人工晶状体眼调节功能研究进展一.docx
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人工晶状体眼调节功能研究进展一
人工晶状体眼调节功能研究进展
(一)
【摘要】近年来对拟调节功能的研究成为眼科领域关注的热点。
现综述众多学者人工晶状体眼拟调节功能的研究,包括区分调节和拟调节的概念、人工晶状体植入术后拟调节力的影响因素;并概述具有拟调节功能的人工晶状体发展近况。
【关键词】拟调节人工晶状体
Progressinthestudyofpseudophakicaccommodation
AbstractResearchonpseudophakicaccommodationisoneofthehottopicsinophthalmology.Abriefreviewonthepseudophakicaccommodationisgiveninthispaper,includingtheconcept,themethodsofmeasuringandtheinfluentialfactorsofthephsudoaccommodation.Recentadvancesofsomepseudoaccommodativeintraocularlens(IOL)arealsoreviewed.
·KEYWORDS:
pseudophakicaccommodation;intraocularlens
0引言
自1949年HaroldRidley医师植入了世界上第一枚人工晶状体(Introculerlens,IOL)的近几十年来,白内障手术方式从白内障囊内摘除术、白内障囊外摘除术、超声乳化白内障吸除术(Phaco)及激光乳化白内障术等进程,以及透明晶状体摘除联合人工晶状体植入,术后面临的首要问题是调节力丧失,视近困难。
若预期保留了一定的近视屈光度数(通常为0.00~-0.75D),这样术后远近视力均不佳。
近年来国内外学者对人工晶状体眼调节功能进行了大量的研究。
现将一些学说、众多学者的相关研究结果及具有拟调节功能的IOL进行如下综述。
1调节理论及拟调节
1.1调节理论正常人眼视远、视近兼顾是通过调节功能实现的。
调节,是指人眼看近距离物体时晶状体的屈光力增强,使近处的发散光线能聚焦在视网膜上,看清近距离物体1]。
一些研究证实,随着年龄的增长,晶状体弹性下降、晶状体赤道直径变长、玻璃体和睫状肌弹性改变等都是引发调节力下降的因素2,3];目前对调节理论,有广为接受解释调节及老视机制的经典VonHelmholtz松弛理论:
调节时睫状肌的环形纤维收缩,悬韧带松弛,晶状体变凸,屈光力增强,睫状突和晶状体赤道部接近;及由Tescherning、Schachar提出的调节紧张理论,认为调节是由晶状体赤道部受到张力牵引而产生,至少一部分晶状体悬韧带处于紧张状态,并从物理数学模型、尸眼解剖、临床观察等方面进行论证。
因为VonHelmholtz理论无法解释调节时晶状体双曲面、球面像差减小等现象的产生;Glasser和Campbell生物形态学检查4]、Glasser和Kaufman动物实验5]发现:
晶状体屈光力的焦距恒定、没有找到赤道部悬韧带存在的直接证据,调节增加时晶状体赤道部边缘远离巩膜、睫状肌内部最高点向前、向眼轴中心方向运动,与Schachar假说相反。
关于调节假说分歧和争论仍在继续。
1.2拟调节晶状体摘除IOL植入术后,丧失了原有的解剖结构、晶状体囊膜纤维化和囊袋的皱缩,并且可能发生IOL光学部、襻与晶状体囊膜牢固的贴附,使IOL植入术后的位置相对固定;IOL没有足够的弹性随着睫状肌的收缩改变形状。
1979年Sugitani发现人工晶状体植入术后患者有一定的阅读近视力,就像戴了一定度数的近视力矫正眼镜,并把这种调节称为人工晶状体眼的调节(Pseudophakicaccommodation,PAC),也称为拟调节.后来众多学者应用动态视网膜带状光检影法、主觉近点法、离焦法等证实了PAC的存在,并且粗略测得人工晶状体眼视近时存在的拟调节力约为2~3D。
