【摘要】 飞秒激光因其切割组织精密度高、对周围组织热损伤小，对角膜生物力学影响小被成功应用于LASIK手术中，但是越来越多的研究表明它可以完成其他角膜基质内手术，包括正受人们关注的深板层内皮角膜移植手术(deep lamellar endothelial keratoplast，DLEK)，现就飞秒激光在DLEK手术中的应用前景作一综述。
【关键词】 飞秒激光 深板层内皮角膜移植
1 DLEK的历史
早在19世纪，就有研究者设想利用板层角膜移植（lamellar keratoplasty，LK）仅替换角膜病变部分，保留健康的角膜成分，减少移植排斥反应发生。相对穿透性角膜移植(penetrating kerato．plasty，PK)来说，看似提供了一个更安全的方式，但是它对技术的要求及术后移植物与受体交界面的混浊限制了其发展［1］ 。随着显微外科、缝线材料、皮质类固醇的应用，PK却取得了成功。但是到目前为止，PK仍然受到眼球整体结构、屈光的稳定性、高散光、角膜缝线感染和角膜新生血管化影响，术后移植排斥反应仍是导致手术失败的主要原因。LK使缝线相关问题更小化、术后视力恢复快、更安全［2］，减少移植排斥反应发生等［3］优点仍然突出。LK发展缓慢，最初仅替换病变的前角膜，而替换病变的角膜内皮几乎没有成功，只是近三十年随着微型角膜刀的引入、显微技术和设备的进步，对后角膜进行板层移植才变得可行。1998年，荷兰Melles等［4］首次设计并命名了后板层角膜移植（posterior lamellar eratoplasty，PLK）。近10a人们对LK的兴趣主要集中在PLK［3］。PLK即DLEK，我们认为使用后者更加恰当。DLEK的目的是移植以角膜内皮层为主的带有Descemet膜和薄层后部基质板层的角膜组织，该术式仅替代后弹力膜和内皮层，故仅用于治疗内皮病变者［5］。而目前接受PK的患者中超过1/3属于角膜内皮失代偿［3］。DLEK术后2a随访，仍保持稳定的屈光、角膜地形图的状态及内皮细胞的密度［6］。故DLEK逐渐成为眼科医生的研究热点，并有研究者提出LK的新概念主要是处理DLEK。
DLEK主要用于无晶状体眼或人工晶状体眼的大疱性角膜病变、Fuch角膜内皮失代偿、虹膜角膜内皮综合征(ICE综合征)等前角膜基质未发生病变的患者。DLEK目前主要有两种手术方式：瓣式和口袋式手术，前者类似LASIK手术，后者是角膜缘为切口的口袋式分离［7］。
2飞秒激光的原理及应用领域介绍
飞秒激光是一种以脉冲形式运转的红外线激光，波长为1053nm，脉冲持续时间非常短，约几个飞秒(1fs=10-15s)，所以其独一无二的特点是：脉冲宽度窄、脉冲重复频率高、脉冲能量低。1s光能绕地球7.5周，而100fs只能走头发直径短的距离，所以飞秒激光可以聚焦到比头发丝直径还小的空间距离。成千上万的飞秒脉冲紧密连接起来，用计算机预先设置的扫描模式，钝性分离得到厚薄均匀、表面光滑的角膜层。切割角膜时光斑可采用1到2种模式:光栅模式即在水平线上来回扫描，螺旋模式即从中心向周围螺旋形扫描［8］。
飞秒激光利用小于3μm的光斑对角膜进行切割，激光对角膜是一种光致破裂作用。飞秒激光具有很高的瞬时功率，可达百万亿瓦。在激光功率密度达到1011～1012W/cm时，透明物质就会被多光子吸收离子化。因多光子吸收效应能使角膜组织迅速电离，形成等离子区，等离子的燃烧和爆炸膨胀，钝性分离组织，这个过程发生在液体或含水量高的角膜组织中，就会产生含水和CO2的空化气泡，空化气泡最终被角膜内皮吸收［8,9］。
飞秒激光临床应用包括：激光原位角膜磨镶术(LASIK)、前板层角膜移植、角膜内环植入的隧道建立。目前飞秒激光在眼科主要用于LASIK，飞秒激光制作的角膜瓣较微型角膜刀（microkeratome）而言，精密度和安全性更理想［8］。而飞秒激光用于DLEK是一个新领域，虽面临挑战，但前景可人。
3飞秒激光辅助DLEK的应用前景
3.1飞秒激光的特点 （1）飞秒激光造成的周围组织的机械和热损伤极小，而在激光的靶区域，组织完全凝固，角膜瓣边缘光滑［9］。飞秒激光低能量、小损伤以及严格空间定位的特点，非常适合生物组织的超精细切割，它可实现任意形状的角膜切削。术后对角膜生物力学、内皮细胞存活率等影响小，可以使切割准确率达±10μm［5］。Behrens等［10］认为飞秒激光在切割更薄的后板层移植物时比微型角膜刀更准确，重复性更强。（2）飞秒激光是由电脑的控制切削深度，精确度及安全性非常高，不受角膜曲率的影响，切削的角膜瓣厚度均匀一致，瓣的厚薄和直径都可设定，可控性好。（3）飞秒激光不使用金属刀片，完全用激光能量对角膜进行切割，避免了交叉感染，术后的炎症必然会减少。（4）飞秒激光切割更少产生光雾，因此对于雾状水肿的角膜，特别是对内皮功能紊乱的角膜进行深层次的切割非常理想。（5）飞秒激光在切割过程中角膜被压平，不产生微型角膜刀片切割时与角膜上皮间的移动，减少应力作用于角膜上皮时引起上皮擦伤。（6）飞秒激光切割过程不需要水润滑，所以不会使水和碎屑拖入板层交界面。（7）微型角膜刀制作角膜瓣时需作角膜表面的切口和缝合，这会导致术后的高散光及上皮停止生长［11］。而飞秒激光制作角膜瓣不需要角膜表面的切口与缝合，势必减少切口和缝线带来的相关问题。（8）飞秒激光可在移植前2wk制作供体角膜瓣，可对供体行血清学筛查和微生物检测，可避免术中由于手工或者微型角膜刀制备板层时发生的并发症。
