隨著人口老化及3C產品日漸普及，罹患近視、白內障等眼部疾病患者數量激增與年輕化已成為全球趨勢，手術移除混濁的水晶體並植入人工水晶體為目前治療白內障患者視力主要的方式，但現有高階人工水晶體仍有不同缺陷導致諸多待解決的問題，台大化工系陳賢燁教授團隊開發仿生液體式新型可調控光學特性及生物功能的人工水晶體 - PPX-IOL，盼透過創新新世代人工水晶體解決目前白內障與水晶體手術面臨的各種臨床難題，也期望此新型材料技術設計思維引領新世代生醫元件應用於其他臨床生醫領域...

隨著人口老化及3C產品日漸普及，每年罹患近視、白內障等眼部疾病患者數量激增與年輕化已成為全球趨勢，根據世界衛生組織(WHO)全球統計指出，2000年進行了近700萬件至1200萬件的白內障手術，2010年進行了2000萬件的白內障手術，預計2020年後，白內障手術每年將達到3200萬件。目前以手術移除混濁的水晶體並植入人工水晶體為目前治療白內障患者視力主要的方式，隨著光學技術、生物相容性材料與製造技術的進步，人工水晶體也逐漸發展出單焦點(Monofocal)、多焦點(Multifocal)、散光矯正型(Toric)及可調節式(Accommodating)等產品。然而，這些現有高階人工水晶體仍有不同缺陷導致諸多待解決的問題，包含光學調節力的不足進而影響視覺品質以及手術後二次白內障手術風險等等。台大化工系陳賢燁教授團隊開發仿生液體式新型可調控光學特性及生物功能的人工水晶體 - PPX-IOL (poly-p-xylylenes intraocular lens)，由於結構與製程簡單，並同時具備可調節式光學性能、可見光穿透率高且具備抗UV光功能、減少手術後鈣化與降低二次白內障風險等四大核心優勢，盼透過創新新世代人工水晶體解決目前白內障與水晶體手術面臨的各種臨床難題，也期望此新型材料技術設計思維引領新世代生醫元件應用於其他臨床生醫領域。

PPX-IOL仿生人工水晶體具光學可操控性與生物功能性拓展精準醫療於眼部疾病

台大陳賢燁教授團隊研發的專利新型人工水晶體首先透過化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)製備多功能性高分子鍍膜(為無針孔之奈米級聚對二甲苯薄膜)，再利用氣相沉積封裝技術，將液珠包覆於聚對二甲苯鍍膜內，液體式仿生設計如同真實水晶體，具彈性、柔軟並能達到肌肉(睫狀肌)調節的能力，且同時具備「光學可操控性」及「生物功能性」特性。 PPX-IOL主要材料為聚對二甲苯(Poly-p-xylylene)，其具極佳的生物相容性、血液相容性、化學穩定性及不易刺激生物體免疫反應之特點，適合作為組織工程之替代材料，預期長時間植入人體內具更佳的穩定性、安全性及耐久性。而其光學特性是由中心液體光學區域所決定，有效焦距值的設計是藉由控制液體在乙烯基聚對二甲苯上的潤濕性改變液體光學區域的形狀及曲率達到調控光學參數的目的，能依照患者的個別差異調整曲面彎度，同時解決遠近視及老花問題，並透過不同液體的選擇及表面的潤濕性的調控達到所需的光學性質，以達到精準醫療的效果。

※台大陳賢燁教授團隊研發的專利仿生新型人工水晶體 - PPX-IOL，同時具備「光學可操控性」及「生物功能性」等重要特性。(圖片來源：台灣大學陳賢燁教授團隊)

專利基材聚合物抑制人類細胞與雜質貼附減少人工水晶體置換相關併發症

團隊更透過將人工水晶體鏡面接上的具有抗沾黏特性的分子(PEG)，使人體細胞以及雜質(如: 鈣離子)無法貼附在鏡面，同時能保留醫材完整功能性、鏡面潔淨度以及減少二次白内障發生之機率。此技術亦可決定功能性區域，使一個人工水晶體成品中具備不同特性，除了人工水晶體的鏡面之外，其鏡腳為非抗沾黏之表面，如此可更穩定放置於囊袋中。利用工程學改質人工水晶體表面，進而達到抑制人類晶體上皮細胞的貼附或遷移，對於減少囊袋纖維化細胞增生併發症具有十分重要的意義。聚對二甲苯(Poly-p-xylylene)為美國藥典(United States Pharmacopeia, USP)最高等級Class VI材料，並已取得美國食品藥物管理局(FDA)核准在多種植入性生醫裝置上使用，對於未來PPX-IOL人工水晶體產品在法規認證上的可行性及認證時程的縮短將大有助益。

※系列報導：

• 新型仿生人工水晶體以全面化優勢讓眼疾患者選擇高階人工水晶體不再卻步
  
• 從化工材料走入生醫臨床 台大陳賢燁教授團隊盼提供水晶體置換患者最佳選項