人眼的睫状肌在一生的后半部分也能相对很好的收缩6]。
但是人工晶状体光学中心的轴向厚度普遍低于晶状体,人工晶状体眼获得了一个较为理想的焦点深度7]。
在理想的晶状体材料问世之前,IOL植入后的拟调节只能依靠IOL的光学部移位等方式获得。
2拟调节的测定
调节和拟调节必须严格区分8]:
调节是晶状体的屈光力发生改变;拟调节通过植入术后IOL光学部移位、光学部发生折射和衍射等,通过非调节的方式在适宜近距离具有良好裸眼近视力的功能。
因而调节和拟调节的测定亦不完全相同。
Wold等9]主张用客观的检查方法测量屈光力的光学改变和物理改变来区分调节和拟调节。
而主观检查法过多的依赖患者主诉而参考意义减小,同时动态的带状光视网膜检影法因为依赖患者配合、医务工作者的主观判断,各眼科中心报道的结果差别较大,WhitefootandCharman10]也将其归类为主观检查法。
2.1客观检查方法测定生物形态学变化与测定调节时屈光力的改变同样重要11]。
超声生物显微镜(UBM)、高分辨率的核磁共振(MRI)、干涉光断层扫描(OCT)等都可用来人工晶状体眼调节功能的研究,客观测定IOL在眼内的运动情况,或者显示IOL调节运动的种类,阐明调节时屈光力发生改变的机制12,13]。
自动屈光计是针对有晶状体眼而设计的,已经被验证只对晶状体眼的调节有效,当用来测量人工晶状体眼的调节经常会出现几个问题:
老年人群常见的强烈的调节瞳孔缩小,自动屈光计不能通过小瞳孔测量;运用苯肾上腺素在不引起睫状肌麻痹的情况下测量,诱发了更大的像差;IOL的屈光指数高,导致反射产生的明亮浦肯野像位于IOL前表面,当这个像与后囊膜浑浊(PCO)并存时,同样使自动屈光计测量不准确。
人工晶状体眼的调节幅度很小,客观的测量仪器要求有高精确度和高分辨率。
基于Hartmann-Shack原理设计的像差计也是临床正在应用的测量仪器之一,分析从视网膜上的有效点光源调节前和调节后射出眼的光线形状,前后二者屈光力之差就是人工晶状体眼的拟调节力。
一些学者已经证明像差计用来测量拟调节力意义重大,并受到广泛的接受14]。
2.2主观检查方法主观检查拟调节力显示了功能上的意义,常用的检测方法有主觉近点法和离焦法等。
2.2.1主觉近点法属动态主观方法在远视力完全矫正的情况下,以看清近视力表某一特定行为准,视标由远移近,至视标模糊为止,测定此时的眼前移动的距离并转换为调节使用的屈光度数,此差值既为拟调节力的大小。
2.2.2离焦法亦属动态主观方法。
在矫正远视力的情况下,嘱术眼注视能看清的最小一行视标,通常在+3.00D以内,每次递加+0.25D至只能看清0.4视标,再逐渐递减球镜度数仍至只能看清0.4视标,两者的球镜屈光度之差即术眼拟调节力。
现在缺少有效的仪器,可信度高的和可重复的测量方法,对最好的客观检查方法意见不一。
主观检查时多为日常生活的坐姿,因重力因素IOL光学部前移距离会高于主观检查法的平卧姿势,主观检查法测量更具有实际意义。
3拟调节力影响因素
3.1手术切口手术源性角膜散光是影响术后视力恢复的重要因素15]。
而影响角膜散光程度最重要的因素是切口宽度16,17],切口小术后角膜散光小18],切口大不能自行闭合时,需加固缝合,缝线而产生的张力,多产生顺规散光。
Huber等19]证实,低度、逆规散光有利于增加术后拟调节力。
切口部位是产生角膜散光的另一因素,手术后切口愈合过程中,角膜缘侧发生回缩,切口所在子午线周边部角膜相对变平,角膜曲率降低。
合适的手术切口部位应选择在角膜曲率最大的子午线处,在减少术后散光的同时,还有利于增加术后眼的拟调节力。
3.2眼轴长度Nawa等20]报道:
假定角膜屈光力为定值,眼轴长度与调节力成反比;而假定眼轴长度为定值,角膜屈光力与调节力成正相关。
