不同設(shè)計疏水性丙烯酸酯人工晶狀體襻黏性對比研究

胡藝平，王靜，李史序，劉彧琦，李博文，張勁松

（1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院眼科，中國醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院，遼寧省晶狀體學(xué)重點實驗室，沈陽 110005；2.沈陽愛爾卓越眼科醫(yī)院眼科，沈陽 110001；3.山東省眼科醫(yī)院眼科，濟南 250000）

隨著白內(nèi)障手術(shù)設(shè)備的進步、人工晶狀體（intraocular lens，IOL） 的發(fā)展和患者對視覺質(zhì)量需求的提高，眼科醫(yī)生面臨越來越多的新挑戰(zhàn)。手術(shù)過程是否順利受多方面因素的影響，除了醫(yī)生的操作技術(shù)和患者的配合程度，IOL的材質(zhì)與特性也是其中重要的因素。疏水性丙烯酸酯材質(zhì)IOL在臨床上應(yīng)用廣泛，該材料具有柔軟、可折疊、輕薄、生物相容性好、屈光性能穩(wěn)定、后發(fā)障發(fā)生率低等優(yōu)點，但是存在一定程度的黏性，這就導(dǎo)致在植入折疊式IOL的過程中，可能發(fā)生襻與光學(xué)區(qū)的黏附現(xiàn)象，延長手術(shù)時間，影響手術(shù)流暢性，增加手術(shù)不可預(yù)見的風(fēng)險性。本研究旨在對目前常用的4種不同設(shè)計的一片式疏水性丙烯酸酯IOL的襻與光學(xué)區(qū)之間的黏附分離時間進行比較，為手術(shù)方案的制定與提高手術(shù)操作流暢性和手術(shù)安全性提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取4種目前臨床常用一片式折疊式疏水性丙烯酸酯材質(zhì)IOL （屈光力均為+21.0D）：HOYA iSert?251，Lucia 601P，Tecnis ZCB00，IQ SN60WF （表1），分為A、B 2組，A組不加入粘彈劑組，B組加入粘彈劑。

1.2 研究方法

1.2.1 器材：IOL （HOYA iSert?251，Lucia 601P，Tecnis ZCB00，IQ SN60WF）、顯微鏡、托盤天平、砝碼、延長桿、刻度尺、熱熔膠、培養(yǎng)皿、鑷子、秒表、粘彈劑 （愛維，透明質(zhì)酸鈉1.7%，山東博士倫瑞達制藥有限公司） 。

表1 4種IOL的基本參數(shù)Fig.1 Specifications of four kinds of IOL

1.2.2 制作實驗裝置：取一托盤天平置于水平桌面，并將一延長桿固定于托盤天平左側(cè)橫梁上，使延長桿與橫梁位于同一直線，刻度尺測得延長桿末端距天平中點距離（L1） 約為30 cm，測得托盤著力點距天平中點距離（L2） 約為10 cm，在顯微鏡下，觀察延長桿末端對IOL作用情況。見圖1。

圖1 實驗裝置圖Fig.1 Experiment device figure

1.2.3 操作過程：在標準室溫（25 ℃） 下，用熱熔膠將IOL固定于倒扣的培養(yǎng)皿上。通過平衡螺母和游碼將托盤天平調(diào)平后，將培養(yǎng)皿置于合適的高度，使IOL與天平的延長桿在同一水平位置。將欲施加于IOL襻尾端的力記為F1，根據(jù)杠桿原理F1·L1=F2·L2，可得需在托盤天平延長桿側(cè)托盤上添加的砝碼力F2=F1·L1/ L2≈3F1。在顯微鏡下，用鑷子將IOL一側(cè)襻的尾端彎折至光學(xué)區(qū)中心，同時將延長桿尾端輕放在處于光學(xué)區(qū)中心的襻的尾端上，并用秒表計時，10 s后移開延長桿。以移開延長桿時為開始時間，以襻的尾端開始發(fā)生位移時為結(jié)束時間，用秒表計時，記為黏附分離時間t。采用隨機數(shù)法確定F1（0.02～0.7 N），使用IOL兩側(cè)襻交替多次重復(fù)測量t，至各F1下測得t值達10次，并計算出各F1下t的平均值。于IOL表面涂足量的粘彈劑，重復(fù)以上步驟。使用不同種類IOL，分別進行以上試驗步驟，并繪制圖表。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 23.0進行統(tǒng)計分析，比較不同受力大小狀態(tài)下各組IOL的黏附分離時間，并將各組黏附分離時間與受力變化進行線性回歸分析，P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不加入粘彈劑時各IOL黏附分離時間對比

