沈陽 周行濤

傳統(tǒng)的角膜屈光手術(shù)依靠激光切削來改變角膜的屈光度以矯正屈光不正狀態(tài)，矯正的屈光度數(shù)越高，需要切削的深度越深，故其適用范圍受到角膜厚度的限制。超高度屈光不正和角膜厚度較薄的患者因此不能依靠角膜屈光手術(shù)完全矯正屈光不正，不得不考慮采取人工晶狀體植入術(shù)等創(chuàng)傷相對較大的眼內(nèi)手術(shù)。角膜透鏡技術(shù)的產(chǎn)生，使得角膜屈光手術(shù)矯正超高度屈光不正不受角膜厚度的限制成為了可能，進(jìn)一步擴(kuò)大了角膜屈光手術(shù)的適應(yīng)人群，為超高度屈光不正患者提供了新的選擇。廣義的角膜透鏡技術(shù)包括角膜表面鏡片術(shù)、角膜基質(zhì)內(nèi)環(huán)植入術(shù)、人工透鏡和人體角膜組織透鏡植入術(shù)等。本文就角膜透鏡植入技術(shù)的歷史、人工透鏡材料、人體角膜組織透鏡、飛秒激光輔助透鏡切除和飛秒激光輔助透鏡植入等技術(shù)的研究近況和發(fā)展前景綜述如下。

1 角膜透鏡技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)40年代Barraquer[1]采用樹脂玻璃材質(zhì)的透鏡植入動物眼角膜，但因其通透性差，術(shù)后幾乎全部發(fā)生了角膜混濁和壞死等嚴(yán)重并發(fā)癥。此后科學(xué)家們嘗試了聚砜等材料，但效果依舊不理想。20世紀(jì)80年代Kaufman[2]將供者角膜組織制作成需要的形狀，縫合在去除角膜上皮的受體角膜表面，成功矯治了無晶狀體眼的屈光不正，由此開創(chuàng)了角膜表面鏡片術(shù)。不久Fleming等[3]嘗試在角膜基質(zhì)中植入一種環(huán)形透明材料成功矯治了中低度數(shù)近視，由此開創(chuàng)了角膜基質(zhì)內(nèi)環(huán)植入術(shù)(intro corneal ring,ICR)。傳統(tǒng)的角膜表面鏡片術(shù)供體角膜透鏡的制作及傳統(tǒng)ICR植入術(shù)角膜基質(zhì)隧道的制作，均采用特殊的角膜刀，工藝相對粗糙，預(yù)測性和安全性較差，術(shù)后近期并發(fā)癥發(fā)生率也較高[4]，現(xiàn)臨床應(yīng)用較少[5-8]。

1996年Steinert等[9]將水凝膠材料的透鏡植入無晶狀體眼患者角膜內(nèi)，結(jié)果顯示水凝膠透鏡生物相容性較好，矯正屈光度數(shù)可預(yù)測性較高。但術(shù)中仍使用角膜刀制瓣，切削粗糙，部分患者出現(xiàn)了最佳矯正視力下降和不規(guī)則散光。

飛秒激光的誕生是角膜切削技術(shù)的一次飛躍，飛秒激光輔助準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(femtosecond laser assistedinsitukeratomileusis,fs-LASIK)、飛秒激光透鏡切除術(shù)(femtosecond lenticule extraction,FLEx)和小切口透鏡切除術(shù)(small incision lenticule extraction,SMILE)的臨床應(yīng)用，把角膜屈光手術(shù)帶到一個嶄新的高度。飛秒激光的精確切削使得角膜瓣制作工藝更精致，安全性更高，并避免了由角膜刀帶來的術(shù)中角膜瓣丟失等并發(fā)癥。更有學(xué)者[10]研究如何使用飛秒激光在FLEx手術(shù)中制作出光學(xué)質(zhì)量更高的角膜組織透鏡，此項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用到自體或異體角膜組織透鏡移植，矯正屈光不正。

2 角膜透鏡材料

Barraquer開創(chuàng)了角膜透鏡植入術(shù)后，角膜透鏡制作材料的研究就成為一大焦點(diǎn)。角膜透鏡材料的性質(zhì)是決定手術(shù)成敗的關(guān)鍵因素之一。角膜透鏡主要分為人工角膜透鏡和人體角膜組織透鏡。

2.1 人工角膜透鏡 人造材料的角膜透鏡最早源于Barraquer使用的樹脂玻璃鏡片，然后是聚砜材料及目前正處臨床試驗(yàn)階段的水凝膠透鏡和全氟聚醚透鏡等。隨著新型材料的應(yīng)用和研究的深入，更多種類的人工角膜透鏡開始運(yùn)用到臨床試驗(yàn)[11-13](表1)。

