人工晶狀體的研究進(jìn)展

1、 人工晶狀體生物材料的研究進(jìn)展摘要Ridley于1949年用聚甲基烯酸甲酯(polymethyl2methacrylate,PMMA)制造的人工晶狀體(Introculerlens,IOL)植入后房，使視力得以恢復(fù),1953年以來各種類型的前房型工晶狀體應(yīng)運(yùn)而生，1977年c型人工晶體理人工晶體Shearing設(shè)計(jì)了J形袢后房型人工晶狀體，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和顯微手術(shù)的日趨成熟，人工晶狀體材料和植入技術(shù)的成熟以及與白內(nèi)障摘出手術(shù)的完美結(jié)合，使得人工晶狀體在性能越來越接近理想的自然晶狀體，甚至比它功能更全。關(guān)鍵詞人工晶狀體調(diào)節(jié)植入前言人的眼睛如同照相機(jī)，光線穿過眼睛的角膜通過晶狀體聚焦而投射到視

2、網(wǎng)膜上，再通過視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞由神經(jīng)纖維傳輸?shù)饺说拇竽X內(nèi)，使人看到了五彩繽紛的世界。水晶體為一個雙凸面透明組織，如同照相機(jī)的鏡頭，一旦混濁了就會阻擋光線進(jìn)入眼內(nèi)，影響到人們的視力。現(xiàn)在恢復(fù)視力最有效的方法就是已變得不透明的晶狀體拿掉，換上一個人造的晶體，這就是人工晶體。人工晶體植入術(shù)是治療白內(nèi)障等最有效的手段，也是矯正視力最徹底的方法。1概念人工晶體通常是由一個圓形光學(xué)部和周邊的支撐袢組成，光學(xué)部的直徑一般在5.56mm左右，這是因?yàn)樵谝归g或暗光下人的瞳孔會放大,直徑可以達(dá)到6mm左右，而過大的人工晶體在制造或者手術(shù)中都有一定的困難，因此主要生產(chǎn)廠商都使用5.5-6mm的光學(xué)部直徑。支撐袢的

3、作用是固定人工晶體，形態(tài)就很多了，基本的可以是兩個C型或J型的線裝支撐袢。按照安放的位置，可以分為前房固定型人工晶體，虹膜固定型人工晶體，后房固定型人工晶體。通常人工晶體最佳的安放位置是在天然晶狀體的囊袋內(nèi)，也就是后房固定型人工晶體的位置，在這里可以比較好的保證人工晶體的位置居中，與周圍組織沒有摩擦，炎癥反應(yīng)較輕。但是在某些特殊情況下眼科醫(yī)師也可能把人工晶體安放在其他的位置，例如，對于校正屈光不正的患者，可以保留其天然晶狀體，進(jìn)行有晶體眼的人工晶體(PIOL)植入；或者是對于手術(shù)中出現(xiàn)晶體囊袋破裂等并發(fā)癥的患者，可以植入前房型人工晶體或者后房型人工晶體縫線固定。按照硬度，可以分為硬質(zhì)人工晶體和

4、可折疊人工晶體。首先出現(xiàn)的是硬質(zhì)人工晶體，這種晶體不能折疊，手術(shù)時需要一個與晶體光學(xué)部大小相同的切口(6mm左右)，才能將晶體植入眼內(nèi)。隨著白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)技術(shù)迅速發(fā)展，白內(nèi)障超聲乳化是以超聲的能量將晶體核粉碎并乳化吸出，并通過該切口植入人工晶體。手術(shù)醫(yī)生已經(jīng)可以僅僅使用3.2mm甚至更小的切口就已經(jīng)可以清除白內(nèi)障，但在安放人工晶體的時候卻還需要擴(kuò)大切口，才能植入。為了適應(yīng)手術(shù)的進(jìn)步，人工晶體的材料逐步改進(jìn)，出現(xiàn)了可折疊的人工晶體，一個光學(xué)部直徑6mm的人工晶體，可以對折，甚至卷曲起來，通過植入鑷或植入器將其植入，待進(jìn)入眼內(nèi)后，折疊的人工晶體會自動展開，支撐在指定的位置。人工晶狀體材料的選擇