室溫（25 ℃）不加入粘彈劑條件下，各組IOL在受到外力作用時均會出現(xiàn)不同程度的襻黏附現(xiàn)象，Lucia 601P、Tecnis ZCB00、IQ SN60WF襻與光學(xué)區(qū)的黏附分離時間均＞200 s。而相同外力條件下，HOYA iSert?251 IOL的襻與光學(xué)區(qū)的黏附分離時間明顯低于其他3組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。見圖2。

圖2 不加入粘彈劑時各IOL黏附分離時間與力的關(guān)系Fig.2 Relationship between adhesion time and force of each IOL without viscoelastic agent

2.2 加入粘彈劑時各IOL黏附分離時間對比

室溫25 ℃加入粘彈劑條件下，4種IOL襻與光學(xué)區(qū)在外力作用下均可產(chǎn)生襻黏附現(xiàn)象，且黏附分離時間隨力的增大而延長。見圖3。

圖3 加入粘彈劑時各IOL黏附分離時間與力的關(guān)系Fig.3 Relationship between adhesion time and force of each IOL when viscoelastic agent is added

2.3 B組各IOL兩變量線性回歸分析

相同條件相同外力作用下，HOYA iSert?251襻黏性最小，襻與光學(xué)區(qū)分離所需時間最少；Lucia 601P襻黏性最大，襻與光學(xué)區(qū)分離所需時間最多。

2.3.1 HOYA iSert?251：回歸公式為時間=33.201×力-4.119。時間和力存在線性關(guān)系，其中力對時間的影響有統(tǒng)計學(xué)意義（F=561.229，P＜ 0.01）。并且回歸公式表示力每增加一個單位，時間就會增加33.201 s。

2.3.2 Lucia 601P：回 歸 公 式 為 時 間=431.608×力-7.166。時間和力存在線性關(guān)系，其中力對時間的影響有統(tǒng)計學(xué)意義（F=1748.946，P＜ 0.01）。并且回歸公式表示力每增加一個單位，時間就會增加431.608 s。

2.3.3 Tecnis ZCB00：回歸公式為時間=107.752×力-2.552。時間和力存在線性關(guān)系，其中力對時間的影響有統(tǒng)計學(xué)意義（F=153.130，P＜ 0.01）。并且回歸公式表示力每增加一個單位，時間就會增加107.752 s。

2.3.4 IQ SN60WF：回歸公式為時間=190.551×力+5.558。時間和力存在線性關(guān)系，其中力對時間的影響有統(tǒng)計學(xué)意義（F=221.637，P＜ 0.01）。并且回歸公式表示力每增加一個單位，時間就會增加190.551 s。

3 討論

疏水性丙烯酸酯因其各方面的優(yōu)點成為了臨床中最常用的IOL材料［1］，但該材料存在一定程度的材料黏性，從而造成白內(nèi)障手術(shù)中粘襻現(xiàn)象的發(fā)生。由此，本研究選取了臨床中較常使用的4種不同設(shè)計的一片式折疊式單焦點疏水性丙烯酸酯材料IOL進行對比研究。

HOYA iSert?251在各組中表現(xiàn)最佳，考慮是因為HOYA iSert?251采用了以聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA） 作為襻的尖端支撐部材料的藍襻設(shè)計，這使得在白內(nèi)障手術(shù)中將IOL折疊植入眼內(nèi)時，襻與光學(xué)區(qū)的接觸改為了PMMA材料與疏水性丙烯酸酯材料的接觸，避免了丙烯酸酯之間接觸時的黏性所導(dǎo)致的黏附現(xiàn)象。

