不同设计疏水性丙烯酸酯人工晶状体襻黏性对比研究

胡艺平，王静，李史序，刘彧琦，李博文，张劲松

（1.中国医科大学附属第四医院眼科，中国医科大学眼科医院，辽宁省晶状体学重点实验室，沈阳 110005；2.沈阳爱尔卓越眼科医院眼科，沈阳 110001；3.山东省眼科医院眼科，济南 250000）

随着白内障手术设备的进步、人工晶状体（intraocular lens，IOL） 的发展和患者对视觉质量需求的提高，眼科医生面临越来越多的新挑战。手术过程是否顺利受多方面因素的影响，除了医生的操作技术和患者的配合程度，IOL的材质与特性也是其中重要的因素。疏水性丙烯酸酯材质IOL在临床上应用广泛，该材料具有柔软、可折叠、轻薄、生物相容性好、屈光性能稳定、后发障发生率低等优点，但是存在一定程度的黏性，这就导致在植入折叠式IOL的过程中，可能发生襻与光学区的黏附现象，延长手术时间，影响手术流畅性，增加手术不可预见的风险性。本研究旨在对目前常用的4种不同设计的一片式疏水性丙烯酸酯IOL的襻与光学区之间的黏附分离时间进行比较，为手术方案的制定与提高手术操作流畅性和手术安全性提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取4种目前临床常用一片式折叠式疏水性丙烯酸酯材质IOL （屈光力均为+21.0D）：HOYA iSert®251，Lucia 601P，Tecnis ZCB00，IQ SN60WF （表1），分为A、B 2组，A组不加入粘弹剂组，B组加入粘弹剂。

1.2 研究方法

1.2.1 器材：IOL （HOYA iSert®251，Lucia 601P，Tecnis ZCB00，IQ SN60WF）、显微镜、托盘天平、砝码、延长杆、刻度尺、热熔胶、培养皿、镊子、秒表、粘弹剂 （爱维，透明质酸钠1.7%，山东博士伦瑞达制药有限公司） 。

表1 4种IOL的基本参数Fig.1 Specifications of four kinds of IOL

1.2.2 制作实验装置：取一托盘天平置于水平桌面，并将一延长杆固定于托盘天平左侧横梁上，使延长杆与横梁位于同一直线，刻度尺测得延长杆末端距天平中点距离（L1） 约为30 cm，测得托盘着力点距天平中点距离（L2） 约为10 cm，在显微镜下，观察延长杆末端对IOL作用情况。见图1。

图1 实验装置图Fig.1 Experiment device figure

1.2.3 操作过程：在标准室温（25 ℃） 下，用热熔胶将IOL固定于倒扣的培养皿上。通过平衡螺母和游码将托盘天平调平后，将培养皿置于合适的高度，使IOL与天平的延长杆在同一水平位置。将欲施加于IOL襻尾端的力记为F1，根据杠杆原理F1·L1=F2·L2，可得需在托盘天平延长杆侧托盘上添加的砝码力F2=F1·L1/ L2≈3F1。在显微镜下，用镊子将IOL一侧襻的尾端弯折至光学区中心，同时将延长杆尾端轻放在处于光学区中心的襻的尾端上，并用秒表计时，10 s后移开延长杆。以移开延长杆时为开始时间，以襻的尾端开始发生位移时为结束时间，用秒表计时，记为黏附分离时间t。采用随机数法确定F1（0.02～0.7 N），使用IOL两侧襻交替多次重复测量t，至各F1下测得t值达10次，并计算出各F1下t的平均值。于IOL表面涂足量的粘弹剂，重复以上步骤。使用不同种类IOL，分别进行以上试验步骤，并绘制图表。

1.3 统计学分析

采用SPSS 23.0进行统计分析，比较不同受力大小状态下各组IOL的黏附分离时间，并将各组黏附分离时间与受力变化进行线性回归分析，P＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不加入粘弹剂时各IOL黏附分离时间对比

室温（25 ℃）不加入粘弹剂条件下，各组IOL在受到外力作用时均会出现不同程度的襻黏附现象，Lucia 601P、Tecnis ZCB00、IQ SN60WF襻与光学区的黏附分离时间均＞200 s。而相同外力条件下，HOYA iSert®251 IOL的襻与光学区的黏附分离时间明显低于其他3组，差异有统计学意义。见图2。

图2 不加入粘弹剂时各IOL黏附分离时间与力的关系Fig.2 Relationship between adhesion time and force of each IOL without viscoelastic agent

2.2 加入粘弹剂时各IOL黏附分离时间对比

室温25 ℃加入粘弹剂条件下，4种IOL襻与光学区在外力作用下均可产生襻黏附现象，且黏附分离时间随力的增大而延长。见图3。

图3 加入粘弹剂时各IOL黏附分离时间与力的关系Fig.3 Relationship between adhesion time and force of each IOL when viscoelastic agent is added

2.3 B组各IOL两变量线性回归分析

相同条件相同外力作用下，HOYA iSert®251襻黏性最小，襻与光学区分离所需时间最少；Lucia 601P襻黏性最大，襻与光学区分离所需时间最多。

2.3.1 HOYA iSert®251：回归公式为时间=33.201×力-4.119。时间和力存在线性关系，其中力对时间的影响有统计学意义（F=561.229，P＜ 0.01）。并且回归公式表示力每增加一个单位，时间就会增加33.201 s。