5、植入生物體內(nèi)的材料理化性質(zhì)穩(wěn)定，能夠與機(jī)體組織和諧共處，對機(jī)體無毒副作用，無刺激性，不引起機(jī)體的免疫反應(yīng)(生物相容性)。人工晶狀體作為醫(yī)用生物材料，植入眼內(nèi)后直接與眼內(nèi)組織、蛋白以及炎性介質(zhì)相互作用，引起一系列生物相容性問題。目前最常用的有以下材料。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚甲基丙烯酸甲酯是一種較為理想的制造硬質(zhì)人工晶狀體的材料。，其材料穩(wěn)定、質(zhì)輕、透明度好，屈光指數(shù)1.49，為疏水性材料；有較好的抗老化和抗環(huán)境變化特性，較好的抗酸、堿和抗有機(jī)溶劑特性及良好的生物相容性，不被機(jī)體的生物氧化反應(yīng)所降解。但其不耐高溫、高壓；彈性有限。是一種較為理想的制造硬質(zhì)人工晶狀體的材料。水凝膠(PHEMA

6、)水凝膠即為聚甲基丙烯酸羥乙酯，是一種親水性材料，脫水狀態(tài)時質(zhì)硬、半透明，可進(jìn)行拋光處理。此物質(zhì)折光指數(shù)與吸水率呈反比，吸水后折光指數(shù)下降，充分復(fù)水后質(zhì)韌、透明。其熱穩(wěn)定性佳，耐高溫、高壓滅菌；質(zhì)軟，韌性好，不易斷，可折疊；化學(xué)穩(wěn)定性好，植入后炎癥和滲出反應(yīng)較輕。但由于PHEMA具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使水分子、離子以及小分子物質(zhì)自由通過，同時也易使排泄及污染物存留，發(fā)生遲發(fā)性鈣沉積，使其透明度降低。2.3硅凝膠硅凝膠是一種聚甲基硅氧烷，是疏水性材料。其熱穩(wěn)定性好，耐高溫、高壓，可進(jìn)行高壓煮沸消毒，抗老化性好，可折疊，是我國最早生產(chǎn)的軟性人工晶狀體材料。但其韌性差，抗拉力和抗撕力差;屈光指數(shù)較PMMA

7、小，同等屈光度較PMMAIOL要厚；生物相容性相對差，易產(chǎn)生靜電效應(yīng)，使空氣中的微粒及眼內(nèi)代謝產(chǎn)物容易黏附在晶狀體表面，且易與硅油黏附。可影響術(shù)后人工晶狀體的透明度和透光率。疏水性較強(qiáng)，表面易黏附炎癥細(xì)胞、細(xì)菌等；硅凝膠遇水后表面較滑，給植入帶來困難。2.4聚丙烯酸酯類聚合物甲基丙烯酸的長鏈脂類聚合物與它和丙烯酸的共聚物統(tǒng)稱為聚丙烯酸酯類聚合物。它們具有穩(wěn)定的惰性、光學(xué)透明性，其彈性較小，由折疊狀態(tài)到完全展開約需35秒，因此術(shù)中操作比較安全。有親水性及疏水性2種。疏水性丙烯酸酯類人工晶狀體，具有屈光指數(shù)高、激光損傷閾值高、復(fù)位慢、易操作等優(yōu)點(diǎn)。親水性丙烯酸酯材料，屈光指數(shù)為1.47，激光損傷閾

8、值與疏水性丙烯酸酯相仿，同時亦具有伸展緩慢等特點(diǎn)，容易操作。這里主要介紹非球面人工晶狀體和具有調(diào)節(jié)功能的人工晶狀體。3.1非球面人工晶狀體 生物醫(yī)用材料非球面人工晶狀體是指光學(xué)部為非球面以減輕球面像差而提高對比度，進(jìn)而改善視力（特別是晩上視力）的一種新型人工晶狀體。波陣面像差檢測結(jié)果表明，功能性視覺的降低與晶狀體的球差增加密切相關(guān)。隨著波陣面像差檢測技術(shù)的不斷提高，臨床認(rèn)識到對比敏感度和功能性視覺質(zhì)量與高階像差密切相關(guān)。人角膜存在正球差，而年輕人的晶狀體則存在負(fù)球差，兩者相互抵消；隨著年齡的增長，老化的晶狀體由于核硬化以及屈光指數(shù)改變等原因，其球差逐漸增大，失去了補(bǔ)償角膜正球差的能力。傳統(tǒng)的人

