夏 楠, 金藝鵬, 林德貴

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院，北京 海淀 100193)

信鴿象征和平與友誼，賽事經(jīng)久不衰，極具商業(yè)價(jià)值。信鴿的導(dǎo)航能力依賴于自身視力[1-2]，但因競(jìng)翔受紫外線照射或群居引發(fā)咬啄性外傷[3]，致使信鴿眼病頗為多見[4-5]，患病率為7.6%[6]，白內(nèi)障患病率更高，達(dá)53.7%[7]。手術(shù)植入人工晶體是治療白內(nèi)障并恢復(fù)視力的有效手段，國(guó)外有記載猛禽白內(nèi)障植入人工晶體的文獻(xiàn)[7-8]，但目前仍缺乏鴿眼專用的人工晶體。鑒于此，本試驗(yàn)擬設(shè)計(jì)并制備一款鴿眼人工晶體，以期應(yīng)用于信鴿白內(nèi)障的臨床治療。

1 材料與方法

1.1 主要試劑 熒光素鈉眼科檢測(cè)試紙，購自天津晶明新技術(shù)開發(fā)有限公司；0.4%奧布卡因滴眼液，購自參天制藥(中國(guó))有限公司。

1.2 主要儀器 鹵素光源便攜式直接檢眼鏡，購自日本納宜茲株式會(huì)社；Tono-vet回彈式眼壓計(jì)，購自芬蘭愛凱有限責(zé)任公司；Kowa-15裂隙燈生物顯微鏡，購自日本興和株式會(huì)社；M7 Vet-B型超聲診斷儀，購自深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司；帶狀光檢影鏡，購自蘇州六六視覺有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康成年活體信鴿，年齡1歲以上，由北京壹號(hào)鴿舍提供。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 體格篩查與眼科篩查 篩選標(biāo)準(zhǔn)：1歲以上，已進(jìn)行年度免疫，無傳染性疾病和外傷史，無眼病和全身性疾?。谎鄄壳饨橘|(zhì)(角膜、房水、晶狀體、玻璃體)均呈透明且未有明顯異常。在符合上述標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行眼科篩查[3]。用裂隙燈顯微鏡[9]觀察眼瞼、瞬膜、結(jié)膜、角膜、虹膜、晶狀體等眼球形態(tài)。進(jìn)行角膜熒光素鈉染色、眼壓測(cè)量[10-11]、檢眼鏡等檢查[12]。最終選取100只身體健康且雙眼正常的成年信鴿。

1.4.2 B型超聲測(cè)量晶狀體赤道部直徑與前后極軸長(zhǎng) 常規(guī)保定信鴿，使其保持直立位。經(jīng)奧布卡因滴眼液局部點(diǎn)眼麻醉，使用邁瑞M7 Vet動(dòng)物專用B型超聲(眼科探頭頻率12 MHz)，對(duì)上述100只鴿的200眼進(jìn)行冠狀面和矢狀面掃描[13]。影像表現(xiàn)：角膜呈回聲和曲線狀。前房無回聲。晶狀體由2條高回聲曲線組成，分別代表前后囊和1個(gè)無回聲中心。睫狀體在晶狀體兩側(cè)呈中等回聲結(jié)構(gòu)。鞏膜小骨在眼球兩側(cè)呈高回聲條紋。玻璃體呈無回聲。梳狀突呈中等回聲結(jié)構(gòu)，形狀細(xì)長(zhǎng)。在矢狀面圖像中，可觀察到梳狀突全貌。鞏膜、脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜，以高回聲線的形式呈現(xiàn)，代表眼球后壁。球后組織和眼周呈中度或輕度增強(qiáng)回聲。在超聲圖像中，眼球后壁與球后組織往往不能清晰辨別。在眼前節(jié)的橫切掃描中，瞳孔呈現(xiàn)為1個(gè)黑洞，周圍環(huán)繞著一圈中等回聲的虹膜。當(dāng)眼表與眼球中央視軸均勻一致時(shí)，使用B型超聲探頭[14]在眼球最大直徑的冠狀面和矢狀面，測(cè)量200個(gè)晶狀體的赤道部直徑與前后極軸長(zhǎng)(圖1)。為使誤差最小化，測(cè)量均由筆者操作。

