西格玛医学洞见一文读懂人工晶状体及临床试
西格玛医学洞见：一文读懂人工晶状体及临床试验设计
背景白内障是由老化、遗传、外伤及中毒等原因引起的人眼天然晶状体变性而发生混浊，导致光线被混浊晶状体阻扰无法投射在视网膜上，造成患者视物模糊或完全失明，是眼科的第一大类疾病。目前，通过手术植入人工晶状体以取代已变浑浊的天然晶状体是治疗白内障唯一有效的手段。人工晶状体是一种由人工合成的特殊透镜，这种晶体的结构和功能与人体自身的晶状体非常相似，而且具有重量轻、光学性能优良、无抗原性、无致炎性、可生物降解等特性。在白内障手术中，浑浊的晶状体被移除后，医生会将一枚人工晶状体植入患者的眼内，以替代原来的晶状体。这种晶体的植入可以使外界的物体在视网膜上正确聚焦并形成清晰的图像，从而使患者能够重新看到周围的世界。年，英国医生HaroldRidley首次将全世界第一枚人工晶状体成功植入人眼，开创了眼科学的新纪元。这种人工晶状体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），为硬性IOL，须通过5.5~6.0mm大切口才能植入眼内。PMMA有较好的化学特性和生物相容性,但手术对病人眼睛的创伤较大、并发症多、术后恢复较慢。此后经过70多年的发展，人工晶状体应用材料方面，由最初的PMMA发展到今天的丙烯酸酯多聚物，一直在不断地改良变化。
产品分类按所放位置分类，人工晶体可分为前房固定型人工晶体、虹膜固定型人工晶体、后房固定型人工晶体。通常人工晶体安放在天然晶状体的囊袋内，也就是后房固定型人工晶体的位置，此处与周围组织没有摩擦，炎症反应较轻。但对于校正屈光不正的患者，可以保留其天然晶状体，进行有晶体眼的人工晶体（PIOL）植入；对于手术中出现晶体囊袋破裂等并发症的患者，可以植入前房型人工晶体或者后房型人工晶体缝线固定。
按手术切口大小分类，人工晶体又可以分为硬质人工晶体、可折叠人工晶体；按照功能分类，则可以分为多焦点人工晶体、三焦点人工晶体、可调节人工晶体以及非球面人工晶体。
产品材料
人工晶状体材料合成经历了“聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）——硅胶（silicon）——亲水性丙烯酸酯或水凝胶（hydrophilicacrylicorhydrogel）——疏水性丙烯酸酯（hydrophobicacrylic）的发展历程。其中，PMMA是硬式材料，用于制造非可折叠人工晶状体；后三种为软式材料，用于制造可折叠人工晶状体。人工晶状体“从非可折叠”发展到“可折叠”是行业内的一大进步，能够有效降低手术切口，减小病人的创伤和痛苦，提高手术安全性和有效性。
软性人工晶状体也逐渐占据主流地位。可折叠（软性）人工晶状体材料主要有硅橡胶、亲水性丙烯酸酯和疏水性丙烯酸酯。软性人工晶状体可通过2~mm左右的微小切口由推注器植入眼内，折叠的人工晶状体会自动展开，支撑在指定位置。这种手术安全简单，伤口不需要缝合，术后视力恢复快。白内障超声乳化吸除术并人工晶状体植入手术是目前白内障手术中优点最多、应用最广泛的方法。目前，市场上人工晶状体材质主要为亲水性丙烯酸酯和疏水性丙烯酸酯，二者之间比较，疏水性丙烯酸酯材质在降低后发性白内障（PCO）、眼内植入长期稳定性、力学机械强度等方面较亲水性丙烯酸酯材质具有优势，是目前国际市场上主流的人工晶状体材料。另外，为了使人工晶状体具有更多的附加功能，一些厂商还对材料做了以下优化：
