新型人工角膜材料板层移植犬高危角膜损伤病例

胥辉豪,金艺鹏,张 迪,林珈好,曾皓然,贺闪闪,熊骏仪,冯雪倩,唐 静,郑小波,林德贵

(1.西南大学动物科学学院,重庆 荣昌402460;2.中国农业大学动物医学院,北京 海淀 100193;3.重庆市友好动物医院,重庆 江北 400020)

角膜疾病是小动物临床上最为常见的眼科疾病,各种病因可导致角膜出现不同程度的损伤。病灶的面积、位置以及深度均可直接影响角膜健康。随着病情的发展,可进一步导致角膜水肿[1]、角膜溃疡[2]、角膜穿孔[3]、葡萄膜炎[4]、白内障[5]、青光眼等并发症,最终致使动物失明或眼球不保。

对于角膜损伤的治疗方案较多,例如单纯的浅表角膜溃疡、外伤等情况可使用局部给药方式促进角膜愈合[6];深基质层角膜损伤或严重感染的病例可在药物治疗基础上配合使用结膜瓣遮盖术进行治疗[7]。然而,对于严重角膜损伤的病灶,经上述等方法治疗后,尽管最终可能会达到修复角膜的效果,但往往会造成角膜较为严重的瘢痕化,影响眼表美观,更为重要的是导致动物视力下降甚至失明。目前,最为理想的治疗手段是采用板层角膜移植术来治疗相关的眼表疾病[8],例如深度角膜溃疡[9]、角膜皮样囊肿[10]、眼表肿瘤、真菌性角膜炎[11-12]等。然而,作为器官移植手术,犬角膜供体来源非常有限,且角膜植片随着保存时间的增长其细胞健康程度也会逐渐下降,以上方面严重制约了小动物眼表移植学的发展。近年来,对于人工角膜的研发工作不断深入,期望能够寻求到合适的人工材料替换天然角膜来有效地解决临床上的严峻局面。现今,一种新型的人工角膜材料已经出现,笔者成功将其板层移植到高危角膜损伤病例中,该手术为国内外首次开展,报告如下。

1 发病情况

2017 年12 月,重庆市一畜主将自家饲养的本地犬带来就诊,主述：该犬2 岁龄,每年定期完成免疫程序,日常饮食排泄均正常。该畜主由于居住在化工厂附近的小区,患犬外出玩耍时不慎被高浓度碱液溅入右眼中,动物随即出现持续性眼睑痉挛,泪溢等症状。畜主强行开睑观察后,发现角膜上有白色区域,立刻前往本院就诊。

2 临床检查

对该犬进行了全面的临床检查,雌性,体重15 kg,精神尚可,警觉性强,体温(T)：39 ℃,呼吸(R)：35 次/min,脉搏(P)：135 次/min,血压(BP)：140 mmHg(收缩压),X 射线检查心脏及胸腔内正常;血液/生化指基本正常。

3 眼科检查

迷宫测试：该犬遮挡左眼后出现行走谨慎,碰撞四周阻碍物的表现;棉球追踪测试：OD 阴性;PLR(瞳孔光反射)：OD 直接和间接(阳性),OS 直接和间接(阳性);眼睑反射：OD 阳性;恫吓反射：OD 阴性;眼睑形态：OD 眼睑痉挛;第三眼睑：OD 重度充血,遮盖眼表;STT(泪液检查)：OS：19 mm/min,OD：29 mm/min;IOP(眼内压)：OS：13 mmHg,OD：9 mmHg;荧光素染色：OD：阳性;OD;结膜轻度充血、水肿;裂隙灯检查：OD 角膜中央有接近圆形的碱烧伤病灶,浑浊,角膜水肿,视轴区增厚。外周角膜暂时透明,前房深度正常,无明显闪辉现象;虹膜：瞳孔缩小,无肿胀、粘连迹象;

最终诊断为该犬右眼患有严重角膜碱烧伤,结合各方面情况,与畜主充分交流后,决定对该犬右眼进行人工角膜板层移植术。

4 治疗

4.1 术前药物治疗 使用大量生理盐水反复冲洗患眼,局部阿托品凝胶扩瞳缓解睫状肌痉挛,防止虹膜粘连;术前右眼局部给予双氯芬酸钠,术前每小时1 次,给予3 次;