2.3.2 Lucia 601P：回 归 公 式 为 时 间=431.608×力-7.166。时间和力存在线性关系，其中力对时间的影响有统计学意义（F=1748.946，P＜ 0.01）。并且回归公式表示力每增加一个单位，时间就会增加431.608 s。

2.3.3 Tecnis ZCB00：回归公式为时间=107.752×力-2.552。时间和力存在线性关系，其中力对时间的影响有统计学意义（F=153.130，P＜ 0.01）。并且回归公式表示力每增加一个单位，时间就会增加107.752 s。

2.3.4 IQ SN60WF：回归公式为时间=190.551×力+5.558。时间和力存在线性关系，其中力对时间的影响有统计学意义（F=221.637，P＜ 0.01）。并且回归公式表示力每增加一个单位，时间就会增加190.551 s。

3 讨论

疏水性丙烯酸酯因其各方面的优点成为了临床中最常用的IOL材料［1］，但该材料存在一定程度的材料黏性，从而造成白内障手术中粘襻现象的发生。由此，本研究选取了临床中较常使用的4种不同设计的一片式折叠式单焦点疏水性丙烯酸酯材料IOL进行对比研究。

HOYA iSert®251在各组中表现最佳，考虑是因为HOYA iSert®251采用了以聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA） 作为襻的尖端支撑部材料的蓝襻设计，这使得在白内障手术中将IOL折叠植入眼内时，襻与光学区的接触改为了PMMA材料与疏水性丙烯酸酯材料的接触，避免了丙烯酸酯之间接触时的黏性所导致的黏附现象。

另一方面，DE GIACINTO等［2］和STRAUSS等［3］通过原子力显微镜观察到，各IOL的平均表面粗糙度（mean surface roughness，Ra） 的大小关系为Ra （Lucia 601P） ＞Ra （IQ SN60WF） ＞Ra （HOYA iSert®251） ＞Ra（Tecnis ZCB00），该指标在HOYA iSert®251的数据分析中，因PMMA蓝襻设计而不具有参考意义，而对于其他3种IOL，Ra的大小关系与本研究中襻与光学区粘性的大小关系存在一致性。其中Lucia 601P的Ra最大，考虑是其肝素背涂的设计导致光学区表面的粗糙程度提高。因此，考虑IOL的Ra为黏性的影响因素，即IOL的Ra越大，黏性越大，黏附分离时间越长。

此外，玻璃化转换温度 （glass-transition temperature，Tg） 也是一项十分重要的指标，Tg是聚合物由玻璃态转化为橡胶态的转变温度，温度低于Tg时，聚合物呈硬性的玻璃态表现，高于Tg时，聚合物呈软性的橡胶态表现，对于IOL，材料的Tg越低，IOL的折叠性就越高［4］。HOYA iSert®251的Tg为18 ℃［4］，高于其他大部分疏水性丙烯酸酯的14.0～15.5 ℃［5］，因此，在室温条件下，HOYA iSert®251的硬度高于其他IOL，在本研究中，HOYA iSert®251因较高的Tg使其拥有较高的弹性系数，提高了将IOL襻移动至光学区时产生的回弹力，从而有了在研究中黏附分离时间显著低于其他IOL的结果。与之相对应的，Lucia 601P的Tg在4种IOL中最低，因此黏附分离时间高于其他IOL。

而对于Tecnis ZCB00和IQ SN60WF，通过螺旋测微器可测得，Tecnis ZCB00折角处横截面尺寸为0.35 mm×0.45 mm，IQ SN60WF为0.30 mm×0.41 mm，提示Tecnis ZCB00折角处横截面的宽度和厚度均大于IQ SN60WF，所以Tecnis ZCB00拥有更大的回弹力，使得襻与光学区的黏附分离时间更短。

在临床白内障手术过程中，需预先将IOL折叠放入带有足量粘弹剂的推注器内，方能将IOL植入眼内，而术者在折叠IOL时的按压，有可能造成这种粘襻现象的产生。本研究结果显示，大部分IOL在不添加粘弹剂的情况下，IOL的黏性较大，襻与光学区黏附后无法自行分离，因此，术中放置IOL时，若不能使其与粘弹剂充分接触，将增大粘襻现象发生的几率，从而影响手术的进程，增加手术风险。同时，EOM等［6］的研究表明，随着温度升高，IOL襻的回弹力逐渐增大。所以在白内障手术中，特别是气温较低的地区，应术前先将IOL放置于较温暖的环境中，并适当延长IOL于粘弹剂中浸润的时间，以此降低粘襻现象发生的概率。

综上所述，本研究通过对4种不同设计的疏水性丙烯酸酯IOL襻与光学区的黏附分离时间和力的关系的对比，及各IOL的设计和特性的分析，可以得出PMMA襻的设计、Tg、光学区的Ra、以及襻折角处的横截面尺寸，均对粘襻现象产生影响，而充分的粘弹剂浸润，以及避免IOL的温度过低等，则可以减少粘襻现象的发生，提高手术安全性及成功率。