[发明专利]一种角膜的辐照灭菌方法及其灭菌角膜

说明书

一种角膜的辐照灭菌方法，采用钴60辐照源产生的γ射线对角膜进行辐照；先将角膜置于填充制冷剂的保温容器中；通过制冷剂保证角膜在辐照全过程中保持在低于0℃的低温状态下。采用本发明灭菌方法，在γ射线辐照灭菌后的角膜在透明度、韧性和亲水力几乎不发生改变，有利于延长角膜的保存时间。

所属领域

本发明涉及一种角膜的灭菌方法，具体地讲是一种利用辐照方法对角膜进行灭菌的方法。本发明涉及的角膜包括同种异体和异种异体角膜。

背景技术

基于中国角膜供体的严重缺乏现状，随着我国组织工程角膜技术的发展，异种异体角膜在临床应用的需求增加，异种异体角膜替代领域的研究更是取得了举世瞩目的成就。特别是以猪角膜为供体来源的脱细胞猪板层角膜的应用成果被国外科学界誉为中国当代五项重大创新之一。目前国内市场提供的以猪角膜为供体来源的脱细胞猪板层人工角膜产品，其中部分产品通过了中国相关部门市场准入审批进入临床使用，为我国由于角膜供体缺乏而造成的“角膜移植危机”提供了有效解决方案和光明的前景。

角膜作为一种用于植入人体的医用材料产品(无论是同种异体还是异种异体)都有极其严格的灭菌要求。特别是以动物角膜作为来源的人工角膜在临床应用范围的不断扩大，有望在较短的时间内成为角膜移植中广泛使用医疗器械产品。但作为植入类医疗器械产品的脱细胞人工角膜应当具有更高的灭菌要求。在早期关于异种异体角膜制备方法的专利及相关文献中所公开的灭菌方法是基于人角膜的药物灭菌方法。例如，目前我国同种异体角膜的移植手术前的灭菌方法使用妥布霉素溶液冲洗消毒，这种方法仅能达到抑菌的作用，而不能达到完全杀灭细菌、病毒等所有微生物的作用。随着各种新的灭菌的技术的成熟及广泛的应用，其中辐照灭菌技术引入角膜的灭菌处理。

辐照灭菌是利用电离辐射产生的电磁波杀死大多数微生物的一种有效方法，其原理在于电离辐射直接破坏生物的DNA和大分子蛋白质，导致微生物死亡。由于其不升高灭菌对象的温度且穿透力强，是医疗器械灭菌的常用方法之一。我国对于一些灭菌要求较高的医疗器械产品要求必须通过剂量不低于25kGy钴60的辐照灭菌。所以，2010年以后所公开的人工角膜制备方法中基本上都是采用钴60的辐照方法对人工角膜灭菌。其中第CN1041189957A中国专利中提出辐照剂量范围14～25kGy之外，其它同时间的专利文献均采用剂量25kGy的辐照灭菌。

但是通过大量的角膜辐照灭菌试验结果来看，辐照灭菌后，角膜的透明度、生物力学特性均有比较明显的下降。而美国国际组织库(Tissue Banks International,TBI)于2015年10月发表的文章《Physical and Biological Characterization of the Gamma-Irradiated Human Cornea》中也曾提到，使用的TBI角膜进行辐照灭菌试验，并通过对比辐照前后角膜的透明度、韧性和亲水力变化的试验数据分析后指出，常温条件下对人来源的角膜供体进行辐照灭菌，常温下的伽马射线使得人角膜的细胞外基质结构相对于新鲜角膜发生一些改变。其中包括基质层内的胶原纤维的密度相对于新鲜角膜明显减小，以及角膜的热变性温度降低，特别是角膜外周的热变性温度明显降低。但是，伽马射线灭菌后的角膜的物理特性与新鲜角膜的差异不大，角膜的透光率影响不大。因此该论文给出的研究结论是，“相对辐照后的角膜与新鲜角膜之间的生物学和物理学特性相相似，相对于伽马射线角膜的保质期更长并减少排斥的风险，所以γ辐照灭菌角膜可能是各种眼科角膜移植手术中合适的组织替代品。

当前国内外对角膜辐照灭菌的相关研究数据显示，在常温辐照灭菌的过程中，辐照室的温度在常温下通常高于30℃。例如，在南方夏季室温达到30℃时，辐照室内的温度大约可达到50℃。而在这种温度下，角膜的胶原蛋白在辐照过程中已经发生变性，角膜理化性能、特别是透明度变化较大。即使在北方室温较低的情况下，辐照室内的温度也可达到30℃左右。这个温度下也同样会对保持角膜的透明度产生较大的影响。