4.2 手术治疗 术前禁食12 h,禁饮4 h,建立静脉通路;皮下注射曲马多,6 mg/kg·bw,诱导麻醉前20 min皮下注射阿托品,0.04 mg/kg·bw;6 mg/kg·bw 丙泊酚静脉缓慢推注诱导麻醉,异氟烷维持麻醉;动物侧卧保定,术眼朝上,真空头枕塑形固定头部位置;放置血压、心电监测装置;调制手术显微镜位置和放大倍数(10×);术眼剃毛,生理盐水反复冲洗,1∶10聚维酮碘溶液对外周皮肤进行消毒;放置多层手术创巾,覆盖眼科手术贴膜,放置威廉姆斯开睑器充分开张上、下眼睑;使用6/0 圆针缝线固定、牵引上、下直肌,保持眼球水平朝上;1∶50 聚维酮碘溶液冲洗结膜囊,随后使用生理盐水反复冲洗干净;测量角膜病灶大小,选择7.5 mm 直径角膜环钻在角膜上压痕,范围完全包围病灶区域(见中插彩版图1)。随后将环钻垂直于角膜表面,手指均匀用力使环钻呈钟摆状沿压痕处切割,切割深度约0.4 mm。待切割完成后,左手持显微有齿镊将创口边缘轻轻提起,右手持角膜穿刺刀,刀面与角膜平行,刀尖水平切割分离角膜板层基部(以白色丝状纤维为标记)。切割过程尽量保持角膜干燥,方便暴露切割面,同时也避免出现角膜破裂后房水与冲洗液混淆(见中插彩版图2)。也可少量冲洗后迅速用眼科止血海绵迅速将液体吸干。完成板层切割后,修剪植床,使用生理盐水反复冲洗眼表,清除碎片与残骸。打开无菌人工角膜包装袋,平镊小心取出人工角膜,将其置于平衡盐液中静置复水1 min,随后取出并使用7.5 mm 直径的角膜环钻在中心部位钻取人工角膜,使用角膜剪修剪获得最终理想的角膜植片。将植片置于植床上,调整方位后,开始进行缝合(见中插彩版图3)。使用9/0 可吸收缝线首先缝合12、6、9 和3 点钟方向,随后在每个象限中采用间断缝合方式缝合角膜植片。完成缝合后,生理盐水冲洗眼表,涂抹派克眼膏,手术完毕(见中插彩版图4,图5)。

图1 病灶区域定位

图2 角膜板层切割

图3 放置人工角膜

图4 人工角膜缝合完毕

图5 缝合后裂隙灯检查

4.3 术后治疗 待动物完全苏醒后佩戴眼科脖圈防止自残,术后每日局部给予派克眼膏3 次/d(连用1～2 周);重组人表皮生长因子6～7 次/d(连用1～2 周);双氯芬酸钠术后3 d 开始使用,2 次/d;局部给予盐酸头孢甲肟滴眼液,1 次/2 h(连用1～2周),左氧氟沙星滴眼液4 次/d(连用1～2 周);术后密切关注眼表感染以及排斥反应情况,术后1 周后,荧光素染色确定角膜完整性后,典必殊3 次/d,环孢霉素2 次/d;术后26 d 角膜植片出现新生血管大量爬行的情况,植片出现水肿现象(图6),加强抗炎和抗排斥治疗,典必殊6 次/d,妥布霉素地塞米松眼膏睡前使用;静脉滴注地塞米松10 mg(3～5 d),环孢霉素4 次/d;3 d 术血管逐渐向植床区域消退,植片水肿消退,环孢霉素改为2 次/d;术后2 个月裂隙灯检查：角膜几乎透明,前房清澈无积血或纤维蛋白,视轴瞳孔区角膜透明,可见瞳孔大小规则且无粘连情况,可见毯部反光,结膜/巩膜无充血症状;恫吓反射以及迷宫测试结果表明,该犬具有良好的感光和辨别物体的能力。术后5 个月植片进一步透明,肉眼几乎不可见新生血管,瞳孔区域清晰可见,未见炎症迹象(见中插彩版图7～图10)。

