当前位置: 首页 > 期刊 > 《中华眼科杂志》 > 2000年第1期
编号:10245335
角膜中期保存液的研制和临床应用
http://www.100md.com 《中华眼科杂志》 2000年第1期
     作者:董晓光 谢立信 张新晨 史伟云 李伟 袁风波

    单位:

    董晓光(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071);谢立信(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071);张新晨(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071);史伟云(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071);李伟(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071);袁风波(青岛,山东省医学科学院眼科研究所 266071)

    关键词:角膜;角膜移植;穿透性;保存液;中期

    中华眼科杂志000106 【摘要】 目的 研制一种适合我国眼库使用的保持角膜活性的中期保存液。方法 配制新的角膜活性中期保存液(DX液),按不同天数保存兔角膜植片,分别进行角膜内皮细胞活性率、酶组织化学联合染色及超微结构观察,并将在DX液中保存2~11 d的37只人眼角膜植片应用于临床穿透性角膜移植手术中。结果 兔实验结果显示,DX液与Optisol液差异无显著性(P>0.05)。37只人眼角膜植片术后1周内全部透明,内皮细胞密度均值为(2 204.56±689.56)个/mm2。结论 DX液作为我国眼库角膜活性中期保存液安全可靠。
, 百拇医药
    A report on investigation and clinical application of corneal storage media

    DONG Xiaoguang, XIE Lixin, ZHANG Xinchen

    (Institute of Ophthalmology, Shandong Academy of Medical Sciences(Email: lixinxie @ public.qd.sd.cn), Qingdao 266071,China)

    【Abstract】 Objective To develop intermediate term storage media suitable for Chinese eye banks. Methods Corneal buttons of rabbits were stored in DX solution freshly prepared. After storage for several days, the survival rate of the corneal endothelial cells was examined, enzymohistochemical staining and ultrastructural examinations were carried out for the buttons. Thirty-seven human corneas stored in DX solution for 3-11 days were used for corneal transplantation, clinically. Results There was no significant difference between rabbit corneal buttons stored in DX sol. and in Optisol in any indices studied. 37 grafts were all transparent in 1 week after transplantation, and the mean endothelial cell density was (2 204.56±689.56) cells/mm2. Conclusion As a safe and efficient intermediate term (about 1 week) storage medium, DX sol. is appropriate for Chinese eye banks.
, 百拇医药
    【Key words】 Cornea; Keratoplasty, penetrating; Storage media; Mid-term

    自M-K液[1]问世以来,角膜活性中期保存技术已成为各国眼库保持角膜活性最主要的方法[2,3]。Optisol液为目前各国最常用的角膜中期保存液[4],但由于价格和来源等原因,目前在我国尚难以推广应用。为了解决这一问题,我们研制了一种新的、适合于我国国情的角膜活性中期保存液(DX液)并应用于临床,现将其结果分析、报告如下。

    材料和方法

    1.DX液的配制:以细胞培养基MEM(美国Gmbh公司)作为基础液,加入0.05 mmol/L地塞米松(上海新华制药厂)、2.5%硫酸软骨素(美国Sigma公司)、1%葡聚糖(分子量4×104,上海化学试剂厂)、105 U/L妥布霉素、0.03% L-谷氨酰胺,用HEPES (美国Sigma公司)缓冲液调节,pH为7.2~7.4,渗透压浓度为350~410 mmol/L。每20 ml分装,4℃冰箱保存,备用6个月。
, 百拇医药
    2.兔角膜内皮细胞活性观察:取新西兰白兔带2 mm宽巩膜的全层角膜片74只,其中37只分别置于20 ml DX液中,另外37只分别置于20 ml Optisol液中做对照。4℃下保存,于第5、7、10、15、20天,在两液中分别任选5只角膜片行0.25%茜素红和1%台盼蓝联合染色[5],计算内皮细胞活性率。

    3.兔角膜内皮细胞酶组织化学染色:取上述保存7、15 d的角膜片各4只,共16只,做常规组织冷冻切片,行酶组织化学染色,包括琥珀酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶染色,并应用德国产VADAS-21型显微图像分析系统,定量测定各种酶染色的透光密度值。

    4.兔角膜内皮细胞超微结构观察:取上述保存10、20 d的角膜片各2只,共8只,进行常规处理或制作超薄切片,在日本JEOL公司生产的JEM-840型扫描电镜和日本JEOL公司生产的JEM-1200EX型透射电镜下,观察内皮细胞超微结构。
, 百拇医药
    5.临床应用观察:由眼库提供因各种原因死亡后6 h内取下的人眼健康角膜67只,分为两组,一组37只保存于DX液中,另一组30只保存于 Optisol液中,保存不同时间后,均用于临床穿透性角膜移植手术中。在手术时用联合染色方法观察钻取植片后剩余的周边角膜内皮细胞的活性率和活性密度[5],并在术后1周内用日本TOMY公司生产的EM-1020型内皮显微镜观察植片内皮细胞的形态和密度,进行内皮细胞图像分析。

