飞秒激光角膜基质内镶嵌术

角膜基质内镶嵌术是在角膜基质层植入角膜内镶嵌物(corneal inlays)或者其他的光学产品,以改变角膜的曲率、改变折射率或改变景深,从而达到矫正屈光不正或改善老视的效果。表层角膜镜片术是指将表层角膜透镜片(corneal onlays)直接贴附在角膜前弹力层的一种手术方式。角膜基质内镶嵌术与角膜表层镜片术一起称为角膜镶嵌手术。由于表层角膜镜片术的预测性不是很理想,且有再上皮化的一些风险,目前已很少在临床应用。

角膜基质内镶嵌术不但能矫正较高的屈光度数,而且产生的并发症要比有晶状体眼的人工晶状体植入术小;同时,角膜基质内镶嵌术并不像LASIK及PRK一样需切削中央光学区,术后视觉质量有较大的优势。

角膜基质内镶嵌物

角膜内镶嵌物的历史

对于合成材料角膜基质内镶嵌物植入的研究于1949年由Jose Barraquer首先提出,在早期使用的是含铅玻璃材料和树脂玻璃材料,用于矫正无晶状体眼与高度近视,随后越来越多的镶嵌物用于植入角膜基质层,非通透性的聚合物角膜基质环(intracorneal ring,ICR)也是在当时发展起来的。通过植入周边角膜基质层引起角膜变平,从而达到矫正近视的目的。1968年,Choyce用聚乙烯甲基丙烯酸酯(polymethyl methacrylate)镶嵌物治疗Fuchs角膜营养不良合并高度近视患者,但是该材料的低通透性限制了它们的使用,这些材料因为不能透过水和营养物质,可以造成组织的坏死。1967年,Dohlman第一次提出并应用可通透角膜内微透镜。随着技术的发展,水凝胶材料也得到进一步的发展,虽然水凝胶材料在水和营养物质通透性方面得到改善,但是由于它的折射率下降,使得屈光效果下降。怎样平衡这两者之间的关系成为当时最大的问题。1981年,McCarey用甲基丙烯酸乙酯(hydroxyethyl methacrylate,HEMA)加工制成高含水量水凝胶镜片Permalens,在兔眼角膜进行了深达230μm基质植入,手术效果明显进步,但是1例兔角膜镶嵌物边缘前基质出现了角膜变薄,甚至糜烂。

随后,1992年Werblin把这种高含水量水凝胶镜片植入人角膜,观察18个月,未发现任何并发症。水凝胶的安全性才在人角膜上得到进一步证实。此后,不同于水凝胶的各种材料相应出现,2000年Lekskul用Ⅳ型胶原作为生物材料植入兔角膜基质层,通过30周的观察,发现角膜上皮及角膜基质结构无明显改变,但是在角膜创伤修复过程中,这种镶嵌物出现了降解,所以水凝胶材料还是作为角膜内镶嵌物的主要材料。2005年Peyman在兔眼行PAILASIK(photoablative inlay during LASIK),以了解该材料的安全性、生物相容性。观察16个月,未见明显的角膜混浊。

目前的材料在通透性方面都有了较大改善,高通透性聚合物材料的使用能够从房水通过角膜内皮和角膜基质传输液体和营养物至角膜上皮,并且改善了生物相容性和光学特性。此外,在镶嵌物的厚度方面也进行了改进,同时有些角膜镶嵌物还增加了微孔,以利于水和营养物质在角膜前后基质中交换,使角膜保持正常的生理特性。在适应证方面,尽管目前角膜内镶嵌物的使用主要是改善老视,但大多数较新型植入物使用中心环绕衍射环或称牛眼光学(bull's eye optic)技术,使患者远、近视力均得到不同程度的提高。

角膜内镶嵌物的种类

角膜基质内镶嵌术对于单纯老视的患者是一个新的突破,目前使用的角膜基质内镶嵌物主要有四种,包括Flexivue Microlens(Presbia,Los Angeles),Kamra(AcuFocus,Irvine,Calif),Vue+(Revision Optics,Lake Forest,Calif)和InVue/Icolens(formerly InVue,Neoptics AG,Hunenberg,Switzerland)。它们都是植入非主视眼角膜基质层,但作用机制不同。Flexivue主要改变角膜中央的折光率,Kamra通过中央小孔以增加景深,而Vue+则通过重塑中央角膜的形态而发挥作用。目前使用的角膜基质内镶嵌物参数如下:

角膜镶嵌物

Sweeney认为角膜基质内镶嵌物必须具备以下特点:

  1. 当用于矫正视力时,必须具有可逆性;
  2. 不能对瞳孔中央视轴区产生永久的不可逆的损害,且不能引起周围组织的降解;
  3. 手术植入技术必须是目前常用的技术,且手术过程简单;
  4. 材料需要有长期的稳定性。同时,Sweeney认为全氟聚醚(perfluoro-polyethers,PFPE)角膜基质内镶嵌物具有较好的组织相容性及生物安全性。

角膜内镶嵌物植入术

由于目前角膜基质内镶嵌术在临床上主要用于单纯老视患者,以下以此为例进行介绍。

以目前比较普遍的单纯老视手术为例,手术适应证为单纯老视或者LASIK矫正后老视的患者,年龄为45~60岁,裸眼近视力在20/40以上,或者矫正远视力20/25以上,排除角膜变性,眼前后段疾病,全身或局部免疫性疾病。

术前准备

  1. 了解病史:了解屈光度是否稳定,配戴角膜接触镜历史,眼部及全身病史等。
  2. 充分向患者解释手术目的、风险及注意事项,并签署知情同意书。
  3. 戴角膜接触镜的患者,需停戴接触镜至角膜无水肿、角膜上皮完好、眼屈光状态和角膜地形图稳定后方可接受手术。建议术前软性球镜停戴2周以上,软性散光镜及硬镜停戴4周以上,角膜塑形镜停戴3个月以上。
  4. 术前专科检查:裸眼视力;电脑自动验光、客观验光和主觉验光;主视眼检查;眼压检查;泪膜检查;裂隙灯显微镜检查眼前节;散瞳眼底检查;角膜水平径测量;角膜曲率检查;角膜厚度测量;角膜地形图检查(包括前、后表面角膜曲率);角膜表面非球面系数测量;角膜及全眼球波阵面像差检查;瞳孔直径测量(包括自然光及暗光下瞳孔直径);对比敏感度检查、眩光检查;调节功能检查;双眼视功能检查;角膜内皮细胞检查;眼轴长度测量等。

手术步骤

  1. 以非主视眼为手术眼。
  2. 麻醉 通常选用0. 5%丁卡因作表面麻醉剂,术前表面麻醉2~3次。
  3. 按内眼手术要求常规消毒铺巾,粘贴睫毛,开睑器开睑。
  4. 用飞秒激光制作深36%~60%角膜厚度的角膜瓣或角膜板层口袋。
  5. 用海绵棉签擦干角膜基质,将角膜基质内镶嵌物植于瞳孔中央位置。
  6. 确定角膜基质内镶嵌物无偏移后复位角膜瓣,晾干2分钟,结束手术。

术后处理

  1. 术后24小时内,患者会有程度不同的疼痛和异物感。应嘱患者尽量休息。
  2. 术后第一天换药,开始滴糖皮质激素和抗生素眼液。30天后停用所有药物。
  3. 术后应定期复查,通常术后1周、1个月、3个月、6个月、1年和2年要进行详细的复查,检查的内容基本同术前检查各项。

角膜基质内镶嵌术的安全性

角膜基质内镶嵌术能不同程度改善患者近视力,且大部分患者并无严重的并发症。

Tomita对360眼180名单纯老视、老视合并近视、老视合并远视患者进行LASIK联合角膜基质内植入Kamra,视力均不同程度得到改善。Yilmaz对22个植入角膜内镶嵌物的患者进行非矫正近视力及非矫正远视力检查,发现远、近视力均有不同程度的提高。Santhiago在兔眼角膜进行飞秒激光角膜基质内KAMRA植入,并在术后24小时、48小时和6周对细胞的坏死和炎症反应进行观察,发现基质细胞坏死在术后24小时及48小时显著增高,而术后6周无明显改变;炎症反应在术后48小时较高,术后24小时和术后6周无明显差异。

