飛秒激光在角膜移植術(shù)中的應(yīng)用

摘要：飛秒激光因其切割組織精密度高、對周圍組織熱損傷小，對角膜生物力學(xué)影響小，已成功應(yīng)用于LASIK手術(shù)中，近來越來越多的研究表明它在角膜移植術(shù)中具有巨大的應(yīng)用前景，本文將就飛秒激光在角膜移植術(shù)方面的應(yīng)用做一綜述。

關(guān)鍵詞：飛秒；激光；角膜移植術(shù)

Abstract ：Femtosecond Iaser is now successfuIIy applied in Iaser in situ keratomileusis （LASIK） surgery owing to its high degree of precision、little heat injury to surrounding tissue and Iittle influence on corneal biodynamics while incising the tissues，recently，more and more studies showed that It has great application prospect in keratoplasty，We reviewed the use of femtosecond Iaser in keratoplasty.

Key words： Femtosecond；Laser；Keratoplasty

角膜移植是目前醫(yī)學(xué)界開展非常廣泛的人體組織器官移植手術(shù)之一[1]。目前手術(shù)應(yīng)用最多是手工利用角膜環(huán)鉆、微型角膜刀、板層刀等工具做角膜剖切，但存在切割厚度、深度和直徑準(zhǔn)確性相對較低、周邊的切緣不夠垂直、板層不光滑、植片邊緣不整齊或不對稱，導(dǎo)致植片對合不良、術(shù)后散光明顯、視覺質(zhì)量差等問題一直是眼科醫(yī)生關(guān)注的重點。飛秒（femtosecond）激光作為現(xiàn)代物理學(xué)的最新研究成果，是一種以脈沖形式運轉(zhuǎn)的紅外線激光，因其超短脈沖寬、高瞬時功率、高重復(fù)頻率、低單脈沖能量、光束在透明材料幾乎無衰竭到達(dá)材料內(nèi)部聚焦點等特點，通過光裂解作用，按照預(yù)設(shè)參數(shù)在計算機程序的控制下可進(jìn)行任意幾何圖形、深度、直徑的精確切削[2-4]。飛秒激光在輔助LASIK制瓣術(shù)中取得了巨大的成功，并逐步應(yīng)用角膜移植術(shù)。

1 穿透性角膜移植術(shù)（Penetrating Keratoplasty，PK）

對全層角膜病變，穿透性角膜移植一直是最佳治療途徑和最成功的器官移植術(shù)，但長期以來，仍存在傷口愈合慢、縫線松脫、傷口裂開、術(shù)后散光高、拆線時間長、視力恢復(fù)慢等難題，因此多年來許多眼科學(xué)者一直努力通過改良PKP術(shù)式來解決這些難題。

Barraquenj[5]早在40年前曾提出\"階梯式\"的PKP方式，通過增加供受體界面間的接觸面積來增加傷口的穩(wěn)定性，但當(dāng)時由于操作技術(shù)問題一直沒得到推廣。2003年來Busin[6] 和Arffa[7]等借助負(fù)壓環(huán)鉆、微型角膜刀實現(xiàn)了這一手術(shù)設(shè)計，并將其命名為\"高帽式\"PKP手術(shù)（見圖1），其供體角膜前表面（約7 mm）小于后表面（約9 mm），受體角膜切削為能與供者對合的紐扣形式，這種設(shè)計方式通過增加傷口穩(wěn)定性，術(shù)中可減輕縫線張力，降低術(shù)后散光，通過增加切口間接觸面積，可促進(jìn)術(shù)后切口愈合，較傳統(tǒng)手術(shù)能更早拆線，達(dá)到更早的視力恢復(fù)，同時由于被移植的內(nèi)皮的面積也相對增加，又使前板層角膜與角膜緣保持了一定的距離，理論上降低了移植排斥反應(yīng)的風(fēng)險。之后又有眼科學(xué)者相繼提出\"蘑菇式\"PKP手術(shù)、\"之字式\" （見圖1）等方式，但由于操作技術(shù)要求高，手術(shù)時間長限制了這些技術(shù)的推廣。飛秒激光的出現(xiàn)，使這些技術(shù)得以快速發(fā)展。2006年Ignacio等利用飛秒激光在尸體角膜上嘗試\"高帽式\"PKP術(shù)，結(jié)果證實這種階梯狀切口穩(wěn)定性更好。