9、工晶狀體增加了人眼的球面像差，降低了視網(wǎng)膜的成像質(zhì)量，從而影響了功能性視覺。非球面人工晶狀體能夠消除部分像差，在一定程度上提高了光學(xué)質(zhì)量，可產(chǎn)生良好的視網(wǎng)膜圖像。32具有調(diào)節(jié)功能的人工晶狀體實(shí)現(xiàn)人工晶狀體眼的可調(diào)節(jié)功能，即在不配戴眼鏡的情況下同時獲得遠(yuǎn)、近有用視力，是幾代眼科人的夢想。傳統(tǒng)單焦點(diǎn)人工晶狀體只能為患者提供良好的遠(yuǎn)或近視力，要同時獲得清晰的遠(yuǎn)、近視力，則需配戴眼鏡。目前在解決“同時獲得清晰的遠(yuǎn)、近視力”問題方面臨床已經(jīng)開展了大量工作，并取得許多進(jìn)展。目前可調(diào)節(jié)人工晶狀體主要從3個不同設(shè)計(jì)理念展開研究。這3個設(shè)計(jì)理念分別為位移調(diào)節(jié)、雙光學(xué)面調(diào)節(jié)和變形調(diào)節(jié)。3.2.1位移調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)是

10、通過調(diào)整光學(xué)面前后位置來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，晶狀體厚度本身則不變。這類人工晶狀體的代表產(chǎn)品為ICU型（德國HumanOpifcsH科產(chǎn)品公司）、AT一45型（美國EyeonicsVision公司）和最新上市的Tetralfex（福來視）型人工晶狀體。理論上品狀體光學(xué)部每移動1.OmiTt，可產(chǎn)生大約1.60-1.90D的屈光狀態(tài)變化。迄今為止，經(jīng)證實(shí)眼內(nèi)人工晶狀體的最大移動距離僅為0.7inln。這類人工晶狀體之所以能在臨床應(yīng)用中取得相對較好的調(diào)節(jié)效果，還與小瞳孔、近視等引起的景深增加等因素有關(guān)。這種所謂“偽調(diào)節(jié)”現(xiàn)象也可出現(xiàn)在部分無晶狀體眼和普通人工晶狀體眼。此外，人工晶狀體向前移動還可能與睫狀體收縮

11、引起玻璃體壓力升高、向前運(yùn)動等有關(guān)。這種人工晶狀體的臨床應(yīng)用前途尚需大量臨床實(shí)踐結(jié)果證實(shí)，其技術(shù)方面尚需進(jìn)一步改進(jìn).3.2.2雙光學(xué)面調(diào)節(jié)雙光學(xué)面調(diào)節(jié)是通過改變凸透鏡和凹透鏡之間的距離實(shí)現(xiàn)總屈光度數(shù)變化。這類人工晶狀體的代表產(chǎn)品包括SYnChrOnY型人工晶狀體（美國Visiogen公司等）和博士倫（上海）貿(mào)易有限公司的SarfaraziElliptical型人工晶狀體。3.2.3變形調(diào)節(jié)為了達(dá)到有效調(diào)節(jié)，睫狀肌必需留有50%的調(diào)節(jié)儲備。因此理論而言，在生理?xiàng)l件下人眼至少需要8.00D的調(diào)節(jié)力。然而，目前所有的可調(diào)節(jié)人工晶狀體均不能滿足這一要求。為了達(dá)到大幅度提高調(diào)節(jié)力的目標(biāo)，一種新型人工晶狀

12、體NulenS型可調(diào)節(jié)人工晶狀體就出現(xiàn)了。該人工晶狀體由3個部分組成，即凝膠材料部分和前后兩個固定盤。凝膠材料部分具有很強(qiáng)的延展性，受輕微擠壓即可發(fā)生變形。凝膠材料部分位于前后固定盤之間的有限空間內(nèi)，受壓時可通過前固定盤中間的孔洞膨出，從而使總屈光度數(shù)發(fā)生明顯改變。當(dāng)發(fā)生調(diào)節(jié)時，晶狀體囊膜隨睫狀肌收縮推動后面的擋板向前移動，凝膠材料部分受到擠壓，從固定盤中空的部分膨出，引起屈光度數(shù)變化。該型人工晶狀體已經(jīng)實(shí)生物醫(yī)用材料 驗(yàn)室研究證實(shí)可以獲得最大50.00D的屈光度變化。4人工晶狀體的發(fā)展趨勢目前以單純解決視力（遠(yuǎn)視力和近視力）為目的的人工晶狀體，已經(jīng)不能滿足人們對高質(zhì)量視力的要求，迫切希望可適

