第一章 绪论
1.1 角膜上皮损伤
1.1.1 解剖与病理
角膜为眼球最前部的结构。角膜由3种不同细胞成分组成，包括上皮、基质和内皮层。各层之间又分别被前弹力膜和后弹力膜两层特别的基底膜分开。角膜上皮共由4-6层细胞组成，全层透明。在形态上，角膜上皮又被分为3层，分别是处于表层的鳞状细胞、处于中间层的翼状细胞以及位于基底层的柱状细胞。上皮细胞与上皮细胞彼此之间可以通过桥粒而形成紧密连接。基底层细胞作为角膜上皮的生发层，可以分裂出子细胞向浅表移行，参与创伤后上皮的修复。角膜上皮基底膜位于基底上皮细胞和基质之间，并与基底上皮细胞通过半桥粒相互连接，在维持平衡和促进伤口愈合中发挥着重要作用[1]。基底上皮细胞可以被分为角膜缘上皮干细胞（Limbal Epithelial Stem Cell，LESC，简称SC）和短暂扩增细胞（Temporary Amplification Cell，TAC），两种细胞均具有分裂能力，但分化程度不同，SC发生非对称细胞分裂后得一子细胞SC和一子细胞TAC。其中，SC数量少且仅存在于角膜缘处的上皮基底层内，而TAC则可以通过向心性的迁移，分布在整个角膜上皮基底层中。其中一部分的TAC细胞再进一步向浅表移行和分化，最终形成终末分化细胞（Terminally Differentiated Cell，TDC）并走向凋亡脱落[2-4]。
正常的角膜上皮时刻处于细胞增殖、分化、迁移和凋亡的动态平衡之中，以完成角膜上皮的“自我更新”，从而保持角膜的透明性和正常视功能。
角膜上皮伤口的修复是一个连续且互为交叉的过程，包括上皮细胞的增殖、迁移和黏附[5]。在创伤早期，角膜伤口周围浅表上皮细胞坏死脱落，相应部位的上皮基底细胞发生进行性变扁，在经过最初的调整期后，个别上皮细胞开始膜样运动，随后是成片上皮细胞的滑坡样运动，覆盖上皮缺损区后重新排列分层，完成伤口修复。若伤口处于或靠近角膜缘附近时,，上皮细胞的增殖相对较为活跃，上皮的生长亦是比较迅速；若伤口处于瞳孔中央附近而离开角膜缘时，伤口处上皮细胞的补充则需要由自角膜缘增殖移行而来的上皮细胞先进行向心性的生长，完成补充后的新生上皮细胞再完成上皮细胞的黏附，即上皮细胞与上皮细胞之间的紧密连接，以及上皮细胞与基底膜之间的半桥粒连接[6, 7]。
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1.2 聚多巴胺涂层
海洋中的贻贝类生物通过自身的足丝可以分泌一种黏液，该黏液的黏附能力极强，能借此将自身牢固地固定在大部分基底材料（包括金属、有机材料、无机材料等）的表面[31]。研究分析表明，贻贝黏附蛋白是黏液中的主要成分之一。其中，多巴（3,4-二羟基苯丙氨酸）正是这种黏附蛋白的重要组成部分[32]。多巴中的邻苯二酚基团因为具有很强的还原能力，可以在有氧碱性环境下被氧化成醌，然后再与许多基团共价结合，从而实现与基底材料的牢固黏附[33]。
多巴胺，一种多巴的衍生物质，具有和多巴相似的结构与性质。多巴胺表面含有氨基、羟基、邻苯二酚基等多种官能团，在碱性环境下，通过氧化自聚合的方式可以形成聚多巴胺。形成的聚多巴胺同样具有优秀的亲水性和黏附能力。这种由贻贝启发而来的涂层技术现已被广泛应用于生物医学材料的表面改性研究。
多巴胺的聚合机理是：在碱性有氧的条件下，多巴胺分子中的邻苯二酚基团可以去质子化氧化，先形成多巴胺醌，再通过分子内环化的方式，转化为无色多巴胺中间物质，随后进一步氧化，形成粉红色的多巴胺中间物质。再经历新的一轮氧化重排后，可以形成5,6-二羟基吲哚中间物质，随后再通过分子内、分子间的重排等方式，最终形成深褐色聚多巴胺涂层[34]。
聚多巴胺（Polydopamine，PDA）因其含有邻苯二酚和氨基，可通过范德华力以及氢或配位键或π-π堆栈相互作用，与各种生物材料相互作用。PDA涂层可以很容易地覆盖在几乎所有的材料上，并提供第二反应活性位点，而且具有良好的生物安全性。也因其制备简单而高效，可作为优质的药物载体，现已成为医用材料表面改性的明星材料[35, 36]。
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第二章 黄芩苷修饰的治疗性角膜接触镜的制备与材料学表征
2.2 主要仪器与试剂
本章节中所使用的主要仪器设备及试剂参见下表2-1和2-2。
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2.3 样品制备
样品的制备过程（图2-1示）如下：
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（2）将角膜接触镜浸入PDA-HD溶液（DA：1 mg/mL，Tris缓冲液；HD：2.5 mg/mL；pH=8.0，20°C）24小时沉积PDA-HD涂层。使用蒸馏水充分洗涤后，单层修饰PDA-HD涂层的角膜接触镜为PDA-HD组。
