核黃素-藍(lán)光(440nm)紫外線兔鞏膜膠原交聯(lián)的生物力學(xué)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、核黃素/紫外線A膠原交聯(lián)可以有效增強(qiáng)角膜的硬度。2003年Wollensak等人首次將核黃素/紫外線A角膜交聯(lián)用于臨床,并且取得了令人滿意的效果,之后,眼科學(xué)者針對(duì)紫外線A/膠原交聯(lián)展開了大量研究。研究結(jié)果表明,膠原交聯(lián)可以增加角膜硬度,從而控制圓錐角膜的發(fā)展。
  圓錐角膜的病變特征是角膜進(jìn)行性的前凸、變薄,這一病變特征與高度近視眼的鞏膜病變特征相似。隨著近視度數(shù)的加深,高度近視眼的鞏膜逐漸變薄,生物力學(xué)強(qiáng)度降低,這種改變?cè)诤髽O

2、部鞏膜尤為明顯。從理論上,膠原交聯(lián)可以提高鞏膜組織的硬度,從而減緩甚至阻止高度近視的發(fā)展。
  雖然Wollensak對(duì)鞏膜組織進(jìn)行核黃素/紫外線A交聯(lián)后,鞏膜的硬度增強(qiáng),但出現(xiàn)照射區(qū)域視網(wǎng)膜組織損傷。實(shí)驗(yàn)證實(shí),使用0.1%核黃素配合365 nm紫外線反應(yīng),兔鞏膜膠原交聯(lián)的最佳照射時(shí)間為40分鐘。在此模式下,被照射區(qū)域鞏膜組織生物力學(xué)明顯增強(qiáng),且沒(méi)有觀察到照射區(qū)域視網(wǎng)膜組織的損傷性改變。但由于紫外線A在鞏膜的穿透能力較弱,因而不能

3、作為鞏膜膠原交聯(lián)的理想介質(zhì)。除365 nm是核黃素的吸收峰外,445 nm也是核黃素的吸收高峰。因此,理論上藍(lán)光也可以與核黃素反應(yīng)進(jìn)行膠原交聯(lián),且藍(lán)光穿透力較紫外線A強(qiáng),因而藍(lán)光是更理想的交聯(lián)介質(zhì)。
  Iseli用波長(zhǎng)465 nm藍(lán)光與核黃素進(jìn)行鞏膜膠原交聯(lián),發(fā)現(xiàn)交聯(lián)后鞏膜的硬度較對(duì)照組增強(qiáng)了三倍,相應(yīng)區(qū)域視網(wǎng)膜組織未見(jiàn)明顯損傷。相對(duì)于465nm的藍(lán)光,440 nm的藍(lán)光更接近核黃素的吸收峰(445 nm),理論上440 nm藍(lán)

4、光的交聯(lián)效果更理想。本次研究以新西蘭大白兔為研究對(duì)象,共分兩步進(jìn)行,第一步是探尋440 nm的藍(lán)光是否適用于鞏膜膠原交聯(lián),即用440 nm的藍(lán)光與核黃素進(jìn)行兔鞏膜膠原交聯(lián),證實(shí)交聯(lián)后鞏膜生物力學(xué)增加,且照射區(qū)域視網(wǎng)膜沒(méi)有出現(xiàn)損傷性改變;在第一部分研究的基礎(chǔ)上,第二部分將能量密度設(shè)置為10mW/cm2,尋找440 nm藍(lán)光交聯(lián)的最佳照射時(shí)間,即使用相同能量密度(10 mW/cm2)的藍(lán)光(440 nm)進(jìn)行鞏膜膠原交聯(lián),設(shè)置不同的照射時(shí)間

5、,根據(jù)交聯(lián)后鞏膜生物力學(xué)改變及照射區(qū)域視網(wǎng)膜組織的病理改變,得出440 nm藍(lán)光兔鞏膜膠原交聯(lián)的最佳照射時(shí)間。
  第一部分核黃素/藍(lán)光(440 nm)紫外線兔鞏膜膠原交聯(lián)的研究
  目的:
  在活體兔鞏膜上進(jìn)行核黃素/藍(lán)光(440 nm)、核黃素/紫外線A膠原交聯(lián),探討440 nm藍(lán)光用作兔鞏膜交聯(lián)介質(zhì)的可行性。
  方法:
  1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):采用隨機(jī)分組法,將36只新西蘭大白兔均分為三組,并定義左眼為

6、治療眼,右眼為對(duì)照眼。Ⅰ組:365 nm紫外線A(3 mW/cm2)照射40分鐘;Ⅱ組:440 nm藍(lán)光(10 mW/cm2)照射40分鐘;Ⅲ組:440 nm藍(lán)光(10 mW/cm2)照射10分鐘。照射后48小時(shí)處死動(dòng)物、摘取眼球,每個(gè)試驗(yàn)組取一只照射眼做病理學(xué)檢驗(yàn),其他的照射眼和對(duì)應(yīng)的對(duì)照眼做生物力學(xué)測(cè)試。
  2、核黃素/藍(lán)光(440 nm)紫外線膠原交聯(lián):麻醉后,在鼻側(cè)偏上方剪開結(jié)膜,鈍性分離,暴露出鞏膜組織,牽拉縫線固定眼