正常眼轴长度的正视眼,生理性人工晶状体前移1mm,可以表现出1.3D的拟调节力;远视度数越高或眼轴越短,调节作用越强;反过来,近视度数越高或眼轴越长,则调节力越弱。
3.3人工晶状体因素
3.3.1IOL移动度前房深度的变化间接反映IOL移动度。
单独反映人工晶状体前移而产生的拟调节作用,滴用匹罗卡品刺激睫状肌收缩。
holladay21]报道,在Gullstrand的模型眼中,后房型人工晶状体光学部每前移1mm就产生相应1.9D的近视变化,然而因患者的角膜屈光力和眼轴长度个体间不同,计算术后IOL移动究竟能产生多大的拟调节力时应运用个体化参数20]。
同时用药物所产生的人工晶状体前移,代表刺激睫状肌时IOL能够前移的最大潜能,在实际生活中IOL前移幅度略低。
Lesiewska-Junk等22]报道了普通一片式单焦点人工晶状体植入术后IOL平均前移距离为0.42mm.Langenbuche等23]报道可调节人工晶状体(以1CU为代表)用20g/L匹罗卡品诱导的前房深度变化值约为0.65mm。
3.3.2IOL植入位置IOL睫状沟植入,襻不断与舒缩的睫状肌摩擦,局部充血、水肿、瘢痕、纤维化,睫状肌收缩功能降低。
襻材质越硬,刺激睫状肌越强烈,随时间推移,对拟调节力影响越明显。
3.3.3IOL其它因素IOL光学面/襻应具有良好弹性、顺应性,当发生轴向相对移位时,因襻而产生的阻力相对较低;IOL良好的生物黏附性、生物稳定性和相容性,降低PCO发生率同时保证与后囊膜牢固贴复,IOL-后囊膜间不留空隙,即Hansen24]提出的“无间隙、无细胞”统一体,使“囊袋-IOL”整体向前移位。
4具有拟调节功能的人工晶状体
4.1单一光学部可折叠IOL
4.1.1第一代可调节IOL第一代可调节IOL始用于欧洲,由Payer设计的可折叠IOL25],材质为亲水性丙烯酸酯,盘子样外观,外周膨出的不连续环形襻,襻与光学部之间为向前倾角有微孔穿过的过渡区域。
光学平面定位于襻平面之前确保睫状肌的向心挤压而使光学部前移。
4.1.2聚硅酮IOL这种IOL的特别之处在于柔软富有弹性的襻允许在视近调节的情况下光学部向前移动,增加眼的有效屈光度。
Cumming等26]通过植入聚硅酮后的临床观察,患者始终有较好的近视力,并推断在调节时睫状肌经过体积的再分配、碰撞或者挤压前段周边部玻璃体,增加了玻璃体腔的压力使“睫状小带-IOL光学部”平面向前移位;应用匹罗卡品局部点眼后,通过A超检测到玻璃体腔的前后径长度大约增加0.7mm27]。
该IOL已经获得美国食品和药品管理局(FDA)的临床植入许可28]。
晶状体总的直径长度11.5mm比正常的囊袋直径大,植入后襻与光学部的接合部处于屈曲状,因此调节静止状态下光学部在囊袋内向后偏移。
FDA的临床调查研究显示,植入这种IOL可使大约73%的患者免于配戴近用眼镜。
4.1.31CU人工晶状体为德国Humanoptic公司制造的亲水性丙烯酸酯IOL,是建立在K.D.Hanna理论和有限元素计算机模拟模型基础上设计的29]。
特征为4个相对宽大的襻,从中央向外周逐渐变细。
其拟调节机制:
睫状体收缩时而睫状小带纤维放松,导致囊袋的松弛,IOL光学部前移增加有效的屈光度。
国内陆勤康等的临床观察术后3mo拟调节力用slataper视标法测得为3.62±0.28D30]。
4.1.4AcrysofNatural(SA60NT)IOL由ALCON公司制造,材质为疏水性丙烯酸甲酯,其生物相容性、顺应性、记忆性都较好,通过注入器植入囊袋后迅速恢复其固有形状。
我中心在对植入该IOL的46例患者的连续跟踪观察、与植入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)IOL患者比较,发现该晶状体充分矫正远视力(5m)后,达最佳近视力(30cm)时,所附加凸透镜度数SA60NT组(1.608±0.560)D明显低于PMMAIOL组(2.616±0.473)D,且视物舒适、持久。