（3）将蒸馏水与二甲基甲酰胺（Dimethylformamide，DMF）进行1:1体积混合，用以配制三种浓度BCL溶液，BCL的浓度分别为1 mg/mL、2 mg/mL、3 mg/mL。配制15.52 mg/mL 1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（1-（3-Dimethylaminopropyl-3-ethylcarbodiimide hydrochloride，EDC）和5.14 mg/mL N-羟基琥珀酰胺（N-Hydroxysuccinamide，NHS）的混合溶液，以1:10的比例对各浓度的BCL溶液进行活化15分钟，随后将已制备出来的修饰有PDA-HD涂层的角膜接触镜分别浸入各浓度的BCL溶液中,置于20°C静置24小时。蒸馏水充分洗涤后，分别得到修饰有不同浓度的BCL的角膜接触镜，为BCL1.0，BCL2.0和BCL3.0组。将未经任何处理的角膜接触镜作为对照组（Control组）样品。
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第三章 黄芩苷修饰的角膜接触镜的体外生物学评价 .................. 20
3.1 引言 .............................. 20
3.2 主要仪器与试剂 ......................... 21
3.3 试验方法 ............................ 22
第四章 黄芩苷修饰的角膜接触镜在角膜损伤中的治疗效果研究 ................... 29
4.1 引言 ..................... 29
4.2 兔体内实验 ................. 29
4.3 结果与讨论 ..................... 30
第五章 总结与展望 ............................ 32
5.1 总结 ........................ 32
5.2 展望 .............................. 32
第四章 黄芩苷修饰的角膜接触镜在角膜损伤中的治疗效果研究
4.2 兔体内实验
所有的动物实验均获得电子科技大学附属医院•四川省人民医院医学伦理委员会的批准。日本大耳白兔（3 kg）来自成都达硕实验动物有限公司。所有动物均适应一周。实验步骤如下：
（1）术前准备：将实验兔进行全身麻醉准备，首先固定实验兔，沿着兔的耳缘静脉注射戊巴比妥钠（30 mg/kg），再使用氯丙嗪（10 mg/kg）肌注。麻醉后，在手术野使用碘伏消毒并铺无菌洞巾，头部固定，手术眼使用开睑器开睑，最后行眼表麻醉。
（2）建立兔角膜损伤模型：用棉签蘸取75%酒精对上皮层全层进行损伤，停留数秒后，用刮刀的刀背彻底刮除损伤后的角膜上皮层，然后用湿润的棉棒继续仔细清理刮除后残留的上皮层，直至整个角膜上皮层被完全去除[73]，以观察到从角膜缘起的全层角膜上皮缺如为标准。将修饰BCL2.0涂层的角膜接触镜随机佩戴至兔子的左眼或右眼，然后将普通的角膜接触镜（Control组）佩戴于对侧作为对照。佩戴角膜接触镜1天后，观察兔角膜上皮的愈合情况。
（3）取材固定：佩戴1天后采集兔角膜样本。将各组日本大耳白兔经耳缘静脉注射空气处死，随后马上摘取双侧眼球并清理眼周多余组织，浸泡于在装有生理盐水的烧杯中，在取材半小时以内进行眼球组织固定，将眼球完全浸泡于眼球固定液中24小时。
（4）HE染色：固定后的角膜经HE染色，包埋、病理切片，使用光学显微镜下（Nikon）观察切片，并用DD70BX51图像系统对切片进行照片拍摄和处理。
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第五章 总结与展望
5.1 总结
本文研发了一种简单易行的方法，采用多巴胺-己二胺作为过渡层，将一种天然多酚材料——BCL创造性地共价固定在角膜接触镜上，从而制备出一款由BCL修饰的多功能角膜接触镜。材料学表征显示，该角膜接触镜不但具有良好的光学性质和抗紫外能力，还具有良好的亲水性和还原性。体外生物学评价显示，该BCL修饰的多功能角膜接触镜，不但具有优秀的抗菌性能，还具有目前大部分角膜接触镜所缺乏的调控炎症和氧化应激微环境的作用。在动物实验中，BCL修饰的多功能角膜接触镜可以实现安全佩戴并促进角膜上皮的早期损伤修复。由此可见，BCL修饰的治疗性角膜接触镜有助于预防感染、调节眼表微环境并促进角膜损伤修复。本研究为治疗性角膜接触镜的表面改性提供了新的思路，也为眼表疾病的治疗提供了新的选择。
参考文献（略）