3.2飞秒激光辅助DLEK的瓣制备技术的研究进展
3.2.1实验对象及飞秒激光的设备 飞秒激光辅助DLEK对于实验眼及动物眼的研究相对临床报道多。实验眼多是用眼库保存眼或角巩膜片［12］。有研究者选择尸体眼，并分为供体眼及受体眼，供体眼角膜均有正常的厚度，而受体眼有Fuchs营养不良或其它角膜内皮病，这种选择更有对比性［13］。还有研究者采用兔眼［14］。
多数研究者都是利用美国IntraLase公司生产的飞秒激光（IntraLase FS）。该激光的硬件配置设定的最大角膜切割深度为420μm，为了满足DLEK的要求，对该设备进行改良可使其切割的深度达到800μm以上［15］。
3.2.2选择切割参数和模式 利用飞秒激光需进行深板层内界面切割及侧面的环形切割。角巩膜片需先置于人工前房上，才能进行激光切割。 Soong等［12］选择的激光参数：板层切割的能量7.4±0.1μJ，环形切割的能量8.4±0.1μJ，光斑的直径2.4μm，加热率15kHz,角膜环钻的直径6.0～8.0mm。Terry等［13］参照LASIK术中的参数选择的激光参数为：螺旋切割能量2.7μJ，切割直径9.4mm，深400μm；5.0mm宽的旁切口选择切割能量为5.5μJ。Sarayba等［15］在实验中切割的内皮基质板层直径为6mm,厚为200μm。研究者指出供体角膜厚度由于保存液的作用变薄，切割后至少要保留角膜基质150μm，所以切割的最大角膜基质深度应小于400μm［13］。有研究表明利用光栅的模式比使用螺旋的模式能产生更平的基质床 ［16］。从目前研究看来，飞秒激光辅助DLEK时选择的能量、光斑直径、角膜环钻直径、深板层角膜切割深度、切割模式等没有统一意见。
3.2.3瓣制备及移植过程 Cheng等［17］以一位82岁的老年男性为例，详述了手术步骤：用一个吸引环将供体固定在眼球支架上，将飞秒激光的扁平界面透镜使角膜压平，设置飞秒激光切割深400μm、直径9.5mm的水平板层(设置参数为：能量1.4mJ，加热率30kHz，光斑直径2.4mm，光栅模式切割)。切割后，清洗消毒并保存在4℃的湿房内。供体送到阿姆斯特丹的角膜库，保存在器官培养基里，在器官培养基中保存1wk后，环钻8mm的角膜植片。再将深板层内皮层从钻下的角膜上剥离下来。因飞秒激光切割后深板层内皮角膜瓣仍然附在供体角膜基质床上，需用镊子将盘状板层角膜植片钝性剥离下来。将受体眼7.0mm直径的后弹力层和内皮层剥离后取出。通过长5.5mm的角巩膜切口，将供体盘状角膜植片植于受体眼球的后部角膜基质植床上。在前房注气压迫植片20min，清除气泡，使植片与植床间不能有间隙，并用100的尼龙线缝合角巩膜切口。术后患者24h内采取水平仰卧位，以最大限度增加气泡对深板层内皮的压力。
值得提出的是过去植片植入的过程是通过角膜缘旁切口进行，但Seitz提出在角膜内皮疾病中，通过小切口隧道移植，能减少DLEK的侵害性［18］。之后采用小切口隧道进行移植者，均证实了该结论［14,15］。小切口隧道移植即用飞秒激光在近角巩膜缘行5.5mm隧道切口，从该切口取出病变的角膜基质板层，再植入植片［15,17］。飞秒激光辅助DLEK除了隧道切口需要缝合外，其它过程不需要缝合，减少了对角膜曲率及术后散光的影响。为了使切口更小，Mian等［14］在实验中采用了植入折叠角膜板层片的方法，Melles等［19］却认为折叠角膜板层片可以使切口更小，但是却对内皮有损害。
Sikder等［20］对人眼库保存眼，使用粘弹剂保护角膜内皮，然后将飞秒激光的压平镜放在内皮面，切割直径7mm，厚度100μm板层角膜，术后表明使用粘弹剂可以保护角膜内皮细胞，这对移植成功非常重要。越来越多的研究者利用飞秒激光制作深板层内皮角膜瓣时使用粘弹剂保护角膜内皮［14］。但角膜内皮发生损伤的原因与手术操作及激光压平镜直接作用于角膜内皮也有关系。
3.2.4术后效果的评价 Soong等［12］实验中，其中有3眼球的角膜板层切割面出现浅的呈同心圆样的纹理。切割后的盘状角膜片厚度较切割前的预测值超出55±61μm 。虽然切片边缘部分隆起，但切割面平直。该研究得出结论：飞秒激光可成功地进行深板层角膜无碎屑切割。切割精度高、操作简单、结果可靠，使得许多困难的步骤变得可行。
Terry等［13］实验显示术后平均角膜曲率及平均角膜散光与术前无显著差别。作者指出联合飞秒激光切割与手工分离是DLEK的可取方案，并高度肯定了飞秒激光的优势，认为利用飞秒激光辅助DLEK更简单、快速、对角膜曲率影响小。
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