【摘要】 高精度微创伤的切削特点使飞秒激光在角膜移植方面有着巨大的应用潜力，飞秒激光的出现为改进和优化各种角膜移植术式提供了新的途径，本文将就飞秒激光在角膜移植术方面的应用做一综述。
【关键词】 飞秒；激光；角膜移植术
Application of femtosecond laser in keratoplasty
WenBo Hou, MingChang Zhang
Department of Ophthalmology, Union Hospital Affiliated to Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430022, Hubei Province, China
Correspondence to:MingChang Zhang. Department of Ophthalmology, Union Hospital Affiliated to Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430022, Hubei Province, China. [email protected]
AbstractThe high precision and minimal damage to tissues with femtosecond laser predicted its potential use in keratoplasty, the advent of femtosecond laser provides a new approach to improve and optimize varieties of methods of such procedure. We reviewed the use of femtosecond laser in keratoplasty.
KEYWORDS: femtosecond; laser; keratoplasty
0引言
近年来，飞秒激光以其高精度微创伤的作用特点越来越受到医学各领域的重视，最近又由于角膜对激光光束的可透过性，使其拓展到眼科手术领域中来。飞秒激光已成功应用于LASIK手术中，它可以制作厚度100～160μm的角膜基质瓣，并且切削界面光滑，术后视力恢复好[1]。因此，人们自然联想到是否可以利用飞秒激光精良的切削特点进行角膜移植术呢。
1飞秒激光的作用原理及特点
飞秒是一个时间概念，1飞秒＝1015s。飞秒激光的重要技术指标为：脉冲宽度、平均功率、重复频率和聚焦光斑面积。由平均功率和脉冲重复频率可求出单脉冲能量，由单脉冲能量和脉冲宽度可求出脉冲的瞬时功率。由瞬时功率和聚焦光斑面积可求出瞬时功率密度。这个关系明确之后就不难理解为什么使用能量仅为几个μJ的激光脉冲就能达到极高的瞬时功率密度（>1012W/cm2）。而当飞秒激光的瞬时功率密度达到或超过特定的阈值时，被照射组织就会因多光子吸收效应形成等离子体，连带产生等离子体微爆破效应，并形成一定程度的冲击波[2,3]。如果发生在角膜等含水丰富的组织，组织内还会产生微腔气泡。正是这种微爆破效应使得各爆破点连成线，线又接成面从而实现组织的切削与蚀除。
2飞秒激光与后板层角膜内皮移植术
后板层内皮移植术（posterior lamellar keratoplasty, PLK）也称为深板层内皮移植术（deep lamellar endothelial keratoplasty, DLEK），其原理是将健康的带有后部基质、后弹力层及内皮层的后板层植片置换掉有病变的后部角膜。有研究表明PLK术后2a的屈光状态、角膜地形以及内皮细胞密度都比较稳定[4]。其主要优势就在于不需缝线固定植片，从而避免了穿透性角膜移植术（penetrating keratoplasty,PKP）的诸多缝线造成的并发症[5],但是PLK又牵扯到应用特殊器械分离板层制作基质囊袋，在手术过程中，板层深度难以掌握，板层界面的光滑程度较差，从而限制了其临床推广和应用。而飞秒激光的出现为解决这一难题提供了新的思路。飞秒激光在LASIK手术中能够精准的切削制作浅层角膜瓣，切削界面光滑，在计算机的控制下手术简单，术后效果好。因此不少研究将飞秒激光的这一特性拓展到后板层移植术中。
Mian等[6]利用飞秒激光在活体兔眼上作板层式（lamellar cut）及环钻式切削(trephination cut)以制备6.0～7.0mm直径的植床和植片，扫描后，后板层角膜片经角膜缘小切口取出，同样尺寸的植片送入前房使其贴附于植床后表面以模拟PLK手术。术后标本行光镜和电镜观察。结果表明飞秒激光能顺利完成角膜的板层间及环钻式切削。所得的后板层植片的平均厚度为204.3±21μm(占全角膜中央厚度的56.9%)。光镜下可见环钻式切削界面边缘平滑，而板层式切削界面有轻到中度的粗糙现象。术后3mo扫描电镜证实，植片与植床贴附良好，层间愈合良好，边缘光滑整齐。
Seitz等[7]研究也证实了飞秒激光在人眼角膜上非机械内皮移植术的可行性，扫描电镜示切削界面光滑，周围胶原纤维结构正常，并没有热损伤的迹象。
由于内皮失代偿所致的角膜大多水肿、增厚、混浊，那么在这种情况下飞秒激光也能发挥其精准的切削作用吗？Sarayba等[8]的研究为我们回答了这个问题。在该实验中，术者应用了一种特殊透镜和一种界面接触镜，使得激光的聚焦的允许范围延伸到1400μm的深度。实验中尝试飞秒激光扫描丙酮液浸泡所致的混浊角膜，结果成功地完成了深达600μm的板层切削，且基质床表面比较光滑。实验还将新鲜角膜片分成150μm和200μm植片组，扫描前后测内皮细胞数，结果显示两组内皮细胞失活率比较差异无统计学意义（P=0.41），因毗邻于切削边缘的内皮细胞完好无损（该处的激光能量最强），所以说明并不是由于飞秒激光所造成的内皮损伤。
在激光对内皮的损伤方面Cheng等[9]的研究也得出了同样的结论。15kHz作用组（P=0.78）、30kHz组(P=0.75)分别与对照组相比较内皮细胞失活率，差异无统计学意义；15kHz组与30kHz组相比差异无统计学意义(P=0.25)；而利用镊子撕除获得植片组与用钝性分离获得植片组相比差异有统计学意义(P=0.03)。由此得出飞秒激光切削后角膜的内皮细胞失活率并不取决于激光的频率，主张用钝性分离的方法获取植片。然而Olan等[10]研究表明，尽管飞秒激光与机械角膜刀相比，有着较高的准确度和精密度，但经过两天的optisol保存液保存后两组内皮细胞的失活率并无显著差异。
[1] [2] 下一页 |
