角膜病是导致眼盲的第二大原因，仅次于白内障。而角膜移植则是处理角膜病变最有效的解决方法。但角膜供体的稀缺，是角膜移植手术面临的最大问题。
我国角膜盲患者大概有400万，并且呈逐年增长的态势，但我国眼库可获得的角膜数量较有限，以同仁医院为例，每年角膜移植手术量仅约1000例。为了解决供体角膜缺乏的问题，科学家将视线转向生物工程角膜、人工合成角膜（统称人工角膜）的研发。
近日，华中科技大学附属协和医院眼科张明昌教授团队成功完成中国首例人工合成角膜移植手术的的话题上了热搜，引发人们对该领域的广泛关注，咱们今天借此说说生物工程角膜是怎么一回事。
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现有生物工程角膜是使用生物材料作为载体，通过细胞工程和组织工程技术，在体外重建的与正常角膜功能等效、形态与结构相仿的生物角膜组织。
生物工程角膜如何制作和准备
取新鲜或保存后的同种异体或异种角膜基质，去除角膜内皮、上皮细胞后，在其表面分别种植相对应的细胞，构建成为正常角膜结构的人工组织工程化生物角膜。
在角膜基质表面种植的细胞可以是同种异体角膜缘干细胞、诱导分化的胚胎干细胞源性角膜细胞，也可以是角膜内皮细胞。
前期大量的研究已表明，采用异种角膜或转基因猪的细胞可能成为解决角膜供体材料的方案之一，可用于大量生产角膜重建的生物材料。
角膜基质与角膜上皮、角膜内皮三层结构相比较，免疫原性是最低的。角膜基质层占细胞总免疫原性的 1.62%，而内皮细胞层和上皮细胞层则分别占细胞总免疫原性的 70.75%和27.63%。
生物角膜基质在临床的应用
经过前期的开发和临床试验，由我国科学家自主研发的脱细胞猪角膜基质（APCS），全球首个生物工程角膜于2015 年通过了我国食品药品管理局的上市批准。
APCS取材于猪眼角膜，经病毒灭活与脱细胞等工艺制备而成，在脱细胞处理、去除细胞成分的同时,完好地保留了细胞外基质的成分和结构。
其主要成分为胶原纤维骨架结构，保留了天然角膜的前弹力层和部分基质层，移植于受体角膜植床以后，由受体的角膜细胞附着、移行、增生到生物角膜基质中，促进组织再生和修复。可逐渐被机体细胞所改建，形成与正常角膜相似的结构，恢复角膜的透明性，在临床上替代角膜供体施行板层角膜移植手术。
尽管如此，生物工程角膜并不是治疗所有疾病的灵丹妙药。例如，严重的穿透伤是它们无能为力的。
张明昌教授表示：此次临床试验所使用人工合成角膜，是目前世界上唯一进入到后期临床试验阶段、可代替捐赠人角膜的生物合成产品，或在一定程度上能够缓解角膜供体的匮乏。
但同时他也提醒，人工合成角膜移植有严格的适应证，目前仍处于临床研究之中，长期疗效还需要进一步观察。当前，该手术只能针对未累及全层的角膜病变进行移植，如果是全层角膜病变，仍然需要使用人体捐献的角膜。
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角膜移植是治疗角膜盲的主要手术方法，面对日益增长的角膜盲患者的需求与短缺的角膜供体材料之间的矛盾，寻找新的角膜材料来源是目前解决这一问题的重要手段。
组织工程学是一门应用工程学与生命科学原理相结合的方法，通过不同的组织构建，使细胞与载体相结合，形成特定的具有生物活性的人工器官或组织。随着生物工程角膜基质在临床上的应用，其标准化的生产，干燥保存，且有不同厚度，可以满足临床上各类板层角膜移植的需求，为急需手术控制感染、保住眼球的患者带来复明的希望。
但是，它同时也存在着一些问题：由于角膜内皮和上皮细胞，尤其是内皮细胞的体外增殖能力有限，使用生物工程角膜内皮移植和全层组织工程人工角膜的构建仍在一个探索的阶段，动物实验的观察时间尚短，应用于临床还有一段距离。
与此同时，还需要提高手术医师的技巧、规范手术流程和术后管理，以提高生物角膜的移植成功率。