    6.统计学处理方法:临床观察指标均采用Foxpro建立数据库,SPSS 6.0软件包进行统计学处理,所有数据均经统计学t检验。

    结果

    1.兔角膜内皮细胞活性率的变化:见表1及图1~4。经统计学处理,在两种保存液中保存不同时间内皮细胞活性率比较,差异无显著性(P>0.05)。
, 百拇医药
    图1 DX液保存10d的兔角膜内皮细胞台盼蓝-茜素红染色×100

     图2Optisol液保存10d的兔角膜内皮细胞台盼蓝- 茜素红染色×100

     图3 DX液保存20d的兔角膜内皮细胞台盼蓝-茜素红染色×100

     图4 Optisol液保存20d的兔角膜内皮细胞台盼蓝 -茜素红染色×100

    表1 两种保存液中保存不同时间兔角膜内皮细胞活性率比较(±s,%) 保存液

    时 间(d)

    5

, 百拇医药     7

    10

    15

    20

    DX液

    99.6±5.8

    98.6±0.5

    98.6±0.5

    93.6±4.2

    91.3±4.4

    Optisol

    液

    99.3±0.3
, 百拇医药
    99.3±0.3

    98.7±0.4

    94.2±2.8

    90.3±2.8

    t值

    0.12

    0.00

    0.35

    1.28

    0.18

    P值

    >0.05

    >0.05
, 百拇医药
    >0.05

    >0.05

    >0.05

    2.酶组织化学染色观察:在DX液和Optisol液中保存7、15 d的兔角膜内皮细胞3种酶组织化学染色均呈阳性反应;其染色透光密度值见表2。两组保存液染色透光密度值比较,差异均无显著性(P>0.05)。

    表2 两种保存液中保存7、15 d兔角膜内皮细胞染色透光密度值比较(±s) 保存液

    (7 d)

    酶组织化学染色

    乳酸脱氢酶
, 百拇医药
    琥珀酸脱氢酶

    葡萄糖-6-

    磷酸脱氢酶

    DX液

    1.03±0.07

    0.98±0.23

    0.89±0.15

    Optisol液

    1.91±0.11

    1.23±0.41

    0.91±0.55

    t值
, http://www.100md.com
    2.60

    1.50

    0.10

    P值

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    保存液

    (15 d)

    酶组织化学染色

    乳酸脱氢酶

    琥珀酸脱氢酶

    葡萄糖-6-
, 百拇医药
    磷酸脱氢酶

    DX液

    1.69±0.28

    1.64±0.29

    1.22±0.37

    Optisol液

    1.94±0.31

    1.97±0.25

    1.47±0.23

    t值

    1.20

    1.72
, http://www.100md.com
    1.15

    P值

    >0.05

    >0.05

    >0.05

    3.细胞超微结构改变:在DX液和Optisol液中分别保存10 d的兔角膜内皮细胞扫描电镜和透射电镜检查基本正常。保存20 d后,扫描电镜显示内皮细胞均边界清楚,大小欠一致;透射电镜显示细胞膜均完整,部分线粒体肿胀,细胞内有空泡(图5~12)。
, 百拇医药
    图5 DX液保存10D的兔角膜内皮细胞扫描电镜观察×800

     图6 Optisol液保存10d的的兔角膜内皮细胞扫描电镜观察×800

     图7 DX液保存20d的兔角膜内皮细胞扫描电镜观察×800

     图8 Optisol液保存20d的兔角膜内皮细胞扫描电镜观察×800

     图9 DX液保存10d的兔角膜内皮细胞透射电镜观察×10000

     图10 Optisol液保存的10d兔角膜内皮细胞透射电镜观察×10000

     图11 DX液保存20d的兔角膜内皮细胞透射电镜观察×10000
, 百拇医药
    图12 Optisol液保存20d的兔角膜内皮细胞透射电镜观察×10000

    4.临床应用结果:在DX液中的37只人眼角膜,分别保存2~11 d,平均5.54 d,在Opitsol液中的30只人眼角膜,分别保存2~13 d,平均6.63 d,两组保存时间比较,差异无显著性(t=1.78, P>0.05)。角膜片供、受体平均年龄DX液和Optisol液分别为:供体29.05岁和24.16岁(t=1.97);受体41.76岁和39.28岁(t=0.86),两组供、受体平均年龄比较,差异无显著性(P>0.05)。术前两种保存液角膜内皮细胞活性率均值分别为(90.00±9.25)%和(91.88±3.70)%, 差异无显著性(t=0.14,P>0.05)。术后1周内67只植片全部透明。DX液和Optisol液保存的角膜植片内皮细胞图像处理结果:平均密度分别为(2 204.56±689.59)个/mm2和(2 392.41±807.72)个/ mm2,两组差异无显著性(t=0.69,P>0.05);内皮细胞平均面积分别为551.18 μm2和505.84 μm2,两组差异无显著性(t=0.00,P>0.05);内皮细胞最大面积分别为1 318.87 μm2和984.89 μm2,两组差异无显著性(t=1.50,P>0.05);内皮细胞最小面积分别为153.24 μm2和184.91 μm2,差异无显著性(t=0.60,P>0.05);六边形细胞所占比例分别为54.0%和48.0%,差异无显著性(t=1.06,P>0.05)。
, http://www.100md.com
    讨论