7、球。照射前十五分鐘內(nèi)每隔3分鐘點(diǎn)適量濃度為0.1%的核黃素溶液,共計(jì)5次。然后進(jìn)行照射,在照射期間采取同樣的方法每隔3分鐘點(diǎn)1次0.1%的核黃素溶液。照射結(jié)束后,對(duì)分離的組織進(jìn)行縫合,利用左氧氟沙星滴眼液進(jìn)行處理,以防感染。
  3、鞏膜生物力學(xué)測(cè)試:將鞏膜條帶(3mm×12 mm)夾在INSTRON試驗(yàn)機(jī)上重復(fù)7次加載-卸載試驗(yàn),然后采用控制位移的方法以2mm/min的速度加載,直至條帶被拉斷。定義拉斷點(diǎn)的瞬時(shí)應(yīng)力為極限應(yīng)力,可

8、計(jì)算出相應(yīng)的彈性模量及生理范圍彈性模量。
  4、病理學(xué)觀察:取照射部位的組織,石蠟包埋后切片、染色,觀察組織的病理改變。
  結(jié)果:
  1、三組的彈性模量、極限應(yīng)力和生理范圍彈性模量均較對(duì)照組在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上有了較大提高(p<0.05)。
  2、Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ單因素方差分析:極限應(yīng)力:F=0.26, p=0.78;8%彈性模量:F=1.04, p=0.37;生理范圍彈性模量:F=0.76,p=0.48;3個(gè)組

9、在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上沒(méi)有較大區(qū)別。
  3、病理學(xué)檢查表明照射區(qū)域有炎癥改變;Ⅰ組與Ⅲ組組織并未發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜的損傷;Ⅱ組組織顯示有視網(wǎng)膜的損傷。
  結(jié)論:
  1、藍(lán)光(440 nm)、紫外線A(365 nm)均可以與核黃素進(jìn)行膠原交聯(lián)增強(qiáng)兔鞏膜生物力學(xué)強(qiáng)度。
  2、照射能量越大,交聯(lián)效果越明顯,過(guò)強(qiáng)的照射導(dǎo)致視網(wǎng)膜組織的損傷。
  3、440 nm藍(lán)光(能量密度為10 mW/cm2)與0.1%核黃素交聯(lián),照射

10、時(shí)間為10分鐘時(shí)是安全有效的。
  第二部分核黃素/藍(lán)光(440 nm)兔鞏膜膠原交聯(lián)最佳照射時(shí)間的研究
  目的:
  在第一部分研究的基礎(chǔ)上,能量密度設(shè)為10 mW/cm2,比較不同照射時(shí)間段核黃素/藍(lán)光(440 nm)兔鞏膜膠原交聯(lián)的效果及照射區(qū)域視網(wǎng)膜組織的病理改變,以期獲得440 nm藍(lán)光交聯(lián)的最佳照射時(shí)間。
  方法:
  1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):本研究選用10只新西蘭大白兔,照射光源為440 nm(10

11、mW/cm2)。左眼為Ⅰ組:照射5分鐘;右眼為Ⅱ組:照射20分鐘。48小時(shí)后處死動(dòng)物并摘取眼球,兩組各取一只眼進(jìn)行組織病理學(xué)檢驗(yàn),其他眼進(jìn)行生物力學(xué)測(cè)試。
  2、核黃素/藍(lán)光(440 nm)鞏膜膠原交聯(lián)。
  3、鞏膜生物力學(xué)測(cè)試
  4、鞏膜病理學(xué)檢測(cè)。
  結(jié)果:
  將第一部分實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的結(jié)果作為第二部分實(shí)驗(yàn)對(duì)照組的數(shù)據(jù)。即對(duì)照組:極限應(yīng)力為6.47±1.53 MPa,彈性模量為2.95±1.92

12、 MPa,生理范圍彈性模量為4.03±0.50 MPa。
  1、Ⅰ組與對(duì)照組相比,極限應(yīng)力、彈性模量以及生理范圍彈性模量沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的提高(P>0.05)。
  2、Ⅱ組與對(duì)照組相比,極限應(yīng)力,彈性模量、生理范圍彈性模量有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的提高(P<0.05)。
  3、病理學(xué)檢查顯示兩組均有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn);Ⅰ組未顯示視網(wǎng)膜損傷特征;Ⅱ組顯示有視網(wǎng)膜的損傷。
  結(jié)論:
  結(jié)合第一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果,0.1%核黃素

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