6前弹力层在角膜创伤愈合中的作用 目前国内外对角膜创伤愈合的研究的实验对象多为鼠和兔,这两种动物缺乏前弹力层,前弹力层在角膜创伤愈合中所起到的作用也很少提及,虽然前弹力层在角膜创伤愈合中的作用并未得到直接证明,但这些实验结果可以让我们相信前弹力层对维持正常人角膜前表面的稳定性及促进角膜愈合起到一定的作用。角膜创伤愈合是一系列级联反应作用的结果,上皮的损伤是级联反应的始动因素,上皮损伤后,上皮细胞及基底膜释放的细胞因子、白细胞介素1(IL1),α肿瘤坏死因子,成骨蛋白((BMP),表皮生长因子(EGF),血小板衍生生长因子(PDGF)激发基质细胞各种反应,IL1介导的FAS配体的产生与周围基质细胞表面的FAS受体结合导致细胞凋亡,基质细胞的凋亡几乎和上皮损伤同时发生,随后周边基质细胞增殖分化补充细胞凋亡区域,B细胞出现吞噬凋亡的角膜细胞及其崩解的碎屑,在β转化生长因子及其它细胞因子的作用下增殖的角膜细胞产生成纤维细胞分化成肌成纤维母细胞,上皮损伤后2wk因基底膜的不完整性、不平整性近上皮的前基质可见肌成纤维母细胞,这些细胞通过产生胶原、葡萄糖胺聚糖、胶原酶、明胶酶、金属蛋白酶MMPs对胶原及细胞外基质重塑,肌成纤维母细胞降低角膜的透明性,这是角膜屈光手术PRK后haze的发生主要原因。 IL1在正常的角膜上皮细胞中处于高表达状态,但并未发生角膜基质细胞的凋亡,由此我们认为基底膜及前弹力层对角膜上皮细胞分泌的细胞因子起到一定的屏障作用[1618]。Lagali对6例复发性角膜上皮糜烂(RCE)的患者在保留部分前弹力层的基础上行PTK激光切除7μm前弹力层,对7例点状地图指纹样角膜营养不良(MDF)患者未保留前弹力层行PTK激光切除15μm全部前弹力层,术后4~8mo的共聚焦显微镜观察发现前弹力层完全切除的患者在8mo时基底膜下神经纤维密度很少恢复到术前,而保留部分前弹力层的患者基底膜下神经纤维密度与术前无明显差别,前弹力层完全切除的患者术后上皮细胞下角膜细胞密度较保留部分前弹力层患者明显增高。Lagali等[19]提出前弹力层在促进上皮损伤后基质创伤愈合及恢复角膜透明性及上皮内神经纤维的恢复起到一定的作用。
7前弹力层在准分子领域的功能
7.1 haze的形成 在长期的准分子手术中,很少有人提及到前弹力层在角膜中的作用,事实上前弹力层在维持角膜抗张力、角膜形态、曲率以及防止角膜基质细胞过度增生,维持角膜透明性上起到十分重要的作用。LASIK与PRK的区别在于LASIK保留了角膜上皮层及前弹力层。Del Pero等[20]认为角膜上皮细胞和成纤维细胞之间可以靠释放一些多肽生长因子相联系,正常情况下这种联系可以被角膜上皮基底细胞的基底膜及前弹力层阻挡或减缓。PRK使这种屏障功能遭到破坏,上皮细胞与成纤维细胞靠这些多肽生长因子的联系而被激活。成纤维细胞功能活跃,从而合成大量的细胞外基质成分,增加的ECM反之又促进成纤维细胞的增殖。因此,我们认为PPK对角膜上皮、基底膜及前弹力层的破坏为haze 形成的启动因素。PRK术后角膜的前弹力层被切除,缺损区在术后4~6mo内会出现上皮增生和胶原及新合成物质的进行性填充,从而导致屈光回退。LASIK术后活性角膜细胞的产生和基质重构的持续时间较短、术后反应轻,没有haze的形成,LASEK,EpiLASIK在PRK的基础上保留了上皮或基底膜,前弹力层在切削区域被完全破坏,虽然有学者研究保留了上皮的角膜屈光手术术后发生haze的几率明显降低,但任避免不了haze形成的现实。这都表明前弹力层切除是角膜表面切削术haze无法避免的原因。长期以来,保留完整而有活力的上皮瓣是LASEK和EpiLASIK术中的要求,上皮瓣可起到生物接触镜的作用从而促进术后恢复。