圖1 鴿眼的超聲測(cè)量Fig.1 Ultrasonic measurement of pigeon eye

1.4.3 檢影鏡測(cè)量晶狀體屈光力 根據(jù)視網(wǎng)膜檢影法原理[15]，使用檢影鏡(圖2)對(duì)上述100只信鴿200眼的晶狀體進(jìn)行測(cè)量[16]，客觀獲得晶狀體屈光力。采用靜態(tài)檢影驗(yàn)光技術(shù)的帶狀檢影法，待檢動(dòng)物與驗(yàn)光師的工作距離處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。具體操作：一手握住檢影鏡，拇指貼在推板上，食指在旋轉(zhuǎn)套筒上。鏡柄垂直，肘自然下垂，尋找檢影鏡支撐點(diǎn)。右手持檢影鏡，右眼檢查動(dòng)物右眼；左手持檢影鏡，左眼檢查動(dòng)物左眼。通過信鴿的瞳孔觀察被檢眼視網(wǎng)膜映光的變化，使用不同鏡片中和(檢眼鏡與鴿眼間的工作距離為67 cm)，當(dāng)觀察影動(dòng)成順動(dòng)時(shí)，即可客觀表明鴿眼的晶狀體屈光力。

圖2 鴿眼的檢影驗(yàn)光Fig.2 Optometry of the pigeon eye

1.4.4 折疊型人工晶體設(shè)計(jì) 鑒于人工晶體在臨床的安全性、穩(wěn)定性和有效性，應(yīng)從材料、結(jié)構(gòu)和光學(xué)三方面設(shè)計(jì)[17]。材料：人工晶體的材料發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程。最大的進(jìn)步就是從硬性的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料發(fā)展為軟性的可折疊材料。此后進(jìn)入了硅膠、疏水、親水和疏水可折疊晶體的共存時(shí)代，現(xiàn)今應(yīng)用最廣泛的材料是疏水性丙烯酸酯，其折光指數(shù)高于親水材料，可使人工晶體更薄[18]。因此，本試驗(yàn)選用疏水性丙烯酸酯作為鴿眼人工晶體的材料。結(jié)構(gòu)：機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)考量是非常重要的因素，決定了人工晶體的支撐性，對(duì)后發(fā)障的概率和手術(shù)效果產(chǎn)生影響。襻形：基于材料自身特性，擬采用L形襻設(shè)計(jì)；邊緣：銳利的方形邊緣可阻止晶狀體上皮細(xì)胞移行，降低后發(fā)障的發(fā)生率，且只有連續(xù)的方邊才能全方位阻止殘留的晶狀體上皮細(xì)胞向人工晶體后方生長(zhǎng)[19]，因此擬采用360°連續(xù)方邊設(shè)計(jì)，且襻根部方邊與主體方邊仍為連續(xù)；面形：擬采用非球面設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的人工晶體為零球差，在一定程度上具有拮抗自身傾斜和偏心的能力，且表面擬進(jìn)行肝素處理，即可防止炎性細(xì)胞附著，以使植入環(huán)境的容差能力得到優(yōu)化。光學(xué)：擬采用單焦點(diǎn)設(shè)計(jì)，故無炫光和光暈現(xiàn)象。

1.5 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差方式表示，采用 SPSS 22.0 軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

2.1 晶狀體赤道部直徑、前后極軸長(zhǎng)、屈光力的測(cè)量 表1顯示了鴿眼晶狀體的赤道部直徑、前后極軸長(zhǎng)、屈光力結(jié)果，左眼和右眼的數(shù)值無顯著差異(P>0.05)。

表1 晶狀體參數(shù)測(cè)量結(jié)果Table 1 Measurement results of lens parameters (n=200)

2.2 折疊型人工晶體制備 根據(jù)上述結(jié)果，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的鴿眼折疊型人工晶體最終方案：總長(zhǎng)5.0 mm，光學(xué)部直徑2.5 mm，厚度0.5 mm，屈光度+80D，光學(xué)部為后凸單焦點(diǎn)，零球差非球面，角度前傾1.5°的雙L形襻，構(gòu)成材料為疏水性丙烯酸酯(圖3)。制備樣品如圖4所示，已申請(qǐng)專利保護(hù)，專利號(hào)：202023168448.4。