13、合各種特殊要求的人工晶狀體問世。正是在這種要求的刺激下，設(shè)計(jì)巧妙功能繁多的人工晶狀體先后用于臨床，并不斷取得發(fā)展。記憶材料是由甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙基酯、甲基丙烯酸羥基苯酚酯與乙二醇雙丙烯酸酯交聯(lián)聚合而形成的三維共價網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其為親水性材料,可吸水20%,屈光指數(shù)1.47,耐高溫、高壓，有極好的生物相容性。此材料在低于25C環(huán)境下質(zhì)硬，將其加溫變軟后卷曲、冷卻，使其成硬性卷筒形狀。手術(shù)中將硬性卷筒形狀的人工晶狀體通過小切口植入眼內(nèi)，經(jīng)體溫加熱，其將依靠記憶緩慢恢復(fù)初始形狀。注入型人工晶狀體在保持睫狀肌、懸韌帶和晶狀體囊膜完整的條件下，在晶狀體核與皮質(zhì)后的囊袋內(nèi)注入凝膠狀態(tài)的人工晶狀體材

14、料。當(dāng)材料固化后，通過睫狀肌收縮引起晶狀體囊膜形態(tài)的改變而獲得與正常晶狀體相同調(diào)節(jié)功能的晶狀體。IOL的材料不同，其在細(xì)胞黏附、硅油黏附、細(xì)菌黏附、蛋白吸附等方面的生物學(xué)性狀會存在差異。通過表面修飾來改變IOL的生物學(xué)性狀，進(jìn)一步提高其生物相容性已成為眼科界的一個焦點(diǎn)?，F(xiàn)代物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了人工晶狀體表面修飾技術(shù)的進(jìn)步，其中肝素修飾的人工晶狀體已應(yīng)用于臨床。但目前的方法都是通過改變?nèi)斯ぞ铙w的親一疏水性，減少了術(shù)后炎性細(xì)胞在人工晶狀體表面的粘附和虹膜后粘連等并發(fā)癥，從而增加人工晶狀體的生物相容性。參考文獻(xiàn)130霍晶人工晶狀體的研究發(fā)展和臨床應(yīng)用.眼外傷職業(yè)眼病雜志.2008.12989-

15、9922陸勤康，楊亞波，王惠云,童奇湖，董曉峰.可調(diào)節(jié)人工晶狀體眼早期視覺質(zhì)量的臨床研究.浙江中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào).2005.9.11-1717盧玉文，黃振平,曹舒雨，謝晉，唐荷香多焦點(diǎn)人工晶狀體的應(yīng)用及其護(hù)理護(hù)理醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào).2004.3.284-2852宋志杰，陳偉蓉新型折疊式多焦點(diǎn)人工晶狀體的臨床應(yīng)用國外醫(yī)學(xué)眼科分冊2001.25.115-1186姜志連普外科老年患者圍手術(shù)期心理分析及護(hù)理對策中華護(hù)理雜志.2002.37.450-45120楊麗萍有晶狀體眼人工晶狀體植入術(shù)治療高度近視醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)2007.5.529-5316杜冰，韓冰，羅康怡Acrysof.Smart非球面人工晶狀體與球面人工晶狀體臨床應(yīng)用的對比研究臨床眼科雜志2008.1.78-79124936阮建明，鄒儉鵬，黃伯云生物材料學(xué)北京.科學(xué)出版社.2003.227-23384069俞耀庭生物醫(yī)用材料天津.天津大學(xué)出版社.2000.13-143袁桂琴，孫慧敏，徐延山，郭紅玉，王桂琴，顧漢卿，祁明信，黃秀榕.氟-肝素表面修飾人工晶狀體的實(shí)驗(yàn)研究眼科新進(jìn)展,2003.23.153-15611王鳳山人工晶狀體臨床應(yīng)用初步報(bào)告內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)雜志，2008.1.34-3511南