人工角膜透鏡從20世紀(jì)40年代至今，經(jīng)科學(xué)家們近70年的不斷探索和嘗試，制作技術(shù)逐漸成熟，其優(yōu)勢和發(fā)展前景也逐漸顯露。例如人工角膜透鏡系人工制作，可批量生產(chǎn)以滿足數(shù)量需求，可根據(jù)不同患者的屈光狀態(tài)生產(chǎn)出各種度數(shù)和型號大小的透鏡，矯正屈光度的預(yù)測性好。若患者術(shù)后屈光狀態(tài)發(fā)生改變，透鏡可取出或更換[19]。在透鏡植入過程中人工角膜透鏡不易發(fā)生卷曲扭轉(zhuǎn)和變形，術(shù)后視力穩(wěn)定性好等。不足之處在于對透鏡材料和制作工藝的要求較高，研發(fā)和生產(chǎn)成本昂貴；至今仍處于臨床試驗(yàn)階段，遠(yuǎn)期的矯治效果和安全性尚無論證。

2.2 人體角膜組織透鏡 人體角膜組織透鏡由患者自己或供體的角膜組織加工制作而成。 早先Zirm[20]就成功地實(shí)現(xiàn)了人類首例同種異體角膜移植手術(shù)。而角膜刀的發(fā)明、板層角膜移植術(shù)在臨床大量成功地開展，也從另一方面證實(shí)了自體角膜或同種異體角膜組織植入角膜基質(zhì)層的可行性。

表1 人工角膜透鏡的發(fā)展歷史

角膜刀的切削工藝精度有限，不能獲得準(zhǔn)確度數(shù)的角膜透鏡，限制了人體角膜組織透鏡技術(shù)的應(yīng)用。飛秒激光的誕生和FLEx術(shù)、SMILE術(shù)的臨床運(yùn)用，證實(shí)了應(yīng)用飛秒激光可將角膜組織切削出具有精確度數(shù)角膜組織透鏡的可能性。Kunert等[10]在使用飛秒激光制作角膜透鏡的過程中，還發(fā)現(xiàn)選用激光能量大小的不同，會影響制作角膜透鏡的表面質(zhì)量。他將13例接受FLEx術(shù)治療的近視患者24眼分為3組，每組8眼，使用200 kHz的Zeiss VisuMax飛秒激光系統(tǒng)，分別選擇150、180、195 nJ對3組患者進(jìn)行FLEx術(shù)。術(shù)后將飛秒激光切除的透鏡按照Giessmann等設(shè)定的評分表，對透鏡表面質(zhì)量進(jìn)行評分。結(jié)果顯示角膜透鏡表面的不規(guī)則性主要由電鏡下觀察到的組織橋、溝槽和空泡現(xiàn)象導(dǎo)致，表面規(guī)則指數(shù)隨著脈沖能量的增加而降低。平均表面規(guī)則程度評分結(jié)果顯示150 nJ組得分最高，即透鏡表面規(guī)則度在三者中最高。此試驗(yàn)研究了飛秒激光不同脈沖能量與人類角膜切削表面平整程度的關(guān)系，為利用飛秒激光制作更高質(zhì)量的角膜組織透鏡提供了事實(shí)依據(jù)。

人體角膜組織透鏡移植是一種特殊的角膜移植，其優(yōu)點(diǎn)：角膜移植的歷史久遠(yuǎn)[20]，臨床已有較多相關(guān)研究。人體角膜組織透鏡植入，尤其是自體角膜組織透鏡取材來源于角膜組織本身，生物相容性更好，價格相對低廉。不足之處在于供體角膜獲取數(shù)量有限，難以滿足大規(guī)模需求；從供體角膜中獲取的組織透鏡厚度有限，難以加工成各種度數(shù)和型號大??；角膜組織透鏡不宜長期保存，供體和受體需要預(yù)先配對并盡快完成移植；術(shù)中易發(fā)生卷曲扭轉(zhuǎn)，影響透鏡質(zhì)量；人體角膜組織移植尤其是異體角膜組織透鏡移植涉及器官移植，需要通過有關(guān)機(jī)構(gòu)和倫理委員會認(rèn)證，程序較繁瑣等。

3 角膜透鏡植入方式

早先的角膜透鏡植入方式是選用角膜刀制作角膜瓣，放入人工透鏡后復(fù)瓣并縫合[1]，之后發(fā)展為免縫合的角膜透鏡植入術(shù)[13]。飛秒激光應(yīng)用于臨床后，有文獻(xiàn)[17]報(bào)道飛秒激光制瓣下的角膜透鏡植入術(shù)。采用傳統(tǒng)角膜刀制瓣的透鏡植入術(shù)后，患者出現(xiàn)了不規(guī)則散光和不同程度最佳矯正視力的下降，對術(shù)后效果不盡如人意[9]，很可能是由于角膜刀的粗糙切削工藝影響了患者的視覺質(zhì)量。