推断AcrysofNaturalIOL通过光学部前移增加有效的屈光度、而具有拟调节功能。
4.1.5单一光学部可折叠IOL缺点经过一段时间的临床应用,已经发现低屈光度的IOL要比高度数的IOL产生的拟调节力低的多,Nawa、Preussner等31,32]的临床观察发现屈光度数差别较大的IOL每移动1mm时产生的拟调节力有明显差别。
而Rana等33]通过超声生物显微镜证实因为IOL特有的设计向前移动要小于1mm,因此不可能有大范围的拟调节幅度。
4.2双光学部IOL认识到一片式IOL缺点,由Hara等34,35]提出用中间为聚丙烯制成的扭转样弹簧连接两个8mm直径的光学镜片充填囊袋。
后来这一设想的IOL有了设计上的进一步改进,被4个外周闭合的可弯曲的聚偏乙烯氟化物环连接一对不可弯曲的聚甲基丙烯酸甲酯的直径为6mm的光学部,并将光学部分开大约3mm的距离。
前面的光学部赋予整个IOL的屈光度大约+30.0-+35.0D超出了正视眼的屈光力,而后光学部为负屈光度到0.00,弥补屈光不正及调整前光学部向前、后运动时的共轭焦点。
后由Visiogen进一步改良为一片式、双光学部、以聚硅酮材质、可折叠IOL并命名为Synchrony36](同步)IOL。
其拟调节机制为:
囊袋内植入减少光学部的内在分离,睫状肌收缩时睫状小带松弛、囊袋张力降低,“囊袋-IOL”复合体释放应变能,使前光学部前移。
该IOL经过对家兔、人尸眼实验研究后,已经进入临床试验阶段,至2004-06包括美国、德国在内的多中心植入患者超过70例。
Gutenberg大学眼科中心对植入该IOL有0.50~2.50D的拟调节力的报道。
4.3多焦点IOL1986年进行了第一例多焦点IOL(M-IOL)植入术,后于1987年有Keates等37]对38例46眼M-IOL植入报道。
因该晶状体偏心率高、手术源性散光、设计的缺陷而对比敏感度降低和眩光临床应用受限。
早期的折射型双区设计易受瞳孔大小的影响;后来出现的衍射型M-IOL摆脱了这一困境,且不受IOL轻度偏位的影响38]。
设计原理:
屈折定律、衍射原理、同时知觉的原理,使光学部同时具有2个以上的焦点。
如果远处和近处的光线通过MIOL聚焦于视网膜上的屈光力之差大于或等于3.0D,二者在视网膜上形成的物象大小差别过大,大脑皮质的视中枢不能融合两个物象,而选择与物象接近的更清晰的物象,抑制另一个物象,以适应不同距离视力的需要。
具有代表性的为美国Allergan公司生产的ArraySA-40N带状折射型MIOL。
IOL光学部中央4.7mm直径范围内有5个非球面形的环形区域,环形区之间的过渡较平缓,1、3、5区提供远视力,2、4区提供近视力。
Walkow等39]报道双眼植入MIOL的脱镜率为73%,李霞等40]报道的脱镜率为77.78%。
4.4磁性IOL为一个新的基于磁场力诱导的使整个“IOL-囊袋”系统前后运动产生潜在调节功能的IOL模型41]。
白内障术后,囊袋收缩、纤维化后囊下混浊发生。
基于这种条件下发生的任何形式IOL囊袋内前后运动的调节功能也不能保持长期的稳定。
因为这些原因,一个完全不同的IOL术后调节装置正在德国Mainz眼科医院大学开发研制,利用了微型永久磁场的磁场力作用,当睫状肌发生径向运动后再次使包括IOL、囊袋隔膜整体在内重新定向为轴向运动。
与IOL同时植入囊袋内的两个固定在中空的囊样张力环(产生的浮力与磁铁吸引力相等)内的磁铁为内磁铁,另外各有一对完全相同磁铁被分别植入在上直肌和下直肌下方为外磁铁。
这样内外磁铁以极化的方式相互排斥维持平衡和稳定,达到长期的稳定固视功能42,43]。
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