玻璃体腔磁性液体对兔视网膜组织病理变化的初步研究△

龚雁 董子献 周子梅 周行涛 王正才 袁建树 王育文

目前，临床上治疗视网膜脱离时，玻璃体切除加注玻璃体腔填充物是一种常见的治疗手段。理想的填充物要求组织相容性好、稳定以及不受体位限制，可根据裂孔的方位有效顶压视网膜裂孔［1］。目前常用的玻璃体替代物有SF6、C3F8、硅油等，但是替代物在各种术式中均存在一定的缺陷，因此积极探索一种新的玻璃体替代物是当今视网膜脱离手术的一个热点问题。

磁性液体是一种新颖的纳米功能材料，同时具有磁性和流动性，因此具有许多独特的磁学、流体力学、光学和声学特性。近几年来，纳米磁性液体［2］在生物医学领域中得到了应用及推广，其中包括磁靶向给药、细胞分离和免疫分析、磁控血管内磁性微球栓塞、医学诊断等，并且成功研制了激光磁艾滋病病毒检测仪等仪器仪表，抗癌药物磁性载体、磁性药物、细胞磁分离介质材料等［3-7］。由于磁性液体具有超顺磁性，在外加磁场下，磁性液体被磁化，可随外磁场强度的增加而移动及定位，因此利用磁性液体这一特性应用于眼科玻璃体腔填充物和靶向给药等进行实验。如果能解决磁性液体在玻璃体腔内的定向、定位问题，使患者无需保持一定时间的俯卧位，磁性液体可在玻璃体腔内随外加磁场而移动和聚集，靶向或定向给药治疗视网膜病变组织，将不失为一种很好的玻璃体腔替代物。因此，本文介绍一种水基Fe3O4磁性液体，在兔眼玻璃体腔中注射不同浓度的该液体，观察兔视网膜组织病理学变化的初步结果。

1 材料与方法

1.1 材料 清洁级新西兰大白兔18只，雌雄兼用，体质量2.0～2.5 kg，经裂隙灯和检眼镜行双眼前后段检查。0.5%和1%水基Fe3O4磁性液体由中国科学院宁波材料所提供［7］。

1.2 方法 将2种不同浓度的水基Fe3O4磁性液体注入实验兔眼玻璃体腔，右眼注入浓度为0.5%(18只)，左眼注入浓度为1%(18只)，以盐酸赛拉嗪注射液0.1 mL/kg肌内注射麻醉后，开睑器开睑;在显微镜下，颞上象限外上方角巩膜缘后3 mm处，用25 G针头在兔眼下方视网膜上分别推注剂量为0.1 mL的0.5%和1%水基Fe3O4磁性液体，棉签按压巩膜创口后，结膜囊内涂妥布霉素地塞米松眼膏。术后每日用氯霉素滴眼液滴眼。分别于注射后l d、1周、1个月和3个月采用裂隙灯显微镜活体观察兔眼前节形态，检眼镜眼底检查，1%阿托品眼膏扩瞳，三面镜检查兔晶状体、玻璃体内磁性液体的漂浮移动分布情况并观察眼底视网膜变化。并于注射后1周、1个月和3个月分别处死6只实验兔，摘除眼球，固定用于组织学检查。分别取左、右眼水基Fe3O4磁性液体附近的视网膜组织和视盘组织，10%甲醛液固定视网膜组织，经乙醇系列脱水后，常规石蜡包埋，Leica-2135型切片机做切片，苏木精-伊红(hematoxylin eosin，HE)染色，Olympus-bx30型光学显微镜观察摄片。制备视网膜铺片经HE染色观察视网膜组织结构的变化。

2 结果

2.1 临床观察指标 左、右眼分别于术后l d、1周、1个月和3个月观察术眼角膜，均透明，前房清亮，未见明显Tyndall征，扩瞳检查未观察到白内障，未见玻璃体混浊、玻璃体出血及眼内炎等并发症(图1～2)。实验眼视盘色泽及视网膜血管走行正常，未发生视盘水肿、视神经萎缩、视网膜血管阻塞或视网膜坏死，无视网膜脱离及出血、水肿、增生等。

图1.术后1 d眼前节裂隙灯照相 A为右眼;B为左眼

图2.术后3个月眼前节裂隙灯照相 A为右眼;B为左眼

2.2 组织学检查结果 左、右眼分别于术后1周、术后1个月、术后3个月，光学显微镜下观察HE染色视网膜组织切片，视网膜各层结构清晰，排列整齐，未见明显视网膜组织结构异常(图3～5)。视网膜各层结构清晰，排列整齐。左、右眼分别于术后1周、术后1个月、术后3个月在光学显微镜下观察HE染色视盘切片，术后1周时左、右眼玻璃体近视盘侧可见不同程度的磁性颗粒(箭头所示，图6)，术后1个月和3个月时左、右眼磁性物质有所减少，视盘结构完整，未见水肿及其他损伤性改变(图7～8)。

