Gore合成角膜装置在人体植入时的外科考量

《Cornea》：Surgical Considerations for the Human Implantation of the Gore Synthetic Corneal Device

　　角膜水肿患者新型柔性可缝合成人角膜植入术技术及初步结果研究。通过改良内层口袋技术实现精准植入，16根10-0尼龙缝线固定。术中使用光学相干断层扫描确认植入位置，术后联合抗生素和类固醇治疗。8例手术中7例成功，未发生严重并发症，证实该技术可避免供体角膜依赖并提升生物整合效果。

　　在当今全球范围内，角膜失明仍然是导致视力障碍的重要原因之一，影响着约450万人。这一问题在发展中国家尤为严重，由于角膜供体短缺、眼库基础设施薄弱、移植等待时间长以及社会文化因素等，使得角膜移植在这些地区难以普及。面对这一严峻挑战，科学家们一直在探索替代方案，以减少对传统角膜移植的依赖。近年来，人工角膜技术取得了显著进展，特别是新型合成角膜材料的出现，为解决角膜失明问题提供了新的希望。

人工角膜的概念最早可以追溯到18世纪末，由Guillaume Pellier de Quengsy提出。他不仅提出了一个准确的角膜替代方案，还引入了多孔的角膜裙设计，这一创新思路至今仍然是人工角膜研究的重要组成部分。然而，早期的人工角膜技术存在一定的局限性，例如需要使用供体角膜作为载体，以及缺乏良好的生物整合能力，导致术后并发症如角膜溶解、装置移位、炎症反应等。其中，Boston型1号角膜假体（KPro）是目前全球最常用的人工角膜装置，其结构为双件式，由聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的光学杆和钛合金制成的后板组成。尽管该装置能够迅速恢复视力，但由于其刚性结构，无法直接缝合于受体角膜床，因此需要借助供体角膜作为载体。这在资源匮乏的地区限制了其应用。

为了克服这一问题，研究人员开发了新一代的人工角膜装置，即Gore合成角膜。该装置采用了一种新型的生物相容性材料——全氟烷氧基烷（perfluoroalkoxy alkane），并结合了灵活、可缝合的设计，使得它不再需要供体角膜作为载体，从而提升了在资源有限地区的适用性。此外，Gore合成角膜还具有一个多孔的扩张聚四氟乙烯（ePTFE）裙，这不仅有助于促进受体角膜细胞的生长和胶原沉积，还能允许营养物质和水分通过前房的房水进入角膜前层，减少角膜层的干燥风险。这些设计特点使其在生物整合和术后稳定性方面表现出色。

为了实现这一新型人工角膜的临床应用，研究人员开发了一种改良的角膜内层口袋植入技术。该技术旨在提供一种微创的手术方式，以确保装置在角膜内层的稳定植入。手术过程中，患者通常在全身麻醉下接受操作，并通过显微镜和术中前节光学相干断层扫描（AS-OCT）进行实时引导。手术的第一步是使用手持式一次性金属环钻在角膜上进行4毫米的半厚度环形切口，随后利用双面刃的角膜剥离刀手动创建一个360度的角膜内层层状口袋，深度约为角膜层的2/3。在完成全厚度的环形切口后，角膜瓣被移除，Gore合成角膜被小心地插入到口袋中，并通过旋转操作确保其在角膜内的正确位置。

在植入过程中，特别需要注意装置的光学杆与角膜前层之间的贴合，以及角膜裙与角膜层之间的完整嵌入。为了达到这一目标，手术中采用了特殊的折叠工具和旋转钩，以确保装置的稳定性和贴合度。同时，为了防止角膜移位，装置被使用16条间断的10-0尼龙缝线固定在角膜内层口袋的周围。这些缝线从受体角膜组织向装置中心方向缝合，而非从装置向外缝合，以避免角膜在光学杆与角膜交界处的回缩。缝线的放置需要均匀分布，并且避免与光学杆直接接触，以防止术后出现光学杆移位或角膜前层回缩的问题。