Steinert [8]等在體外實驗中對比了8例傳統(tǒng)PKP和6例飛秒輔助\"高帽式\"PKP手術(shù)，術(shù)后結(jié)果與傳統(tǒng)手術(shù)相比和Busin等報道的手工\"高帽式\"PKP術(shù)基本相符，傷口的穩(wěn)定性增加，抗?jié)B漏性明顯增強，其全自動化、標(biāo)準(zhǔn)化制作程序的特點大大縮短了手術(shù)時間，降低了操作技術(shù)要求。2008年Francis W等[9]首先報到了飛秒激光輔助PKP術(shù)的臨床應(yīng)用，他們對6例飛秒輔助\"高帽式\"PKP術(shù)患者（2例皰疹病毒性角膜白斑、2例大泡性角膜病變、1例Fuchs內(nèi)皮營養(yǎng)不良、1例內(nèi)皮營養(yǎng)不良合并角膜瘢痕）隨訪觀察1年，術(shù)中未發(fā)現(xiàn)并發(fā)癥，術(shù)后3個月切口纖維化與傳統(tǒng)PKP術(shù)相比更加明顯和強健，散光明顯降低，術(shù)后平均拆線時間7.0±1.9個月，1例術(shù)后4月完全拆除縫線后出現(xiàn)植片移位，但并沒有出現(xiàn)傷口裂開和滲漏，術(shù)后1年，除1例合并全身疾病患者，其余角膜內(nèi)皮細(xì)胞密度良好，這一結(jié)果證實飛秒激光在臨床角膜移植術(shù)應(yīng)用的可行性，它對角膜進(jìn)行任意幾何圖形、深度、直徑精確切削的特點，可做出復(fù)雜的切口，促進(jìn)切口愈合，增強傷口穩(wěn)定性，減少術(shù)中縫線及張力，縮短術(shù)后拆線時間，降低術(shù)后散光及加快視力恢復(fù)。這在Kook 等[10]和 Johnson c等[11]臨床研究中也得以證實。鑒于飛秒激光可對角膜進(jìn)行任意幾何圖形、深度、直徑的精確切削特點，目前飛秒激光在輔助\"蘑菇式\"、\"zig-zig\"式[12-13]等PKP手術(shù)中得到快速發(fā)展，并各有其優(yōu)勢和適應(yīng)癥。