但国外学者发现弃去上皮瓣的患者术后并没有出现新的并发症,角膜创伤愈合修复的过程也较保留上皮瓣的患者更迅速。有研究者通过观察EpiLASIK术后上皮瓣丢失的患者发现:去除上皮瓣可以加速创伤愈合过程,改善临床效果,也有学者研究发现上皮瓣的保留对抑制haze的形成确实起到一定的作用[21]。我们认为如果制做的角膜瓣基底不平整(酒精制作的角膜瓣)和复位角膜瓣时如果边缘对位不齐角膜瓣的保留可能会激发更多的细胞因子介导的基质细胞凋亡和成纤维细胞增生延缓基质的愈合,基地平整对位整齐的上皮瓣保留虽然会明显降低haze发生率,但前弹力层的缺如让表面切削术后haze不可避免。
7.2维持角膜形态 杜之渝等[22]研究发现青光眼患者在高眼压和正常眼压时,角膜前后曲率并无明显改变,LASIK术前用负压环(保持眼内压60mmHg)吸引双眼角膜后角膜前表面曲率没有变化,LASIK术后10d角膜后表面曲率较术前明显增加,术后60d,角膜后表面曲率逐渐恢复,杜之渝等对这些现象的解释为:角膜前弹力层在维持角膜前表面形态起到重要的作用,由于角膜前弹力层的完整性,青光眼高眼压与正常眼压时角膜形态不会发生变化,而LASIK手术做角膜板层切开时,首先有负压吸引,从负压吸引开始到完成角膜瓣制作一般为8~15s,在角膜瓣制作的同时,也就是前弹力层被环形切开时,角膜基质层的抗张力明显下降,在60mmHg的负压下角膜向前膨隆,术后需要一段时间角膜基质形态才会逐步收缩复位到接近术前水平,而在术前尽管负压吸引25s,由于前弹力层完整,不会引起角膜形态的改变。
7.3上皮与基质之间的黏附 PRK,LASEK,EpiLASIK术后上皮直接在基质表面的黏附及LASIK术后基质与基质的黏附与正常角膜上皮与前弹力层及基质之间的黏附的差异性对是否对角膜生理、前表面形态维持等方面的影响值得屈光手术医生对前弹力层的重视。关于PRK术后角膜上皮的愈合, PRK术后角膜重新上皮化非常重要。切除了前弹力层后,角膜上皮能否紧密地附着角膜基质上,是人们关心的问题之一。对于角膜上皮细胞与基质的紧密附着,基质膜、半桥粒和锚纤维是三个不可缺一的条件。Llene等[23]对兔角膜PRK术后锚定结构再生研究发现,锚定结构在术后48h在创面边缘开始再生,半桥粒和片段基底膜及锚定纤维在同一时期出现。锚定纤维排列成网状多在2~4wk,角膜深层创面可见层连接蛋白层和Ⅶ型胶原层,在角膜正常发育期,基底膜在锚定纤维与半桥粒之前出现,而在角膜创伤愈合过程中,基底膜呈片段状愈合,并且和锚定纤维与半桥粒同时出现,单层或者复层VII型胶原和层连接蛋白作为新合成的基质填充在创伤基质床上,这两种物质都是上皮细胞分泌,在创伤愈合中起到连接上皮与基质床的作用。这也可能是haze发生的原因之一。而保留了前弹力层这些现象将明显减少。上皮基底膜是个非常重要的结构,它可以保证整个角膜上皮的完整性和活性半桥粒则起到连接上皮层和下方基质的作用,Fantes等[24]在研究猴角膜PRK术后上皮与基质的黏附中发现,3mo时基底膜仍不完整,前弹力层消失,部分区域基底细胞分离和空泡化,上皮与基质黏附的误差可能角膜haze的原因之一。
8小结 综上所述,前弹力层在角膜中并不是可有可无,我们认为:(1)前弹力层可能起着维持角膜前表面形态及结构稳定性的作用;(2)前弹力层缺如可能是准分子术后haze发生的关键因素之一;(3)前弹力层在高眼压时对维持角膜形态起到不可忽略的作用;(4)前弹力层可能对维持角膜的透明性及视觉质量起到非常重要的作用。
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