不同于前人在人工晶状体成品上进行改性、载药的模式，该研究使用了“从零开始”的人工晶状体载药新思路，研发了一种用3D打印技术辅助、可快速成形、以聚氨酯丙烯酸酯为主体材料的新型人工晶状体，并在人工晶状体的制作过程中成功将目标抗生素——加替沙星均匀分布于交联网络中，形成了可通过原料配比调控药物缓释行为的释药体系。该研究不仅提高了人工晶状体的药物装载能力，优化了其释药性能，通过体内外实验证明其对术后眼内炎的有效预防及治疗作用，还加强了其力学性能，并保证了其光学性能及良好的生物相容性。这一研究成果为白内障术后眼内炎的临床防治以及研究工作提供了新的选择，研究中所用新人工晶状体载药方式宜可为其他白内障术后并发症的防治提供新思路。

术后眼内炎是一种严重的眼科手术并发症，可导致视力下降、丧失及眼球萎缩，其多发于白内障术后，全球过去20年来该并发症的发生率在0.012% to 1.3%。目前常用预防眼内炎的方法为围手术期使用抗生素眼用制剂、白内障手术结束时前房注射抗生素等，但仍存在生物可利用率低、药物留存时间短等问题。近年来，国内外学者从人工晶状体改性方面入手，在商用人工晶状体上载入目标药物，使人工晶状体作为药物载体，实现目标药物在眼球内的缓释。但目前报道的人工晶状体装载药物方法，仍存在载药量不足、释放时间短、植入难度增加、多余试剂释放导致潜在的细胞毒性或不良反应、使用前需清洗制备的人工晶状体等问题。因此，如何去通过人工晶状体足量、足时地释放抗生素来预防术后眼内炎，亟待寻找新的方式。

新型药物缓释人工晶状体研发流程示意图

为解决目前眼内炎预防及人工晶状体载药方式所面临的问题，姚克教授团队决定“从零开始”，开发一种将抗生素均匀分布于聚合物中的新型人工晶状体PUA-GAT。研究中使用了聚氨酯丙烯酸酯作为主体材料，选择了合适的活性稀释剂，联合了光固化及3D打印技术，实现了人工晶状体在温和环境中的快速制作。研究中发现，此种方式可保证目标抗生素在原料聚合及后处理过程中的活性，抗生素在聚合交联体系中均匀分布，且不影响材料的微观结构。

新型人工晶状体材料表征

研究团队从抗生素缓释性能、力学性能、光学性能及生物相容性几方面对PUA-GAT进行了评价。研究中发现，PUA-GAT可长效缓释目标抗生素加替沙星，并通过调整活性稀释成分的比例使材料拥有不同的吸水率及表面亲水性，从而实现了对加替沙星释放浓度、速率的调控。研究对人工晶状体的力学性能做了提升，且拥有高透光率和适中的折光率，同时表现出良好的生物相容性。PUA-GAT在室温环境下拥有类似于疏水性丙烯酸酯类人工晶状体的柔韧可折叠性能，并可在植入后自主恢复形状，在手术中可直接使用，无需添加额外步骤。

新型人工晶状体的原料配比可调控其药物缓释行为

新型人工晶状体力学及透光性能优秀

为评价新型人工晶状体对术后眼内炎的预防及治疗效果，研究采用表皮葡萄球菌建立眼内炎模型，通过体外实验证明了PUA-GAT的快速灭菌能力，并通过为期4周的跟踪观察体内实验证明了PUA-GAT对于白内障术后眼内炎的优秀防治效果。

载有加替沙星的新型人工晶状体用于术后眼内炎的防治，体内外实验证明其效果显著

本项研究研发的新型抗生素缓释人工晶状体具有优秀的药物缓释性能，同时兼具出色的力学性能、光学性能及生物相容性，具有重要的临床应用与转化前景，不仅为术后眼内炎的防治提供了新的解决方案，且为其他眼科术后并发症的防治策略提供了新思路。

1. M. Li, K. Yao et al. A novel gatifloxacin-loaded intraocular lens for prophylaxis of postoperative endophthalmitis. Bioact Mater. 2022 Jun 2;20:271-285. doi: 10.1016/j.bioactmat.2022.05.032

2. 姚克，李梦娜，徐经纬，徐志康；一种含有抗生素的人工晶状体及其制作方法；发明专利号：ZL201910376178.9

本研究工作得到了浙江大学高分子科学与工程学系徐志康教授团队、浙江大学化学工程与生物工程学院谢涛教授的大力支持。研究工作也得到了国家自然科学基金、浙江省重点研发项目等资助。