圖1

2穿透性角膜移植術(shù)（Anterior lamellar keratoplasty，ALK）

前板層角膜移植指選擇性的切除前部角膜病變組織，將相應(yīng)的植片移植到植床上，而保留了后彈力層和內(nèi)皮層[14]，對含有大量抗原的內(nèi)皮細(xì)胞來說，它的保留明顯減少了PKP術(shù)后的移植排斥反應(yīng)，同時由于術(shù)中眼球結(jié)構(gòu)完整，本質(zhì)上屬于外眼手術(shù)，對內(nèi)眼無干擾，相對PKP術(shù)，它術(shù)后反應(yīng)更輕，視力恢復(fù)更快，同時減少了術(shù)中爆發(fā)性脈絡(luò)膜出血，術(shù)后傷口裂開等并發(fā)癥[15]，因而對前部角膜病變來說，它仍有不可替代性。但傳統(tǒng)的ALK手術(shù)常因板層不光滑導(dǎo)致視力恢復(fù)欠佳，特別是深板層角膜移植（DALK）術(shù)中操作難度大，很容易出現(xiàn)后彈力層破裂和角膜穿孔，由于對術(shù)者技術(shù)要求高，很多醫(yī)生直接選擇了PKP術(shù)，這不僅增大了上述并發(fā)癥，更是對匱乏的角膜材料的浪費。飛秒激光的應(yīng)用為這一手術(shù)的開展提供了方便，2007年Hoffart L等[16]報道了第一例飛秒輔助ALK術(shù)，并取得成功，通過激光治療性切削后，植片、植床吻合良好，界面光滑、透明。2008年Yoo等[17]報道了第一例飛秒輔助無縫線ALK術(shù)，并體現(xiàn)出飛秒激光對角膜任意幾何圖形、深度、直徑精確精確切削上的優(yōu)勢，由于植片、植床界面光滑，術(shù)后視覺質(zhì)量較高，吻合口無縫線技術(shù)使術(shù)后視力恢復(fù)快，散光相對較低。 Shousha[18]對13例飛秒輔助無縫線ALK術(shù)的患者進(jìn)行了長達(dá)12～69個月的隨訪，術(shù)中存在病變殘留、界面不光滑的部分病例，通過治療性角膜切削術(shù)后，植片、植床界面光滑，在整個隨訪期間，早期術(shù)后效果保持穩(wěn)定，作者認(rèn)為，對前部角膜病變，飛秒輔助無縫線ALK術(shù)將來可能安全、有效的取代手工ALK術(shù)。鑒于飛秒激光在輔助\"階梯式\"PK術(shù)中的廣泛應(yīng)用，很多學(xué)者研究了它在板層術(shù)中的可行性，2010年Clara C等[19]報道了7例飛秒輔助蘑菇狀深板層角膜移植術(shù)，證實了這一技術(shù)的的可性，及在增加傷口穩(wěn)定性、促進(jìn)傷口愈合和更早視力恢復(fù)上的優(yōu)勢。

3 后板層角膜移植（Posterior lamellar keratoplasty，PLK）

其原理是將健康的帶有后部基質(zhì)、后彈力層及內(nèi)皮層的后板層植片置換掉有病變的后部角膜，其主要優(yōu)勢在于術(shù)中保持眼球結(jié)構(gòu)的完整，術(shù)后不需縫線固定植片，從而避免了穿透性角膜移植術(shù)的術(shù)中及術(shù)后縫線相關(guān)的并發(fā)癥，術(shù)后視力恢復(fù)快[20]。但傳統(tǒng)手術(shù)需要特殊器械從角鞏膜緣切口分離板層制作基質(zhì)囊袋，存在板層深度難以掌握，術(shù)中操作困難，潛在穿孔風(fēng)險[21]。鑒于飛秒激光對組織精確切削的特點，Seitz等[22]在18例豬眼和10例離體人角膜上證實了飛秒激光在非機械內(nèi)皮移植術(shù)的可行性，掃描電鏡下顯示飛秒激光的切削界面光滑平整，厚薄均勻，植床和植床的邊緣呈規(guī)則直角，對合整齊，激光切割區(qū)周圍的角膜組織未見明顯的附帶損傷，仍保持其正常的膠原纖維結(jié)構(gòu)。Jones等[23]比較了30 kHz飛秒激光與微型角膜刀在后板層移植中的安全性和療效，結(jié)果顯示兩種方法均安全、有效，手術(shù)前后內(nèi)皮細(xì)胞計數(shù)及內(nèi)皮細(xì)胞丟失率無統(tǒng)計學(xué)意義。

4展望

飛秒激光技術(shù)的發(fā)展為角膜移植術(shù)式的改進(jìn)提供了一個新的思路，雖然還有許多問題例如應(yīng)用于臨床治療時對激光的傳輸、聚焦、控制、定位和移動等的一些關(guān)鍵參數(shù)有待進(jìn)一步的研究和探索，遠(yuǎn)期的安全性及有效性有待進(jìn)一步的臨床研究加以論證，但其全自動化的特點、標(biāo)準(zhǔn)化的制作程序，可與先進(jìn)的軟件兼容和協(xié)同分析的特點在角膜移植術(shù)中呈現(xiàn)出巨大的潛力，相信隨著對飛秒激光在生物組織上光學(xué)行為研究的不斷深入、飛秒激光設(shè)備的逐漸改進(jìn)和臨床應(yīng)用經(jīng)驗的不斷豐富，飛秒激光技術(shù)必將在未來角膜移植術(shù)中發(fā)揮極其重要的作用。

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編輯/王敏