2010年Seyeddain等[17]報(bào)道飛秒激光制瓣下的角膜透鏡植入術(shù)，術(shù)前先予患者2%的毛果蕓香堿縮瞳，術(shù)中透過角膜透鏡中心的小孔便可看到縮小的瞳孔以幫助術(shù)者將透鏡準(zhǔn)確對準(zhǔn)瞳孔中心，避免偏移。角膜的制瓣過程，作者建議使用60 kHz的飛秒激光制作厚170 μm的角膜瓣，制瓣完成后用超聲波測厚儀驗(yàn)證剩余角膜厚度及角膜瓣厚度；再用高倍放大鏡檢查要植入的透鏡，確認(rèn)沒有瑕疵后，小心將透鏡放置在基質(zhì)床中央，必要時作細(xì)微調(diào)整，最后將角膜瓣小心復(fù)位。術(shù)后患者視力上升明顯，沒有患者要求取出透鏡，僅有2例重新需要放正透鏡位置。此外，美國人Peyman在2004年申請注冊了一項(xiàng)用于角膜透鏡植入術(shù)輔助裝置的專利。此裝置可以對植入的透鏡進(jìn)行標(biāo)記定位，防止透鏡在移植入基質(zhì)床時發(fā)生角膜透鏡移位、旋轉(zhuǎn)、卷曲或者脫出等情況[21]。

2005年Martínez-Soroa等[22]報(bào)道了采用角膜刀在兔眼角膜基質(zhì)層切出一個可以容納透鏡的“口袋”，并將人工透鏡放置入“口袋”中。此實(shí)驗(yàn)將14只實(shí)驗(yàn)兔隨機(jī)分為兩組，每組7只。第1組為實(shí)驗(yàn)組，對角膜做口袋狀切口。第2組為對照組，采用傳統(tǒng)LASIK制瓣。兩組分別植入相同透鏡。術(shù)后1個月時，實(shí)驗(yàn)組角膜水腫發(fā)生率明顯較對照組低，分別為14.3%和71.4%。術(shù)后2個月時，分別為28.6%和42.9%。且術(shù)后制作LASIK瓣組出現(xiàn)了角膜瓣移位和角膜瓣回縮等并發(fā)癥。

隨著SMILE術(shù)的成功開展，飛秒激光制作角膜基質(zhì)內(nèi)口袋技術(shù)已成熟，使透鏡在板層間放置更準(zhǔn)確更穩(wěn)定。2012年Dexl等[23]報(bào)道了24例患者采用飛秒激光制作角膜基質(zhì)內(nèi)“口袋”，植入第3代Kamra透鏡(ACI 7000PDT)1年后的隨訪結(jié)果。結(jié)果顯示所有患者在術(shù)后1年仍然保持平均20/20的裸眼遠(yuǎn)視力，無一名患者視力下降，所有植入的透鏡未見偏移，無一例要求取出透鏡或重新放置透鏡。飛秒激光的應(yīng)用，使得角膜透鏡植入的安全性、準(zhǔn)確性及可預(yù)測性顯著提高，但角膜透鏡植入術(shù)作為一種全新的術(shù)式仍然存在著以下問題和不足之處，成熟用于臨床仍有待進(jìn)一步研究。

