阿联酋研究人员开发一种3D打印纳米酶隐形眼镜,对抗眼部氧化应激

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2026年11月8日,阿联酋哈利法科技大学的研究人员利用3D打印技术制备了掺入氧化铁纳米酶的隐形眼镜,旨在对抗眼部氧化应激。

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        长时间佩戴隐形眼镜、紫外线照射或电子屏幕蓝光等因素,容易在眼内引发氧化应激反应,产生过量的活性氧,进而导致干眼症、角膜炎等疾病。传统的眼药水往往流失较快,而常规隐形眼镜只具备物理矫正功能。这项研究的目标,就是让隐形眼镜本身成为抗氧化的治疗载体。这项研究采用3D打印技术制备了2-羟乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)镜片,并通过原位沉淀法将具有纳米酶活性的氧化铁纳米颗粒掺入其中。测试结果表明,这些镜片在过氧化氢(一种与眼内氧化损伤相关的活性氧)存在下表现出催化活性,并在细胞实验中抑制了炎症细胞因子的产生。

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寻找最佳的HEMA与PEGDA配比

      3D打印技术的吸引力在于在眼科保健领域的灵活性。纳米级的氧化铁纳米颗粒可以模拟天然酶的行为,研究团队由此考察了不同HEMA与PEGDA比例下纳米颗粒的形成和催化活性。结果显示,纳米颗粒浓度随HEMA比例的增加而增加。在HEMA:PEGDA比例为100:0(纯HEMA)的配方中,纳米颗粒浓度最高,但它的催化性能并非最佳。相反,75:25的混合比例被证明是最佳选择:HEMA:PEGDA 75:25镜片展现出最强的催化活性和最佳的亚甲蓝去除效果,这也是衡量抗氧化性能的常用指标。
      在安全性方面,所有纳米酶镜片在人真皮成纤维细胞测试中均表现出良好的细胞活力,表明打印材料以及嵌入的颗粒在这些测试中具有细胞相容性。除了基本的细胞存活率,75:25配方还显示出显著的细胞因子抑制作用(一种炎症信号传导指标),作者认为这种配方的镜片成为安全、多功能隐形眼镜应用的理想候选材料。此外,由于氧化铁纳米颗粒具有超顺磁性,含有这些颗粒的水凝胶会对外部磁场产生响应,这为镜片赋予了第二种功能特性。

3D打印纳米酶隐形眼镜的制备流程
△3D打印纳米酶隐形眼镜的制备流程


尚处实验室阶段
       需要客观指出的是,这项研究目前仍处于早期阶段。细胞活力和细胞因子数据均来自人真皮成纤维细胞培养,而非直接对眼睛进行测试,研究也未报告患者的临床结果。尽管如此,研究团队将这一结果视为通过3D打印技术生产具有可调特性氧化铁纳米酶隐形眼镜的重要证据,认为这为进一步开发眼科疾病的预防和治疗方案奠定了基础。这项研究由哈利法科技大学的研究创新基金以及先进数字与增材制造(ADAM)研究小组(奖项编号8474000163)共同资助。

     来源:南极熊


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