行走的蔡司镜头

做完白内障手术,看这个世界充满了香槟气泡(下)

发布时间:2020-08-20作者:徐泽全

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前情回顾:
在上篇,我们讲到了一种现象,白内障术后患者的眼中居然也会出现“香槟气泡”,事实上,这是人工晶体中出现了微空泡,也就是形成了闪辉(glistening)。闪辉会对人工晶体植入术后的患者的视觉质量造成一定的影响。(想详细了解上篇内容,点击链接:做了白内障手术,可看这个世界充满了香槟气泡(上))。

今天我们来仔细讲讲闪辉的原因。
闪辉
是谁给晶体加了气泡?

关于晶体中闪辉发生的比例,不同文献报道的结果虽不一致,闪辉发生率从29.5%到100%不等[1-4]。目前关于闪辉现象的解释主要基于两个理论。其一,热应力引起人工晶状体材料的不稳态分解,并逐渐解离为不溶性单体。其二,眼内液与人工晶状体内部腔隙间的渗透压梯度形成弥漫性分布的微液泡。但这些理论都还不是最终结论,也不能全部都解释。

闪辉


是谁在影响气泡多少?

它的影响因素很多。例如植入眼中的时间长短[5],气温的降低[6],术后炎症的管理,是否有其他并发症(如青光眼)[7]等也会影响闪辉的程度,等等。但是最主要的因素应该还是受晶体材料和制造工艺影响。因此我们将晶体的材料的影响单独拿出来讨论。

人工晶体的材料究竟是啥?

丙烯酸材料和人工晶体一直有着不解之缘。最早的人工晶体的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。这种材料是一种硬性强热塑材料,具有良好的光学透明性。其含水量低,气体扩散常数小,具有很强的抗光照,氧化及水解的性能。如果加入紫外线基团,还能阻止紫外线辐射。晶体空泡现象最早就是在PMMA材料的晶体中[8]被发现的。

将PMMA的异丁烯酸的主链的链接基团改变,就能得到疏水性丙烯酸高聚物,和前者一样,它也具有含水量低,折光系数高等特点,但不同的是疏水性丙烯酸高聚物具有较长的碳氢支链,使其在室温时柔韧性增加。此外,还有亲水性的丙烯酸高聚物,硅胶(又叫硅凝胶)材料制成的晶体。

疏水性晶体应该背锅吗?

眼科医生很早就发现疏水性晶体会发生空泡[4, 9, 10],甚至会出现晶体的白化[2, 11]。目前晶体空泡问题主要出现在疏水性晶体,早在2002年一篇研究中[12],研究者比较了七种不同人工晶体出现闪辉的情况。结果发现,疏水晶体不论在数量还是进度上都比其他晶体要严重得多(见图2),其次是硅凝胶晶体,再次是硅凝胶晶体,三种亲水性晶体表现则比较好。一篇长达9年的跟踪研究[13]和另一篇长达12年跟踪研究也得到了类似的结果[14]。一篇2019年发表的基础研究提出,亲水性的材料能使得水在晶体中均匀分布,因此不容易出现水分聚集形成微空泡[15]。

闪辉


来自实验室研究的证据

去年,意大利Giulia Rusciano教授团队利用体外热冲击模型模拟人工晶状体内闪辉现象,结合拉曼光谱技术,对疏水性人工晶状体内出现闪辉的分子机制进行了深入分析[15],研究有一些重要发现:

第一个是发现热冲击后,疏水性人工晶状体内充满大量直径约5-25μm大小的微液泡(见图3)。
闪辉
第二个结果:疏水性人工晶状体内的微液泡多呈椭圆形,少部分为圆形,这说明整个结构为非均匀性的,部分多聚物未充分连接,聚合物链也未充分折叠,因此局部会存在低密度区域,液体堆积,形成微液泡。电镜结果进一步发现,越大的微液泡,渗透越深,越集中在人工晶状体的内部。
闪辉
另外,这篇研究还通过拉曼光谱分析结果进一步提示,疏水性人工晶状体更容易出现微液泡及闪辉现象与疏水性人工晶状体内存在大量分布不均的苯环基团密切相关。这些基团可以吸入并锁住水分子,最终产生大量散布的微液泡。而亲水性人工晶状体材质微液泡分布更少,直径更小的原因可能与水分子更容易渗透整个人工晶状体材质相关[15]。

疏水性晶体应该一棒子打死吗?

其实疏水性丙烯酸高聚物的晶体也有不同的形式。例如有些晶体的光学面是由苯乙基烯酸酯和苯乙基异丁烯酸聚合而成。而有些晶体光学面则是由丙烯酸乙酯,异丁烯酸甲酯及三氟甲基丙烯酸甲酯聚合物薄片切割而成。因为疏水性丙烯酸高聚物的晶体也有不同的形式,所以虽然同样都是疏水性丙烯酸材质的晶体,但它们空泡发生的比例也不一样。2018年的一篇AJO的实验室研究仔细比较不同疏水晶体的闪辉情况[16],见图5。有研究[11, 17]支持这一结果。
闪辉
还是在2019年这篇基础研究中提到[15],亲水疏水材质结合,可以消除空泡的产生。我们大胆地推测,亲水疏水材质结合,比如疏水表面处理,无闪辉现象的亲水材质很可能是未来晶体材料的发展趋势。

结束语

大概在十年前,白内障手术就进入到屈光手术时代,白内障手术想要取得屈光手术的效果,晶体的质量一定不得不考虑,因此晶体的空泡和闪辉的现象越来越受到重视。

我无意挑起疏水性和亲水性晶体孰优孰劣之争,事实上这个问题远远尚未盖棺定论。单论闪辉的问题,亲水性晶体无疑更具有优势。至于别的方面,今后我们可以另开专栏进一步讨论。

(本文仅代表作者个人观点,不代表平台,更不代表作者工作单位,欢迎学术争辩)

参考文献

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11.Nagata M, Matsushima H, Mukai K, Terauchi W, Senoo T, Wada H, Yoshida S. Journal of cataract and refractive surgery 2010, 36(12):2056-2060.
12.Tognetto D, Toto L, Sanguinetti G, Ravalico G. Journal of cataract and refractive surgery 2002, 28(7):1211-1216.
13.Chang A, Kugelberg M. Journal of cataract and refractive surgery 2015, 41(6):1199-1204.
14.Ronbeck M, Behndig A, Taube M, Koivula A, Kugelberg M. Acta ophthalmologica 2013, 91(1):66-70.
15.Rusciano G, Capaccio A, Pesce G, Sasso A. Biomedical optics express 2019, 10(4):1870-1881.
16.Labuz G, Knebel D, Auffarth GU, Fang H, van den Berg TJ, Yildirim TM, Son HS, Khoramnia R. Am J Ophthalmol 2018, 196:112-120.

17.Miyata K, Otani S, Nejima R, Miyai T, Samejima T, Honbo M, Minami K, Amano S.The British journal of ophthalmology 2009, 93(5):684-687.


来源:视远惟明 · 惟视眼科


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