5.5.3 凍結(jié)眼角膜的干燥過程
角膜干燥前，先開啟制冷機,，分別對凍干室,、捕集器制冷，當凍干室內(nèi)溫度降到-20℃以下,，捕集器內(nèi)的溫度降到-35℃時,，迅速地把經(jīng)過梯度降溫的角膜放到凍干室，立即啟動真空泵,。在干燥過程中根據(jù)需要,，調(diào)節(jié)充氣閥，向凍干室內(nèi)充入氯氣以調(diào)節(jié)凍干室內(nèi)的壓力,，同時根據(jù)需要調(diào)節(jié)制冷閥保證角膜凍干過程中所需要的熱量供給,，在干燥初期，不需開啟加熱器,，此階段角膜干燥所需要的熱量靠外部傳入即可得到滿足,，當凍干室內(nèi)溫度達到0℃時，開啟加熱器供給熱量,，但保證凍干室的溫度不超過9℃,，凍干結(jié)束，關(guān)閉真空泵,，對凍干角膜進行充氮包裝,。實驗中發(fā)現(xiàn)，角膜在磨口玻璃瓶中的放置方式（圖5-14）對凍干角膜質(zhì)量有一定的影響,，試驗表明,，角膜懸于磨口玻璃瓶中，內(nèi)皮細胞層朝下為最佳放置方式,。如圖5-14(b)所示,。
角膜凍干過程熱量的供給很容易滿足，整個凍干過程可以視為傳質(zhì)控制過程,，傳質(zhì)速率由細胞膜固有通導(dǎo)能力決定,。干燥過程中，應(yīng)根據(jù)干燥的不同程度,，來確定凍干室內(nèi)壓力的高低以及所持續(xù)的時間,，保證水蒸氣由細胞膜孔隙溢出,，且細胞膜內(nèi)外壓差始終很小，以減小對細胞的傷害,。
由于角膜細胞很脆弱,，在凍干過程中極易受到干燥應(yīng)力、機械應(yīng)力的損傷,，凍干過程中低壓時間過長或細胞膜內(nèi)外壓差過大,，都會大大降低凍干角膜的成活率。變幅值,、變周期的循環(huán)壓力法應(yīng)用于角膜的凍干,，有利于角膜活性的提高。其根本原因是在整個干燥過程中,，角膜細胞內(nèi)外壓差小,，對角膜的損傷小。這主要源于兩方面原因：一是通過控制凍干室內(nèi)真空度的高低,，以及循環(huán)時間的長短,，使細胞內(nèi)的蒸汽及時擴散到凍干室中，避免了細胞內(nèi)飽和蒸氣壓過高,，膜內(nèi)外壓差過大,，造成細胞的損傷。當細胞內(nèi)蒸氣壓較高時,，開啟充氣閥向凍干室內(nèi)充入氮氣,，在細胞膜外施加一壓力，雖然此時傳入細胞內(nèi)的熱量增多,，使細胞內(nèi)的蒸氣壓進一步升高,，但此蒸氣壓的升高較細胞膜外壓力的升高小得多，結(jié)果是細胞膜內(nèi)外的凈壓差減小,。然后，漸漸關(guān)閉充氣閥,，使凍于室內(nèi)的真空度逐漸升高,，這樣角膜細胞內(nèi)的蒸汽較平緩的通過細胞膜擴散到凍干室，減小了壓差對細胞膜的損傷,。當凍干室內(nèi)真空度升高到一定程度,，再逐漸充入氨氣，傳人的熱量增多,，開始了下一個周期,。二是強化傳熱并促進外部傳質(zhì)，縮短凍干時間,，從而減少了角膜內(nèi)皮細胞受干燥應(yīng)力損傷程度,，具體工藝是讀干室內(nèi)溫度到-25℃,，真空度為50Pa時，開始第-次循環(huán),，溫度每升高5℃循環(huán)一次,，循環(huán)5個周期，溫度達到0℃時,，循環(huán)停止,。壓力時間關(guān)系曲線見圖5-15，角腹的凍干工藝曲線如圖5-16所示,。
圖5-17,、圖5-18分別為按上述工藝凍干角膜透射電鏡檢測結(jié)果、掃描電鏡檢測結(jié)果,。從圖5-17,、圖5-18可以看出，凍干角膜的內(nèi)皮細胞間連接緊密,，細胞輪廓接近于六邊形,。
細胞膜完整，細胞核膜完整,，內(nèi)皮細胞層與后彈力層連接緊密,。這是因為整個凍干過程中，根據(jù)干燥的不同程度,，來確定高室壓,、低室壓以及所持續(xù)的時間，保證了水蒸氣由細胞膜的孔隙溢出,，即傳質(zhì)速率由細胞膜的固有通導(dǎo)能力決定,，保證了細胞內(nèi)外壓差始終很小，減小了對細胞的傷害,。
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