图6 术后26 d 角膜反应

图7 术后150 d 角膜

图8 术后150 d 裂隙灯检查

图9 术后150 d 裂隙灯检查

图10 术后150 d 荧光素染色

5 小结与讨论

角膜疾病是小动物临床上最常见的眼科疾病,其病因通常与外伤、角膜营养、泪液系统障碍、毛发刺激、全身疾病等有关。不同病因导致的角膜损伤可引起各种程度的角膜损害,最终可导致动物视力丢失甚至眼球不保。化学烧伤是最为严重的损伤类型,尤其是碱性烧伤。碱性溶液会持续对各层角膜组织进行损害,可立即导致无菌性角膜溃疡,随着病程的发展,进而出现角膜穿孔、睑球粘连、葡萄膜炎、继发性青光眼、白内障等严重并发症。属于高危角膜损伤类型,对于该种损伤的救治工作目前仍是眼科界的一大难题。抢救性治疗提倡应在第一时间进行处理,以挽救视力、保住眼球以及尽可能降低并发症为宗旨。由于该犬送救及时,经眼科评估后发现其角膜受损层次还未累及全层,且还未出现明显感染以及其他并发症,在综合考虑救治角膜的同时还可能恢复一定视力的情况下,决定为其进行板层角膜移植术。板层角膜移植术是常见的眼表移植学之一,其适应症主要包括了真菌性角膜炎、角膜皮样囊肿、角膜上皮包涵囊肿[13]、基质层角膜溃疡等未全层破坏角膜且无明显感染的角膜疾病。该术式的优点在于能够保留角膜内皮层与后弹力层,从而保障了角膜离子泵脱水的生理功能,能够在术后最大限度地恢复病灶角膜区域透明度。其缺点在于操作难度较大,需构建较为理想的板层角膜植床。而更为重要的是,与穿透性角膜移植术一样,角膜供体来源的匮乏是制约该手术在小动物临床上广泛应用的重要原因。长期以来,对于同种异体角膜植片保存方法的改良以及对于人工角膜的研发一直是眼科研究领域的重点与热点。

本次手术所使用的人工角膜是近年来最新研发的生物工程角膜基质材料。取材于猪眼角膜,经过病毒灭火与脱细胞等工艺制备而成。保留了细胞外基质的主要胶原蛋白以及天然的纤维结构。本次手术为国内、外首次对犬高危性角膜损伤使用最新人工角膜进行的板层角膜移植损伤。该人工角膜复水后会出现厚度略微增大的情况,但随着时间的推移,会逐渐恢复到正常厚度。在钻取植片时,应选择与受体植床相同直径的角膜环钻,并且受体植床的厚度也应当尽量与产品的型号厚度匹配,这样才能形成最佳的光学平面,并有利于术后角膜上皮化。术后1 周,人工角膜材料由于复水而暂时处于轻微水肿的状态,角膜整体无明显感染与炎性反应。术后26 d,植片出现肉芽增生情况,可见角膜植片浸润大量新生血管以及炎性细胞,随后血管继续爬行至植片中央,加强抗炎、抗免疫排斥药物后,血管化现象逐渐减轻,外周植片区域逐渐完成上皮化并恢复部分透明度,血管主要集中在中央植片区域。随着时间推移,植片进一步透明,新生血管逐渐衰退、消失;术后150 d,人工植片几乎完全恢复透明,仅残留极其轻微的瘢痕化,清晰可见瞳孔轮廓以及毯部反光,动物视力恢复良好,无任何炎性、感染迹象。

本次手术是国内、外首次使用最新人工角膜对犬角膜碱性损伤进行治疗。该次手术采用的人工角膜材料具有了天然动物胶原蛋白以及纤维结构,组织兼容性好,能够很好地维持正常角膜形态与功能,相对于目前结膜瓣治疗手段而言,术后长期光学性保持较好,保证了视轴区域透明度;相对于角膜结膜移植术而言,解决了病灶面积取材、外周健康角膜透光度等问题,愈合效果几乎等同于自体角膜移植手术。该手术在本课题组从事小动物眼表移植学多年的研究基础上,结合最新人工组织学技术,成功实施了国、内外首例犬高危角膜损伤病例的板层人工角膜移植术,旨在该技术在小动物临床上广泛推广奠定理论与实践基础。