需的载体支架厚度非常薄，内皮重建时支架厚度仅为100μm。在如此脆弱的载体支架上进行细胞种植操作显得格外困难。对支架的夹取、翻转等处理都极易损伤表面的细胞甚至支架本身。而种植细胞的效果会直接影响人工角膜在体内移植的治疗效果。即使是使用了优良的种子细胞，如果种植过程中细胞纯度和密度达不到要求，均会导致移植的失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种新型的的细胞种植模型，以避免载体支架在细胞种植过程中发生的移位、蜷曲问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于人工角膜重建的细胞种植模型，包括一用于细胞种植的载体支架以及一用于支撑所述载体支架的支撑壳体。

本发明的进一步改进在于，所述支撑壳体包括一第一管体与一第二管体，所述载体支架的外缘形成一固定区域，所述固定区域夹紧固定于所述第一管体与所述第二管体的管口之间，所述载体支架正对所述第一管体的表面形成一第一种植面，所述载体支架正对所述第二管体的表面形成一第二种植面。

本发明的进一步改进在于，所述支撑壳体进一步包括一第三管体，所述第三管体套设于所述第一管体与所述第二管体外侧，且包覆固定于所述固定区域。

本发明的进一步改进在于，所述载体支架与所述支撑壳体置于一培养皿内。

本发明的进一步改进在于，所述固定区域为一封闭环形区域。

本发明的进一步改进在于，所述封闭环形区域的宽度为1-2mm。