另一方面，DE GIACINTO等［2］和STRAUSS等［3］通過原子力顯微鏡觀察到，各IOL的平均表面粗糙度（mean surface roughness，Ra） 的大小關(guān)系為Ra （Lucia 601P） ＞Ra （IQ SN60WF） ＞Ra （HOYA iSert?251） ＞Ra（Tecnis ZCB00），該指標在HOYA iSert?251的數(shù)據(jù)分析中，因PMMA藍襻設(shè)計而不具有參考意義，而對于其他3種IOL，Ra的大小關(guān)系與本研究中襻與光學(xué)區(qū)粘性的大小關(guān)系存在一致性。其中Lucia 601P的Ra最大，考慮是其肝素背涂的設(shè)計導(dǎo)致光學(xué)區(qū)表面的粗糙程度提高。因此，考慮IOL的Ra為黏性的影響因素，即IOL的Ra越大，黏性越大，黏附分離時間越長。

此外，玻璃化轉(zhuǎn)換溫度 （glass-transition temperature，Tg） 也是一項十分重要的指標，Tg是聚合物由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化為橡膠態(tài)的轉(zhuǎn)變溫度，溫度低于Tg時，聚合物呈硬性的玻璃態(tài)表現(xiàn)，高于Tg時，聚合物呈軟性的橡膠態(tài)表現(xiàn)，對于IOL，材料的Tg越低，IOL的折疊性就越高［4］。HOYA iSert?251的Tg為18 ℃［4］，高于其他大部分疏水性丙烯酸酯的14.0～15.5 ℃［5］，因此，在室溫條件下，HOYA iSert?251的硬度高于其他IOL，在本研究中，HOYA iSert?251因較高的Tg使其擁有較高的彈性系數(shù)，提高了將IOL襻移動至光學(xué)區(qū)時產(chǎn)生的回彈力，從而有了在研究中黏附分離時間顯著低于其他IOL的結(jié)果。與之相對應(yīng)的，Lucia 601P的Tg在4種IOL中最低，因此黏附分離時間高于其他IOL。

而對于Tecnis ZCB00和IQ SN60WF，通過螺旋測微器可測得，Tecnis ZCB00折角處橫截面尺寸為0.35 mm×0.45 mm，IQ SN60WF為0.30 mm×0.41 mm，提示Tecnis ZCB00折角處橫截面的寬度和厚度均大于IQ SN60WF，所以Tecnis ZCB00擁有更大的回彈力，使得襻與光學(xué)區(qū)的黏附分離時間更短。

在臨床白內(nèi)障手術(shù)過程中，需預(yù)先將IOL折疊放入帶有足量粘彈劑的推注器內(nèi)，方能將IOL植入眼內(nèi)，而術(shù)者在折疊IOL時的按壓，有可能造成這種粘襻現(xiàn)象的產(chǎn)生。本研究結(jié)果顯示，大部分IOL在不添加粘彈劑的情況下，IOL的黏性較大，襻與光學(xué)區(qū)黏附后無法自行分離，因此，術(shù)中放置IOL時，若不能使其與粘彈劑充分接觸，將增大粘襻現(xiàn)象發(fā)生的幾率，從而影響手術(shù)的進程，增加手術(shù)風(fēng)險。同時，EOM等［6］的研究表明，隨著溫度升高，IOL襻的回彈力逐漸增大。所以在白內(nèi)障手術(shù)中，特別是氣溫較低的地區(qū)，應(yīng)術(shù)前先將IOL放置于較溫暖的環(huán)境中，并適當延長IOL于粘彈劑中浸潤的時間，以此降低粘襻現(xiàn)象發(fā)生的概率。

綜上所述，本研究通過對4種不同設(shè)計的疏水性丙烯酸酯IOL襻與光學(xué)區(qū)的黏附分離時間和力的關(guān)系的對比，及各IOL的設(shè)計和特性的分析，可以得出PMMA襻的設(shè)計、Tg、光學(xué)區(qū)的Ra、以及襻折角處的橫截面尺寸，均對粘襻現(xiàn)象產(chǎn)生影響，而充分的粘彈劑浸潤，以及避免IOL的溫度過低等，則可以減少粘襻現(xiàn)象的發(fā)生，提高手術(shù)安全性及成功率。