图3.术后1周光学显微镜下观察HE染色视网膜组织切片 A为右眼;B为左眼

图4.术后1个月光学显微镜下观察HE染色视网膜组织切片 A为右眼;B为左眼

图5.术后3个月光学显微镜下观察HE染色视网膜组织切片 A为右眼;B为左眼

图6.术后1周光学显微镜下观察HE染色视盘切片 A为右眼;B为左眼

图7.术后1个月光学显微镜下观察HE染色视盘切片 A为右眼;B为左眼

图8.术后3个月光学显微镜下观察HE染色视盘切片 A为右眼;B为左眼

3 讨论

目前国内外治疗视网膜脱离的手术方法有:眼内注气手术、巩膜环扎术和玻璃体切除术、玻璃体切除加注硅油或膨胀气体术等。这几种手术都可使视网膜得到复位，但是，手术材料导致的并发症等方面各手术之间会存在一定的差别。比如:巩膜扣带术可导致眼球变形近视加重，产生复视、斜视、眼前段缺血、散光、环扎痛、继发性青光眼、加压物外露甚至感染等［8-9］。自首次报道在玻璃体腔注入空气修复视网膜脱离至今，人们一直在寻找理想的玻璃体替代物［10］。玻璃体切除后，注膨胀气体或硅油术使玻璃体视网膜手术得到了进展。硅油作为玻璃体填充物，在复杂视网膜脱离玻璃体临床手术中得到了广泛应用，大大地提高了视网膜脱离的治愈率。在临床中，目前常用的玻璃体替代物SF6、C3F8、硅油等比重都小于水，对于下方视网膜裂孔的顶压效果都不太理想，注硅油或气填充术后患者必须保持一定时间的俯卧位。近几年来，为了解决下方视网膜复位的问题，临床又应用了重硅油，虽然对下方视网膜的裂孔有良好的顶压作用，但在直立位时，可能牵拉上方视网膜，形成上方视网膜裂孔，导致上方视网膜脱离［11］。因此，临床上迫切需要一种比重大于水，充填效果好，组织相容性好，不受体位限制，可根据裂孔的方位有效顶压视网膜裂孔，安全稳定的玻璃体填充物［12］。理论上，玻璃体替代物可随意压迫任何部位视网膜裂孔，若其对眼部组织无毒性，则有可能作为长期玻璃体填充物。

根据实验结果，本实验制备的水基Fe3O4磁性液体，在兔眼玻璃体腔注射磁性液体后3个月内兔眼前节稳定，未引起白内障的发生。在整个观察期内，不同浓度实验眼视盘色泽及视网膜血管均走行正常，未发现有视盘水肿、视神经萎缩、视网膜坏死，眼底视网膜组织也未见损伤的表现。光学显微镜下观察HE染色视网膜组织切片，视网膜各层结构清晰，排列整齐，未见明显视网膜组织结构异常。说明磁性液体对视网膜无损伤。

光学显微镜下观察HE染色视盘切片，术后1周时，左、右眼玻璃体近视盘侧可见不同程度的磁性颗粒，说明磁性颗粒在玻璃体腔内可随机体漂浮移动。术后1个月和3个月时，两种浓度实验组磁性物质有所减少，视盘结构完整，未见水肿及其他损伤性改变。说明磁性颗粒可随玻璃体运动部分被吸收。

本研究结果表明，兔玻璃体腔注射磁性液体后3个月内兔眼前节稳定，未引起白内障的发生，眼底视网膜组织也未见损伤的表现。注射0.5%和1%不同浓度磁性液体无明显差异。

目前磁性液体在生物医学应用包括如视网膜脱落治疗、肿瘤超热疗法、细胞分离方法、磁共振成像造影剂以及作为磁导向药物载体等［13］。在制备时，由于对水基Fe3O4磁性液体稳定性要求的降低，从而大大降低了制备的难度及成本。本实验结果为在光学显微镜下未发现该液体对兔眼内组织有损伤及毒性反应。因此，水基Fe3O4磁性液体在眼科临床及玻璃体填充物材料上的应用和靶向给药可能具有潜在研究价值，为眼科新材料领域开辟了一条新的途径。由于该材料在眼科学上还尚未应用，本实验观察时间有限，究竟在玻璃体腔内随时间的延长，可否被视网膜吸收，玻璃体腔内适用多少浓度的水基Fe3O4磁性液体，磁性液体在外加磁场作用下对玻璃体视网膜定向定位及产生的压力问题等，还有待于进一步的实验和研究。

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