4 角膜透鏡植入術(shù)的并發(fā)癥

角膜透鏡植入術(shù)的并發(fā)癥有如下。①角膜瓣相關(guān)并發(fā)癥。早先采用角膜刀的角膜透鏡植入術(shù)需要制作類似LASIK的角膜瓣，可能出現(xiàn)角膜瓣移位和角膜瓣回縮、制瓣不平整、卷瓣、彌漫性層間角膜炎等并發(fā)癥[24]，且在角膜瓣與基質(zhì)床之間會存在空隙，液體和細(xì)胞再空隙中堆積影響手術(shù)效果[25]。角膜瓣相關(guān)并發(fā)癥在飛秒激光的應(yīng)用和角膜小切口“口袋”的實(shí)現(xiàn)后，發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)大幅度減小。②角膜透鏡移位和丟失。已有較多文獻(xiàn)[22-23]報(bào)告了角膜透鏡植入術(shù)術(shù)中和術(shù)后存在透鏡移位和丟失的風(fēng)險(xiǎn)。角膜透鏡的位移和丟失較多發(fā)生在制作傳統(tǒng)LASIK角膜瓣的透鏡植入術(shù)中，而在飛秒激光制作的角膜口袋狀切口中發(fā)生率明顯降低。這可能與飛秒激光可精確切削出適合容納透鏡的角膜“口袋”，減少了透鏡在角膜基質(zhì)層中的活動有關(guān)。③角膜基質(zhì)內(nèi)上皮植入。Alió等[26]曾報(bào)道了11眼接受角膜透鏡植入術(shù)中，5眼在術(shù)后出現(xiàn)透鏡周圍和角膜基質(zhì)內(nèi)上皮植入的并發(fā)癥，所有患者的最佳矯正視力都有所下降，共聚焦顯微鏡和形態(tài)學(xué)檢查都發(fā)現(xiàn)了上皮細(xì)胞的長入，微生物學(xué)檢查未培養(yǎng)出細(xì)菌、真菌及其他病原微生物。④角膜透鏡材料相關(guān)的并發(fā)癥。人造材料的角膜透鏡不斷追求更好的生物相容性，但仍存在排異等風(fēng)險(xiǎn)。隨著使用年限的增加，透鏡透明度下降、視覺質(zhì)量下降、透鏡周圍沉淀物甚至透鏡溶解等現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)。2009年Mulet等[27]報(bào)道了34只遠(yuǎn)視屈光不正眼植入Permavision水凝膠材料的角膜透鏡后，非矯正視力得到提升并在術(shù)后3個月到2年時間內(nèi)保持穩(wěn)定。但2年后術(shù)眼視力下降≥2行的有35%，5年為55.5%，且屈光矯正的可預(yù)測性也較差。此外，術(shù)后5年29.4%術(shù)眼出現(xiàn)了透鏡偏位，88.2%術(shù)眼在透鏡周圍不同程度出現(xiàn)了沉積物，73.5%的術(shù)眼出現(xiàn)了角膜霧狀混濁，最終有58.8%的術(shù)眼取出了透鏡。第3代Kamra透鏡(ACI 7000PDT)目前雖未見明顯影響視覺質(zhì)量的并發(fā)癥發(fā)生，但遠(yuǎn)期效果依然未知。人工角膜透鏡制作材料的革新仍將是角膜透鏡植入技術(shù)得以進(jìn)一步發(fā)展和推廣的關(guān)鍵因素之一[23,27]。⑤術(shù)后不規(guī)則散光。不規(guī)則散光可由角膜刀的使用導(dǎo)致，此外不規(guī)則組織切除和角膜基質(zhì)床不平整也是導(dǎo)致術(shù)后不規(guī)則散光發(fā)生的重要原因。采用飛秒激光制瓣或者在角膜中制作小切口“口袋”，可有效減少術(shù)后散光的發(fā)生，提高患者視覺質(zhì)量[9,23]。

5 展望

角膜透鏡植入技術(shù)開辟了角膜屈光手術(shù)的新篇章，隨著生物相容性更好，理化性質(zhì)更穩(wěn)定，屈光矯正預(yù)測性更佳的透鏡材料的應(yīng)用，透鏡生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步提升和飛秒激光的輔助，角膜透鏡技術(shù)日趨成熟和完善。而其最大的意義在于解決了角膜厚度有限和傳統(tǒng)角膜屈光手術(shù)矯正屈光不正需要犧牲角膜厚度這一重大矛盾，擴(kuò)大了角膜屈光手術(shù)的適應(yīng)人群。角膜透鏡植入術(shù)具有可逆性，患者可根據(jù)屈光狀態(tài)的變化更換或植入角膜“口袋”中的透鏡。透鏡的規(guī)格也可根據(jù)每位患者的具體情況做個性化設(shè)計(jì)，滿足不同患者的需求。因角膜透鏡植入術(shù)不減少角膜的厚度，故即使透鏡植入失敗還可以考慮fsLASIK、FLEx術(shù)、SMILE術(shù)等角膜激光手術(shù)進(jìn)行矯治。同時SMILE術(shù)后患者若發(fā)生屈光度回退難以直接補(bǔ)矯時，也可考慮采用角膜透鏡植入進(jìn)行矯正，給屈光不正患者帶來更多選擇。近視合并老視患者經(jīng)準(zhǔn)分子激光矯正近視獲得清晰遠(yuǎn)視力后會有視近困難，同時再植入ACI7000PDT透鏡可利用其小光學(xué)區(qū)獲得更長的景深，改善近視力。此外，目前飛秒激光制作角膜瓣和基質(zhì)內(nèi)“口袋”的切削深度為絕對深度，基于角膜周邊相對較厚中央相對較薄的結(jié)構(gòu)，這樣的方法破壞了角膜基質(zhì)纖維的連續(xù)性。若切削深度能設(shè)定為按照角膜厚度的百分比進(jìn)行切削，制作相對厚度瓣和基質(zhì)內(nèi)“口袋”，將透鏡植入板層間，將更好地保護(hù)角膜力學(xué)結(jié)構(gòu)的完整性。相信角膜透鏡植入技術(shù)會隨著飛秒激光技術(shù)和更合適的人造材料的發(fā)現(xiàn)而進(jìn)一步提高。

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