圖3 人工晶體設(shè)計(jì)圖Fig.3 Design of intraocular lens

圖4 人工晶體實(shí)物圖Fig.4 Physical image of intraocular lens

3 討論

制備人工晶體所需的3個(gè)主要參數(shù)是晶狀體的赤道部直徑、前后極軸長(zhǎng)以及屈光力。B型超聲是一種精確的測(cè)量?jī)x器，可以幫助我們獲得前2個(gè)參數(shù)。關(guān)于摘除馬眼的報(bào)道顯示，物理測(cè)量和B型超聲測(cè)量的結(jié)果無顯著差異[20]。有關(guān)犬、牛、羊的眼球生物特征評(píng)估報(bào)道顯示，A型和B型超聲測(cè)量的結(jié)果同樣無顯著差異[21-23]，且后者在操作上更簡(jiǎn)便。此外還有文獻(xiàn)報(bào)道使用CT掃描巖鴿頭部影像以測(cè)量眼球的方法，但設(shè)備高昂且需環(huán)評(píng)資質(zhì)[24]。本試驗(yàn)采用的B型超聲測(cè)量方法，可直接觀察到角膜、鞏膜、虹膜、瞳孔、前房、晶狀體、玻璃體、梳狀突在內(nèi)的整體眼球結(jié)構(gòu)，并可通過測(cè)量獲得鴿眼晶狀體的赤道部直徑與前后極軸長(zhǎng)。檢影鏡又稱視網(wǎng)膜鏡，是一種能診斷眼屈光性質(zhì)和測(cè)定各種屈光不正的客觀驗(yàn)光儀器。在人類醫(yī)學(xué)，從嬰幼兒到老年人，智聽障礙或無法溝通者均廣泛使用[25]，但未見用于動(dòng)物醫(yī)學(xué)的報(bào)道。本試驗(yàn)采用靜態(tài)檢影驗(yàn)光技術(shù)的帶狀檢影法，即使在瞳孔直徑<1 mm的情況下(如：鴿和小鼠等異寵動(dòng)物的瞳孔)仍可使用。因該方法客觀且準(zhǔn)確性高，故用于測(cè)量鴿眼晶狀體的屈光力，并未使用人眼的計(jì)算公式[24，26]。

晶狀體是精細(xì)調(diào)節(jié)的屈光結(jié)構(gòu)，可將清晰的圖像聚焦在視網(wǎng)膜獲得視覺。犬、貓、鴿的晶狀體均為雙凸形，凸出程度可在調(diào)節(jié)過程中發(fā)生變化。犬、貓的晶狀體屈光力分別為+41D[27]、+53D，鴿的晶狀體屈光力為+80D，這可能是由于鴿的晶狀體在很大程度上比哺乳動(dòng)物的晶狀體更柔軟靈活，適應(yīng)能力更強(qiáng)，在睫狀體和周邊虹膜等肌肉組織收縮時(shí)更易變形，使晶狀體更易向前移動(dòng)[28]，從而在睫狀體橫紋肌的收縮下提高晶狀體放大倍率，且后側(cè)和前側(cè)肌肉也可軸向移動(dòng)睫狀體，通過對(duì)環(huán)狀墊加壓進(jìn)一步壓縮晶狀體[29]，以根據(jù)天氣狀況和參考地標(biāo)等變化隨時(shí)調(diào)節(jié)晶狀體屈光力，滿足自身遠(yuǎn)近視物和長(zhǎng)途飛行的導(dǎo)航需求。

材料選擇是設(shè)計(jì)人工晶體的關(guān)鍵要素之一，材料的安全與穩(wěn)定是一切后續(xù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。人工晶體的材料發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程，最大進(jìn)步就是從硬性的PMMA材料發(fā)展為軟性的可折疊材料，此后進(jìn)入了硅膠、疏水、親水可折疊晶體的共存時(shí)代[30]。親水性丙烯酸酯相對(duì)較軟，支撐力小，需四角襻或板形襻提供足夠支撐力。這種厚重襻形在空間本就狹小的鴿眼囊袋內(nèi)變形空間就更為有限，極易破囊導(dǎo)致手術(shù)失敗。因此，本試驗(yàn)采用疏水性丙烯酸酯，這種材料相對(duì)較硬，支撐力好，做成雙L形襻這種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)即可滿足人工晶體的支撐需求[31]。角度前傾1.5°的雙L形襻，可使襻形成穩(wěn)固的三點(diǎn)式結(jié)構(gòu)，提高人工晶體的囊袋穩(wěn)定性，且該襻形可隨受力而變形，具有良好的囊袋適應(yīng)性；后發(fā)障是人工晶體的最常見問題，大量文獻(xiàn)證明，銳利的方形邊緣可阻止晶狀體上皮細(xì)胞移行，降低后發(fā)障幾率[32]。本試驗(yàn)制備的人工晶體采用了明顯后凸的設(shè)計(jì)，更符合鴿眼晶狀體的自然形態(tài)，可使光學(xué)部緊密貼附后囊，理論上有助于減少術(shù)后晶狀體上皮細(xì)胞移行及后囊混濁，獲得更優(yōu)秀的光學(xué)質(zhì)量。

綜上所述，本試驗(yàn)測(cè)量了正常鴿眼晶狀體的赤道部直徑、前后極軸長(zhǎng)和屈光力，設(shè)計(jì)并制備出一款鴿眼專用的折疊型人工晶體，以期應(yīng)用于臨床實(shí)踐。