謝立信團隊在眼科材料領域取得系列重要進展

角膜盲是我國主要的致盲性眼病之一，全國當前約有400萬患者，且每年新增約10萬例。面對這一重大公共衛生問題，中國工程院院士謝立信團隊聚焦組織工程角膜及新型眼用制劑等關鍵技術，開展跨學科協同研究，在感染性角膜炎治療、角膜新生血管干預及供體角膜替代材料研發等領域取得多項重要突破，相關研究成果在Advanced Materials、Advanced Science等國際知名材料學期刊發表，為我國角膜盲防治提供了重要的科技支撐。

01 感染性角膜炎材料研究：突破耐藥性難題

“病毒狀”仿生納米馬達制備示意圖

感染性角膜炎是角膜盲的主要原因之一，約20%致盲病例由眼部感染引發。抗生素是臨床治療的一線療法，但新型抗生素研發進展緩慢，細菌耐藥性問題日趨嚴重。此外，眼組織的獨特生理和解剖特性限制了藥物的停留時間和滲透性，導致生物利用度降低。

針對上述臨床難題，謝立信團隊創新設計了一種“病毒狀”仿生納米馬達，通過結合物理抗菌方式和納米馬達技術，并借助靶向策略，成功實現對耐藥菌及其生物膜的高效清除（Advanced Materials，2025），并研發了觸變型納米復合水凝膠（NHC），使藥物在眼表的滯留時間延長至2小時以上（Chemical Engineering Journal，2024）。史偉云教授開發了離子型有機分子籠納米酶（OMCzyme），顯著提升藥物的角膜穿透性（Advanced Healthcare Materials，2024）。另外，針對感染性角膜炎多階段治療的臨床需求，謝立信院士團隊還研發出一種序貫釋放藥物的多功能可注射水凝膠（SQPV），有效促進感染性角膜炎的抗感染、抗炎、增殖和重塑四個階段的愈合過程（ACS Nano，2023）。

02 角膜新生血管材料研究：多重聯合治療新突破

NCCR治療角膜新生血管的模式示意圖

角膜新生血管是角膜炎癥性疾病的共同終末病理表現，也是導致角膜盲的常見病因，而傳統療法藥物應答率低、副作用顯著。針對這一問題，團隊成員、高華教授開發了一種基于金屬有機配位反應的活性藥物成分納米酶(PC-DS NE)，該體系通過硫酸亞鐵、抗炎藥物雙氯芬酸鈉與天然抗氧化劑原花青素的協同作用，展示出良好的生物相容性、自級聯氧化還原調節能力和顯著的抗炎活性，并有效抑制了角膜新生血管的生成（Small，2024）。

針對角膜新生血管治療的單一靶點藥物應答不佳和快速耐藥等臨床瓶頸，高華研發了一種中性粒細胞工程化納米囊泡衍生藥物（NCCR），通過抗炎/抗VEGF療法與光動力治療的聯合應用，實現了角膜新生血管的多維度治療，展示了其在角膜新生血管治療中的巨大潛力（Advanced Materials，2025）。

03 新型供體角膜替代材料：解決供體匱乏難題

人角膜細胞外基質來源的仿生角膜植片的研發

角膜移植是角膜盲患者恢復視力的最終手段，但供體角膜嚴重匱乏，年均復明僅約1萬例。針對這一供需矛盾，團隊成員、史偉云教授首次利用豬角膜制備了反基質纖維納米管水凝膠支架，并通過灌注重組人膠原，構建具有角膜超微特征的仿生基質，實現了動物角膜的人源化改造（Biomaterials，2024）。此外，團隊開發了首個用于穿透性角膜移植的無細胞生物支架，可有效抵抗角膜水腫，實現全層基質替代（Advanced Healthcare Materials，2024）。

在前期研究基礎上，團隊創新開發人細胞外基質來源的無縫合仿生角膜，具有與供體角膜相似的組織學、光學和力學特性，并表現出比傳統組織工程角膜更佳的抗降解、抗溶脹能力，可促進創傷愈合，減少術后并發癥，快速恢復角膜基質結構特征和功能，為角膜移植提供了更優的替代方案（Advanced Science，2025）。

04 構建仿生藥物遞送系統負載維替泊芬治療青光眼的新策略

PM@SPE/VP的合成過程及青光眼治療作用示意圖

青光眼是全球首位不可逆性致盲眼病，一旦確診需終身隨訪治療，且隨病情進展青光眼患者生活質量會受到嚴重影響。目前，臨床上使用的降眼壓藥物難以改善POAG患者小梁網細胞外基質（ECM）沉積這一主要病因，療效欠佳。前期研究發現并初步驗證維替泊芬（VP）通過抑制YAP，激活Hippo信號通路，降低膠原等小梁網ECM表達，實現強效降眼壓作用，但是其生物利用度不足、半衰期短是其走向臨床應用的瓶頸問題。

近期，謝立信團隊構建了仿生藥物遞送系統（PM@SPE/VP）：通過采用含硫醚鍵的超支化聚磷酸酯（SPE）作為載體，實現青光眼活性氧微環境響應釋放維替泊芬（VP），延長治療時長；進一步利用血小板膜（PM）與暴露膠原蛋白的強相互作用特性，用PM包裹納米顆粒實現小梁網的精準遞送。在激素誘導的高眼壓（OHT）小鼠模型中，前房注射PM@SPE/VP可實現47.7%的眼壓下降效果，并持續維持14天。為青光眼的長效治療開辟了新思路。

近日，研究成果發表在國際知名學術期刊Advanced Functional Materials（影響因子:19.0,中科院一區，Top期刊）。

未來展望：推動眼科材料學進一步發展

近年來，謝立信團隊在眼科醫工結合方面的深耕，不僅成功解決了當前角膜盲治療中的諸多難題，同時為未來眼科生物醫用材料的發展進行了卓有成效的積極探索。

未來，團隊將繼續深化角膜替代材料和新型眼用制劑的研究，推動更多原創性成果的轉化應用，特別是在耐藥菌感染性角膜炎、角膜新生血管及供體角膜替代材料等領域，團隊將進一步探索新型材料的臨床應用，力爭在眼科疾病治療中實現更大突破。