上海交通大学药学院庞燕团队根据水凝胶的典型性质及其在眼部疾病治疗中的应用研究进行了系统性综述。文章全面综述了近年来水凝胶在眼部疾病治疗中的研究进展，着重介绍其多种应用形式，并从交联方式、结构设计与功能化策略等方面总结其制备与优化思路。在此基础上，结合临床常见的眼科疾病，系统梳理了水凝胶的作用机制与应用价值。最后，其指出了眼用水凝胶在当前研究阶段所面临的关键问题，为未来的临床转化与个性化设计提供了重要的参考和启示。
文章背景
眼睛作为人体复杂且脆弱的感觉器官，其相关疾病在全球范围内广泛导致视力损害和失明。尽管手术和药物治疗在临床中已取得一定成效，但受限于眼部特殊的解剖与生理屏障，传统的局部滴眼液或玻璃体内注射往往存在药物滞留时间短、渗透性差或需要频繁给药等问题，严重影响疗效和患者依从。水凝胶是一种高度水合的三维聚合物网络，因其优异的生物相容性、化学可修饰性和物理可调性，在生物医学领域显示出巨大潜力。近年来，随着刺激响应性材料和仿生结构设计的发展，水凝胶在眼科药物递送和组织修复中的研究进展迅速，为克服传统给药方式的局限性提供了新思路。
文章概述
本综述围绕水凝胶在眼部疾病治疗的应用，对其制备原理与策略、典型应用形式及其在多类眼病中的最新应用进展进行了重点论述。结合最新研究及当前挑战，期待为未来眼用水凝胶的设计和转化提供参考(图1)。
图1 水凝胶在眼部疾病治疗中的应用示意图
1. 眼用水凝胶的设计策略
目前，眼用水凝胶的应用形式主要分为水凝胶滴眼液、可注射水凝胶、水凝胶隐形眼镜、水凝胶微针、水凝胶植入物这五类，它们共同致力于克服传统剂型药物滞留时间短、生物利用度低及需频繁给药的瓶颈，为眼科疾病治疗提供了革命性的解决方案。水凝胶滴眼液可通过调节原料组成、交联方式和结构设计，基于温度响应、离子响应、光响应、动态共价交联、超分子自组装等多种交联机制实现其在眼表滞留时间、药物渗透性及长效控释方面的优化；可注射水凝胶在眼内通过温敏、光交联等方式实现由溶液向凝胶的转变，为眼后段疾病药物、细胞的长效、局部递送提供了良好的平台，大大降低了注射频率和相关风险；水凝胶隐形眼镜常用于视力矫正，然而其载药形式其还可作为佩戴于角膜的药物储库，通过延长药物在眼表的滞留实现持续、可控释放；水凝胶微针以微创方式穿透角膜或巩膜屏障，凭借可膨胀聚合物网络赋予的高亲水性、大载药量以及可控释放优势，通过结构设计、响应机制及工艺创新的结合显著拓展了其在眼部精准给药中的应用潜力；水凝胶植入物(人工玻璃体、人工晶状体等)凭借其高含水量、优异的光学性能及与天然组织相似的力学特性，逐渐成为替代或修复受损眼内组织；此外，水凝胶组织工程通过对细胞微环境的模拟及调节，可以持续或受控地递送细胞和生物活性分子以促进组织再生，近年来对眼科疾病的治疗及研究起到了重要的作用。基于水凝胶在眼科疾病治疗不同的应用形式，本节对眼用水凝胶的交联方式选择、结构设计及功能化策略进行了着重的论述，并对其设计过程中所需要考虑的理化因素及表征参数提出了见解。
2. 水凝胶在眼部疾病治疗中的应用
通过个性化结构设计，水凝胶可适应不同眼科疾病对凝胶递药系统的力学性能、渗透性、粘附性、药物释放特性等要求，从而更好地应用到临床治疗之中。此外，通过改善机械性能、引入智能响应特性以及与纳米药物递送系统结合，水凝胶能够进一步显著提升药物在眼部的生物利用度与治疗效果。本节基于眼部解剖结构，分别介绍水凝胶在眼前段疾病干眼症、眼部感染与炎症、眼部伤口与眼后段疾病白内障、青光眼、眼部新生血管等眼科疾病中的应用进展。在干眼症治疗中，水凝胶不仅作为长效润滑剂和药物载体，还通过仿生基质和抗氧化纳米复合材料，协同改善泪液分泌、增强眼表滞留并缓解炎症与氧化应激；对于伤口愈合与组织修复，水凝胶不仅能作为高效安全的封闭材料，还能通过与药物或生物活性分子结合，有效促进再上皮化并抑制炎症与纤维化。在眼部感染与炎症方面，水凝胶凭借其内在抗菌特性或作为抗生素/抗炎药的缓释载体，显著提高了局部药物浓度和治疗持久性，同时为克服耐药性提供了新策略。在白内障的治疗中，功能化水凝胶人工晶状体及可注射制剂通过抗蛋白粘附、抗细胞增殖及pH响应释药等方式，有效预防后囊混浊并控制术后炎症。针对青光眼治疗，水凝胶一方面优化了前列腺素类似物和β受体阻滞剂的眼表滞留与角膜渗透，实现长效降眼压；另一方面，通过脉络膜上腔注射形成的水凝胶植入物，水凝胶可创新性地以物理方式扩张房水流出通路，开辟了无药物干预的治疗新途径。对于眼部新生血管，水凝胶系统实现了抗VEGF药物(如雷珠单抗)在玻璃体内的长达数月缓释，极大减少了注射频率；而眼表应用的响应性水凝胶滴眼液与隐形眼镜则能按需释放药物，在抑制病理性血管生成的同时维持角膜生理功能。凭借可定制的材料特性与多样的递送机制，水凝胶正推动眼科疾病治疗向高效、长效、微创和个性化的方向深刻变革。
总结与展望
水凝胶凭借其优异的生物相容性、可调控的药物释放及智能响应特性，近年来在眼科疾病治疗中展现出巨大潜力，然而其临床转化仍面临灭菌工艺、制剂稳定性及动物模型局限性等关键挑战。展望未来，科研人员需融合智能响应、仿生材料与AI先进技术，系统解决安全性与产业化难题，以推动精准、长效眼科治疗的发展。
本文为“高分子水凝胶”专题特约稿件，上海交通大学药学院博士生李嘉怡和硕士生卢越为本论文共同第一作者，庞燕副教授和陈焕助理研究员为该综述共同通信联系人。