    80年代前,在穿透性角膜移植手术后早期,角膜植片混浊的主要原因为保存的供体角膜内皮细胞活性不良;随着眼库保存技术的进步,现代穿透性角膜移植手术后失败的主要原因是免疫排斥反应导致的角膜植片混浊。在单纯依靠进口Optisol液不能满足需要的情况下,我国多数眼库仍然使用湿房保存方法,如果我们能够制作一种配制简单,价格相对低廉,且保存水平接近国外Optisol液的角膜活性中期保存液,将有益于我国眼库工作的发展。

    DX液与Optisol液成分的不同之处在于DX液含有地塞米松,并去除了TC-199和多种维生素、上皮细胞生长因子等繁杂成分。中期保存液均以细胞培养基作为基础液,为保存的角膜提供所需的营养物质。4℃状态下,内皮细胞的代谢处于明显的低下状态,亦不产生增殖[6,7],细胞只需要最基本的营养物质。目前我们尚不能生产一种满足细胞全部生理代谢所需物质的基础液。MEM是目前最常用和最基本的细胞培养基,它含有所有的必需氨基酸、谷氨酰胺、葡萄糖和主要维生素等物质,为了简化配制过程,我们选用了细胞培养基MEM作为DX液的基础液。
, 百拇医药
    皮质类固醇可以稳定细胞的溶酶体膜及其它生物膜,增强细胞对毒素和损害的抵御能力[8],防止内皮细胞的自溶及稳定细胞内环境,从而更好的保持内皮细胞的形态和功能[9,10],因此,在DX液中加入0.05 mmol/L的地塞米松。实验结果显示,在DX液中保存15d时3种酶活性仍保持高水平,保存20 d的兔角膜内皮细胞活性率高达91.3%;扫描电镜结果显示,在DX液中保存10 d的角膜,内皮细胞无变化,保存20 d时细胞膜仍完整无损;人角膜植片平均保存时间5.5 d,最长时间11 d,其中16只角膜保存时间均在1周以上,术后临床观察和角膜内皮细胞显微镜检查,结果均基本正常,说明人角膜植片保存于DX液中约1周,完全可以满足临床需要。

    评价保存的供体角膜内皮细胞的活性,既往主要是依靠观察手术后1或2周内植片的厚度,在角膜内皮细胞显微镜问世以后,直接观察角膜内皮细胞的方法得到广泛应用。手术后角膜植片如有水肿,内皮细胞呈像将很困难,计算机图像处理系统亦无法工作,因此检查时间宜在术后1或2周进行。如果在眼库保存技术上存在问题,术后早期角膜植片即可出现异常;在2周以后出现的角膜植片混浊多因免疫排斥反应引起,与眼库保存角膜的技术无关。因此选择在术后1周内对保存在DX液中的人角膜植片内皮细胞进行检查,结果显示细胞清晰可见,形态和密度均与Optisol液保存结果无差异,证明了DX液保存人角膜植片的可靠性。
, http://www.100md.com
    参考文献

    1 McCarey BE, Kaufman HE. Improved corneal storage. Invest Ophthalmol, 1974,13:165-173.

    2 Walkenbach RJ, Corwin JG, Ye GS. Corneal function after storage in commercial eye bank media. Invest Ophthalmol Vis Sci ,1991,32:1551-1557.

    3 Kim KS, Edelhauser HF, Holley GP, et al. Corneal endothelial permeability of human tissue after storage in Optisol. Am J Ophthalmol, 1994,117:385-393.
, 百拇医药
    4 Kaufman HE, Beuerman RW, Steinemann TL, et al. Optisol corneal storage medium. Arch Ophthalmol, 1991,109:864-868.

    5 谢立信,李贵仁,白林,等. 人脐带血清营养液活性保存角膜实验研究临床应用报告. 中华眼科杂志,1981,17:294-298.

    6 Treffers WF. Human corneal endothelial wound repair:in vitro and in vivo. Ophthalmology, 1982,89:605-613.

    7 Hoppenreijs VP, Pels E, Vrensen GF, et al. Corneal endothelium and growth factors. Surv Ophthalmol, 1996,41:155-164.
, 百拇医药
    8 Panda A, Kumar G, Basak SK, et al. The effect of corticosteroid and reduced glutathione on the endothelial viability during culture in MK medium. Acta Ophthalmol (Copenh), 1994,72:731-736.

    9 孙秉基,徐锦堂. 角膜病的理论基础与临床. 北京:科学技术文献出版社,1994.23.

    10 王正祥,王丽天,吴念祖,等. 兔放射状角膜切开术超微结构观察. 中华眼科杂志,1993,29:296-298.

    (收稿日期:1999-03-08), 百拇医药