1）防蓝光功能——自然界中的太阳光是由不同波长的射线组成，具有较高能量的紫外线和波长较短的紫-蓝光等，对人眼视网膜具有一定的伤害作用，由于这些光线的能量较强，被视网膜吸收后容易产生自由基从而对视网膜造成伤害，被称之为“光毒性，phototoxicity”。通俗意义上而言的“蓝光防护”，实际上应对-nm范围内的能量较高但是对暗视觉能力贡献较低的紫光尽可能多地进行吸收，而对-nm范围内能量相对低一些但对暗视觉下具有一定贡献作用的真正的蓝光可以较少地吸收。具有上述蓝光滤过特性的人工晶状体，既能够保护视网膜减少光毒性的损伤，又能够提供足够的暗视觉能力，提升术后生活质量。
2）肝素表面改性——对于一些情况复杂的患眼，如伴随青光眼、糖尿病，或者葡萄膜炎的病人，可能存在一定的术后炎症及后发性白内障PCO发生的风险。肝素是一种广泛存在于动物组织中的抗凝血剂，具有良好的生物相容性和安全性。肝素分子结构带有大量的活性基团及负电荷，与人工晶状体表面官能团可以以共价键结合，使人工晶状体表面具有很强的亲水性，能够满足有效抑制炎症细胞沉着于人工晶状体表面减轻异物反应，进一步抑制术后并发症的发生。另一方面，由于人工晶状体表面接枝肝素后，使得人工晶状体表面亲水性提高，可减少异物反应和静电对眼组织的损伤。
产品光学方面光学设计是人工晶状体实现功能性应用的核心技术。人工晶状体的光学设计经历了“球面-非球面-环曲面（Toric）-多焦点-可调节”的发展历程。球面人工晶状体（SphericalIOL）：人眼的角膜带有正球差，天然晶状体带有负球差，二者球差相互补偿，使人眼整体处于低球差的状态。而人工晶状体前后两个表面均为球形结构，其带有正球差，人眼角膜的正球差与人工晶状体的正球差相互叠加，将加大人眼正球差，使得患者眩光、光晕、视物模糊等，尤其是夜间或昏暗环境中。因此，球面人工晶状体仅用于解决人眼基本的复明问题，现已逐渐退出市场。非球面人工晶状体（AsphericIOL）：能显著改善患者在昏暗条件下和夜间的视力，是屈光性人工晶状体的起点，也是目前国际市场上最主流的人工晶状体。非球面晶状体与球面人工晶状体的适用人群相同，对暗视力的提升疗效确切，无明显副作用，一旦设计定型并使用自由曲面加工技术，在生产成本方面与球面人工晶状体无差别，已成为发达国家人工晶状体基本款。环曲面人工晶状体（ToricIOL）：同时具有球镜度和柱镜度，在完成普通人工晶状体屈光矫正功能的基础上，完成散光矫正功能。环曲面人工晶状体在设计、加工、检测方面均具有一定难度，产品价格相对较高，且相对于普通人工晶状体，其手术过程需要额外增加轴向的计算和对准操作，手术学习曲线较普通人工晶状体长。多焦点人工晶状体（MultifocalIOL）：可以产生多个焦点，旨在使手术植入后无需再佩戴老花镜，是目前国际上热门的探索方向。多焦点人工晶状体有多种设计方式，根据分光机制可以分为折射型和衍射型；根据焦点数量可以分为双焦点、三焦点等。现有的多焦点人工晶状体产品仍然存在由于分光机制带来的眩光等视觉干扰问题，以及多个焦点带来的视程不连续的问题。全程连续视力以及更轻微的视觉干扰是多焦点人工晶状体的发展方向。景深扩展型人工晶状体（ExtendedDepthofFocus，缩写为EDOF）：是一种介于多焦点与单焦点之间的人工晶状体，利用像差的特殊设计实现人眼景深扩展，在保证远焦点视力与普通单焦一致、无眩光干扰的情况下，获得一定程度的中程视力。可调节人工晶状体（Ac转载请注明：http://www.nonkd.com/wadwh/13889.html
