冷大气压等离子体(CAP)治疗难治性角膜溃疡的深度效应与内皮安全性研究

　　本研究针对难治性感染性角膜溃疡的治疗难题，探索了冷大气压等离子体(CAP)在眼科应用的安全性边界。团队通过人角膜植块离体实验发现CAP处理会引发剂量依赖性的内皮细胞损失和形态学改变，证明其生物活性成分具有穿透角膜基质的深度效应。基于此，研究人员开发了间歇性湿润的短时暴露方案，并在两例临床难治性病例（包括 Aspergillus fumigatus 角膜炎和复杂性角膜缺损）中成功应用，证实CAP在促进角膜愈合的同时保持了内皮完整性，为耐药性角膜感染提供了新型辅助治疗策略。

　　

在眼科领域，感染性角膜溃疡一直是临床治疗的难点，特别是当病原体对常规抗生素产生耐药性时，患者可能面临角膜穿孔甚至失明的风险。传统的药物治疗往往难以在杀灭病原体的同时促进组织修复，而近年来兴起的冷大气压等离子体(Cold Atmospheric Plasma, CAP)技术因其兼具抗菌和促进伤口愈合的双重特性，被视为潜在的治疗突破点。CAP是一种部分电离的气体，可通过电离惰性气体（如氩气）产生包含活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS)、活性氮物种(Reactive Nitrogen Species, RNS)以及紫外辐射等多种生物活性成分的等离子体射流。以往研究已证实CAP对多种细菌、真菌和病毒具有抑制作用，并在糖尿病足等慢性伤口治疗中显示出良好效果。然而，角膜作为精密的光学组织，其内皮细胞层对于维持角膜透明度和水分平衡至关重要，且内皮细胞为终末分化细胞，再生能力极低。因此，任何治疗手段都必须确保不会损伤这一脆弱结构。目前，关于CAP在角膜治疗中的深度效应及其对内皮细胞的安全性尚缺乏系统评估。

为解决这一问题，来自德国格赖夫斯瓦尔德大学医学院眼科的研究团队开展了一项结合离体实验和临床病例分析的研究，成果发表在《Scientific Reports》上。他们通过离体人角膜模型评估了不同时长CAP处理对内皮细胞的影响，并基于发现优化了临床治疗策略，成功应用于两名常规治疗无效的角膜溃疡患者。

研究团队主要采用了离体人角膜植块处理与形态功能分析、内皮细胞定量与定性评估体系（包括细胞密度测定和改良的Hermel评分系统），以及临床CAP治疗与疗效追踪等关键技术方法。角膜样本来源于德国组织移植协会(DGFG)，并通过配对设计确保实验可比性。临床治疗则遵循 compassionate-use 原则，采用经批准的kINPen^? MED设备。

内皮细胞密度

研究发现，CAP处理会导致角膜内皮细胞损失，且损失程度与处理时间相关。处理3分钟时，CAP组的细胞损失显著高于对照组（p=0.028），5分钟处理时细胞损失中位数最高。这表明CAP的生物活性成分能够穿透角膜全层，并可能通过诱导凋亡或细胞损伤机制影响内皮细胞。

内皮细胞定性评估

通过形态学评分系统，团队评估了空泡化、棘状突起、多形性等指标。其中，多形性评分在CAP处理3分钟和5分钟后显著升高，表明内皮细胞为补偿细胞损失发生了形态重塑。同时，Descemet膜皱褶和模糊度在CAP组和对照组均有所增加，可能与实验过程中的短暂干燥效应有关。

体内CAP治疗

基于离体实验结论，团队调整了临床治疗方案，采用重复短时CAP暴露（每次5-10秒）并间歇用平衡盐溶液湿润角膜的方法。首例患者为白内障术后继发Aspergillus fumigatus角膜炎，经CAP治疗后溃疡迅速上皮化，浸润消退，且随访14个月内皮细胞密度保持在1952–2349 cells/mm2，证实内皮完整性未受破坏。

第二例患者为复杂角膜缺损合并移植膜应用，CAP治疗显著减轻了基质浸润，为后续羊膜移植创造了条件，最终实现角膜愈合。

本研究通过严谨的离体-体内转化策略，首次系统揭示了CAP在角膜组织中的深度效应及其对内皮细胞的安全性风险，并确立了短时间歇性治疗的有效性和安全性。这一方案不仅拓宽了CAP在眼科的应用前景，为难治性角膜感染提供了新的治疗思路，也为后续机制研究（如CAP对细胞外基质重建的影响）奠定了基础。此外，研究团队开创性地将CAP与生物移植材料（羊膜）结合，展示了多模式治疗的协同潜力。该成果标志着等离子体医学在精准治疗方向迈出了重要一步，未来需进一步探索CAP影响伤口愈合的分子通路与长效安全性。