在术后管理方面，患者通常需要使用局部抗生素和抗炎药物，以预防感染和控制炎症反应。目前使用的药物包括莫西沙星（0.5%）和泼尼松龙醋酸盐（1%），每日四次，持续三周后逐渐减少剂量。此外，患者还会根据需要使用无防腐剂的人工泪液和降眼压药物。选择莫西沙星的原因在于其广谱抗菌活性和良好的安全性，而与Boston KPro相比，Gore合成角膜由于其良好的生物整合能力，能够减少术后感染的风险，因此可能不需要长期使用抗生素。然而，由于该装置是新型产品，目前尚无明确的术后抗生素使用指南，因此需要进一步研究以确定最佳的术后治疗方案和长期安全性。

在动物实验中，Gore合成角膜的表现令人鼓舞。研究表明，该装置在多孔ePTFE材料的支撑下，能够促进受体角膜细胞的迁移和胶原沉积，从而实现良好的生物整合。此外，装置的光学杆具有较高的透光率，能够在可见光谱范围内达到92%至96%的透光率，同时其精确的折射率为43.5屈光度，能够提供稳定的视觉效果。这一折射率设计特别适用于已经植入人工晶体的患者，使其能够在不破坏原有晶体结构的前提下恢复视力。

Gore合成角膜的另一个重要优势是其柔性设计，这使得它能够更好地分散角膜内的应力，避免与Boston KPro类似的刚性结构所带来的机械性损伤。此外，由于其材料特性，Gore合成角膜能够有效吸收和传递药物，包括抗生素、抗炎药物和降眼压药物，从而提高术后治疗的效果。这种设计不仅减少了药物的浪费，还提高了药物在角膜内的渗透效率，为术后管理提供了更好的支持。

在手术过程中，医生们特别强调了术中前节光学相干断层扫描（AS-OCT）的重要性。通过AS-OCT，医生可以实时监测装置在角膜内的位置，确保其完全嵌入在角膜内层口袋中，并且光学杆与角膜前层之间没有空隙。这种实时监测技术不仅提高了手术的精确性，还减少了术后并发症的风险。例如，在动物模型中，AS-OCT显示装置在角膜内的位置稳定，且没有出现明显的移位或空隙。

此外，Gore合成角膜的植入技术还注重手术的微创性，以减少对角膜组织的损伤。在手术过程中，医生会使用一种特殊的环形标记工具，以确定角膜的中心位置和植入区域。这一标记工具能够帮助医生在术中更准确地定位装置，从而确保手术的成功率。在动物模型中，该装置的植入过程平均耗时约2小时，随着医生对技术的熟悉，手术时间逐渐缩短至约1小时。

尽管Gore合成角膜在动物实验中表现良好，但其在人体中的应用仍处于早期可行性研究阶段。目前，该装置的植入手术已经在墨西哥城的Instituto de Oftalmología Fundación Conde de Valenciana IAP进行，并且已经取得了初步的临床效果。在临床试验中，有8例手术被实施，其中仅有一例因角膜前部穿孔而被中止，其余7例均顺利完成。术后随访显示，装置在角膜内的位置稳定，且没有出现明显的并发症。这一结果表明，Gore合成角膜在人体中的应用具有较高的安全性和有效性。

在临床试验中，医生们还发现，Gore合成角膜的植入技术相比传统方法具有更高的灵活性和可操作性。例如，在手术过程中，医生可以使用特殊的折叠工具和旋转钩，以确保装置在角膜内的正确位置。此外，缝线的放置方式也有所不同，以避免角膜在光学杆与角膜交界处的回缩。这些改进使得手术过程更加安全和高效。

在术后管理方面，医生们还发现，Gore合成角膜能够有效减少术后炎症反应。这主要是由于其材料特性，能够促进受体角膜细胞的迁移和胶原沉积，从而形成良好的生物整合。此外，缝线的放置方式也有所不同，以避免角膜在光学杆与角膜交界处的回缩。这些改进使得手术过程更加安全和高效。

总的来说，Gore合成角膜的植入技术代表了人工角膜领域的一项重要进展。它不仅克服了传统人工角膜的诸多局限性，还提供了更高的安全性和有效性。通过结合现代生物材料和微创手术技术，Gore合成角膜能够在不依赖供体角膜的情况下，为角膜失明患者提供有效的治疗方案。尽管目前该装置在人体中的应用仍处于早期阶段，但其在动物实验中的良好表现，为未来的临床应用提供了有力的支持。未来的研究将进一步优化手术技术，提高术后管理的效果，并探索其长期安全性。