Dexl对单纯老视患者接受角膜基质内镶嵌物植入术后进行患者满意度问卷调查,并进行裂隙灯显微镜、角膜地形图、角膜内皮细胞计数、中央角膜厚度检查及视功能的研究,结果92%患者近视力达到Jaeger(J)3或者以上,双眼非矫正近视力术后从J5提高到J2,双眼非矫正中间视力为20/20(67%≥20/20)。在术后12个月,术眼裸眼视力为20/20而双目视力为20/16。在远视力患者无明显改变,而患者阅读所需的老视镜度数明显下降(P<0. 001)。无镶嵌物的移位或重新植入,表明角膜基质内镶嵌物植入术在1年内是安全的。

角膜基质内镶嵌术的并发症

角膜镶嵌物植入术有其特殊的并发症,包括角膜内沉积物、镶嵌物移位、角膜水肿、角膜Haze、不规则散光、欠矫或过矫、镶嵌物周围混浊,其中最常见的是角膜基质内沉积物和镶嵌物移位。Mulet观察了34例植入水凝胶角膜基质内镶嵌物的5年的远视患者,发现屈光可预测性较差,60%患者有+/-3. 00D屈光改变,29. 4%出现了角膜基质内镶嵌物偏中心移位,88. 2%出现了角膜基质内沉积物,73. 5%出现Haze,58. 8%出现镶嵌物排出。

  1. 镶嵌物移位或挤出:Seyeddain观察了32例AcuFocus术后患者,两例出现镶嵌物偏中心,分析原因主要是由于植入时角膜镶嵌物定位偏离中心或者由于角膜前基质瓣复位时引起角膜镶嵌物的移位,手术后角膜基质创伤愈合反应也可引起角膜基质内镶嵌物的移位。
  2. 角膜基质内沉积物:角膜基质沉积物仅局限于角膜镶嵌物周围或者表面,它可能是角膜基质愈合过程中的产物,也可能是角膜脂质代谢紊乱的结果。Alio对11例植入角膜基质内镶嵌物的患者进行观察,发现5例术后出现弥漫的角膜基质内混浊,同时对类固醇类抗炎药无明显反应,这些患者出现中到重度的视力下降,角膜镶嵌物的边缘及表面出现角膜基质内沉积物,共聚焦显微镜发现这些沉积物内细胞形态学上符合上皮细胞,且这些反应与细菌、真菌、分枝杆菌感染无关。Dexl对植入角膜基质内镶嵌物32例患者进行观察,发现18例出现角膜基质内沉积物,其中1例(5. 5%)出现中央点状铁质沉积物,10例(55. 5%)在镶嵌物周围形成半月形沉积物,7例(39%)在镶嵌物中央及周围均有沉积物,平均出现角膜基质内沉积物的时间为(18±9)个月。
  3. 角膜镶嵌物的撕裂及皱褶:由于角膜镶嵌材料较薄,在手术植入过程中可能出现角膜镶嵌物的撕裂,特别是对于周边有微孔的KAMRA。同时,在角膜瓣复位时容易引起角膜镶嵌物的皱褶,从而影响患者术后视力。
  4. 感染:是一种较严重的并发症,角膜炎过后残留不同程度的角膜混浊,从而导致患者视力下降,严重可引起角膜溃疡、溃疡穿孔。
  5. 光晕眩光:Seyeddain观察了32例植入角膜基质内镶嵌物的患者,有15. 6%患者有严重的夜间视力障碍,包括光晕及眩光。光晕及眩光对患者术后夜间视力的影响较大。

总之,经过半个世纪的发展,角膜基质内镶嵌物材料的通透性及组织相容性均得到很大的提高。目前,飞秒激光角膜基质内镶嵌术主要用于单纯老视,但是随着镶嵌物材料和设计的进步,飞秒激光角膜基质内镶嵌术有可能成为矫正屈光不正和老视的最基本方法。

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