$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Rogaczka jest przezroczystą, bezzwoaczową strukturą, która odpowiada za około dwie trzecie siły refrakcyjnej oka, co sprawia, że jej strukturalna i funkcjonalna integralność jest niezbędna dla widzenia1. Ze względu na bezpośrednie narażenie na środowisko zewnętrzne, rogówka jest bardzo podatna na urazy, infekcje, uszkodzenia chemiczne i powikłania pooperacyjne2,3. Niemożność szybkiego i skutecznego przywrócenia integralności nabłonka może prowadzić do trwałych defektów nabłonkowych (PED) i przewlekłych owrzodzenia rogówki, prowadzących ostatecznie do stopienia stromy, perforacji, blizn i nieodwracalnej utraty wzroku4,5. Konwencjonalne terapie – w tym środki smarowe, proflaktyka antybiotykowa i krople do oczu z surowicą autologiczną – często zapewniają tylko częściową korzyść i nie zapewniają wystarczająco dobrego wsparcia naprawy stromy w umiarkowanych do ciężkich defektach6,7,8.
Aby przeciwdziałać tym ograniczeniom, terapie oparte na biomateriałach stały się obiecującymi alternatywami ze względu na ich zdolność do ochrony rany, wspierania naprawy nabłonka i przywracania tkanki stromy9,10,11,12,13,14. Hydrożele są szczególnie atrakcyjne ze względu na ich biokompatybilność, przejrzystość optyczną, możliwość dostosowania zachowania mechanicznego i zdolność do włączania substancji terapeutycznych. Zarówno naturalne, jak i syntetyczne hydrożele, w tym żelatyna15,16,17, kolagen18,19, chitozan20,21, polietylenoglikol (PEG)22,23 i kwas hialuronowy18,24, wykazały potencjał w promowaniu gojenia ran rogówki. Wśród nich, hydrożele na bazie żelatyny są szczególnie cenne ze względu na pochodzenie od kolagenu i właściwe motywy adhezji komórkowej.
Foto-sieciowanie hydrożeli oferuje dodatkową zaletę, umożliwiając solidyfikację na żądanie bezpośrednio na powierzchni oka, umożliwiając precyzyjne umieszczenie i poprawioną stabilność mechaniczną bez szwów. Sieciowanie za pośrednictwem ryboflawina, pierwotnie opracowane do leczenia stożkowatości rogówki, zostało ostatnio zaadaptowane do fotopolimeryzacji hydrożeli ze względu na doskonałą biokompatybilność, bezpieczeństwo okulistyczne i zdolność do generowania reaktywnych form tlenu, które indukują sieciowanie w świetle widzialnym lub UV25,26. Światło niebieskie (≈445 nm) jest szczególnie korzystne w zastosowaniach rogówkowych, umożliwiając efektywne sieciowanie, unikając ryzyka związanego z UV27,28,29.
Niniejszy artykuł przedstawia produkcję, wzbogacanie i zastosowanie chirurgiczne foto-sieciującego hydrożelu składającego się z 5% (w/v) żelatyny i 0,01% (w/v) ryboflawinofosforanu (RFP). Podano szczegółowy protokół dotyczący przygotowania hydrożelu in vitro, w tym opcjonalne uwzględnienie ekstraktu błony płodowej ludzkiej (HAMe) lub surowicy autologicznej (AS), a także zastosowanie in vivo w modelu króliczej keratektomii stromy. Wiadomo, że HAMe wywiera działanie przeciwzapalne, przeciwfibrotyczne i proregenerujące na powierzchni oka30,31,32,33,34,35, podczas gdy surowica autologiczna zapewnia podobne do łez stężenia witaminy A, EGF, fibronektyny i innych czynników wzrostu niezbędnych do regeneracji nabłonka36,37,38. Razem, te elementy wspierają ponowne nabłonkowienie, zmniejszają stan zapalny i potencjalnie zapobiegają degradacji stromy39,40.
Mimo że opisane podejście zapewnia kontrolowane fotopolimeryzowanie i personalizowaną bioaktywność, jego zastosowanie jest obecnie ograniczone do powierzchownych i średnich defektów stromy i wymaga ekspozycji na niebieskie światło w linii wzroku, co może ograniczać stosowanie w opakowujących lub głęboko zinfekowanych tkankach. Poprzez integrację przygotowania i wzbogacania hydrożelu, obsługi okulistycznej i opieki pooperacyjnej, w tym częściowej bocznej tarzoraphii