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人工晶体

人工晶体

人工晶体（英文：Intraocular Lens，缩写：IOLs）是用聚合物材料制成的能够植入眼内的人工透镜，用于取代白内障手术中被摘除的天然晶状体，也是全世界用量最大的人工器官和植入类医疗器械。1949年，H.Ridley在世界上首次为一45岁的女病人于后房植入人工晶体。

人工晶体通常由一个圆形光学部和周边的支撑袢组成，光学部的直径一般为5.5mm~6mm。人工晶体根据材质可分为硬性人工晶体和软性人工晶体。常见的软性人工晶体又可分为：单焦点人工晶状体、双焦点人工晶状体、三焦点人工晶状体、人工晶状体叠加景深延长技术、人工晶状体叠加抗散光技术。

1995年至2021年，全世界进行了超过5亿例使用人工晶体的白内障手术。美国每年进行约400万例白内障手术，全球近2800万例。2021年中国人工晶体市场规模42亿元，2030年预测为98亿元。

发展历程

十八世纪曾有人想做人工晶体，但没有成功。第二次世界大战时，一飞机领航员被聚甲基丙烯酸甲酯碎片弹入眼内，但眼球对此异物无反应。根据这一观察，H.Ridley于1949年在世界上首次为一45岁的女病人于后房植入人工晶体，以后相继有报道。

1952年Baron首次施行以前房角固定的人工晶体。1953年，Strampelli第一次植入硬支架的前房人工晶体，是不穿过巩膜的。Dannheim改用弹性支架的前房角固定的人工晶体。Choyce坚持用前房角固定的人工晶体，并作了许多改进。

Epstein和Binkhorst分别使用虹膜固定的人工晶体，Epstein在1953年植入领扣带样的虹膜固定的人工晶体，以后又作了改进。1958年Binkhorst应用虹膜夹人工晶体（iris-clip lens）这人工晶体有个Supramid圈。

1964年Fedorov把四圈虹膜夹人工晶体改为交叉的前后圈。同年，张锡华于中国国内植入后房人工晶体。1965年，Binkhorst应用虹膜晶体囊膜人工晶体，这种人工晶体只包括由Supramid（Nylon 6)）组成的两后圈，无前圈，只能用于白内障囊外摘除。1968年Copeland应用虹膜平面人工晶体其支架是硬的。1969年Worst把人工晶体的一前圈缝在虹膜上，以防止人工晶体的脱位。1970年，Binkhorst改进缝合技术，把四圈的虹膜夹人工晶体垂直放入，通过上方周边虹膜切除处，把上两圈用一缝线固定在一起。同年，Worst植入Medallion晶体，这种人工晶体有较大的光学部分、把后圈垂直放入时，可以用一根缝线把后圈固定在上方的虹膜上。

1986年，俄罗斯医生Fyodorov发明了一种“领口扣”形的屈光晶体。这就是icl（Implantable Contact Lens，可植入式隐形眼镜）的近代材料原型。材料名称为Collamer，是一种含有胶原蛋白的人工晶体材料。1991年：全球首款可折叠硅胶人工晶体推出。1993年9月，意大利Pesando医生与维也纳Skorpik教授同时在意大利开展了ICL第一代原型植入手术。1996年，ICL晶体开始在美国以外地区正式销售。1998年，首款用于散光矫正的TICL晶体推出。2006年，可植入式隐形眼镜开始在中国使用。

定义

人工晶体是用聚合物材料制成的能够植入眼内的人工透镜，用于取代白内障手术中被摘除的天然晶状体，也是全世界用量最大的人工器官和植入类医疗器械。

原理

与眼睛的天然晶体一样，人工晶体将通过角膜和瞳孔进入眼睛的光线聚焦到视网膜上，视网膜是眼睛后部的敏感组织，通过视神经将图像传递到大脑。

结构

人工晶体通常由一个圆形光学部和周边的支撑袢组成，光学部的直径一般为5.5mm~6mm。这是因为，在夜间或暗光下，人的瞳孔会放大，直径可以达到6mm左右，而过大的人工晶体在制造或者手术中都有一定的困难。支撑袢的作用是固定人工晶体，通常是两个C型的线装支撑。

分类

人工晶体根据材质可分为硬性人工晶体和软性人工晶体。

硬性人工晶体

最先出现的人工晶体是硬质人工晶体，这种晶体不能折叠，手术时需要一个与晶体光学部大小相同的切口（6mm左右），才能将晶体植入眼内；到20世纪80年代后期90年代初随着白内障超声乳化手术技术迅速发展，手术医生已经可以仅仅使用3.2mm 甚至更小的切口就已经可以清除白内障，但在安放人工晶体的时候却还需要扩大切口才能植入。

软性人工晶体

为了适应手术的进步，人工晶体材料逐步改进，制备出可折叠的人工晶体，一个光学部直径6mm的人工晶体可以对折，甚至卷曲起来，通过植入器将其植入，进入眼内后折叠的人工晶体自动展开，支撑在指定的位置。

常见的软性人工晶体又可分为：单焦点人工晶状体、双焦点人工晶状体、三焦点人工晶状体、人工晶状体叠加景深延长技术、人工晶状体叠加抗散光技术。单焦点晶体仅能满足晶状体不再浑浊这一问题，但对于患者常见的近视、远视或者老花问题并不能解决，而双焦点、三焦点则能够为患者提供更多视程。

最经典的人工晶体材料是PMMA，也就是聚甲基丙烯酸甲酯。这种材料是水性内烯酸，只能生产硬性人工晶体。聚甲基丙烯酸甲酯材料稳定、质轻、透明度好，屈光指数大，生物相容性好，且不会被机体的生物氧化反应所降解。它在组织内的稳定性也相当好，不仅是由于其本身的理化惰性，而且对机体的生物反应较轻，对老化及环境中其他变化的抵抗力也很强。它能透过较宽范围的波长（300hm~700hm），包括紫外线谱，所以植入人工晶体后的眼与无晶状体眼一样感受颜色更亮、更饱和，昼光下会有蓝视现象，但红视不多见。PMMA的主要缺点是不能耐受高温高压消毒。PMMA是制造硬质人工晶体的首选材料。为了克服PMMA人工晶体不能吸收紫外线的光学缺点，科学家们发明了以复方羟苯基并三哗为材料的吸收紫外线的人工晶体。

用硅胶和水凝胶（hydrogels）制造的人工晶体质软、具有充足的柔韧性，故又称为软性人工晶体，可通过小切口植入眼内。水凝胶又根据聚合体中含水率的多少和其性质，分成甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）和高含水率的水凝胶。在临床上使用最广泛的软性人工晶体是硅胶，其次是PHEMA。

丙烯酸酯材料是由苯乙基丙烯酸酯和苯乙基甲基丙烯酸组成的共聚体。它属于PMMA系列，具有与PMMA相当的光学和生物学特性，但又具软性，而且折叠后的人工晶体能轻柔而缓慢地展开。这种材料的人工晶体可吸收紫外线，屈光指数为1.55，光学部直径为55mm，人工晶体全长为125mm，适于植入晶状体囊袋内。

大多数人工晶体可以阻挡太阳光中的紫外线，但不能够滤过光谱中的蓝光部分。为了解决这一不足，蓝光滤过型人工晶体在丙烯酸酯材料中增加了黄色载色基团，可以滤过有害的蓝光，它是最接近人眼生理状态的人工晶体。

临床应用

白内障手术

随着学技术的发展和显微手术的日趋成熟，人工晶状体材料和植入技术的成熟以及与白内障摘除手术的完美吉合，使得人工晶状体在眼内的性能越来越向接近理想的自然晶状体方向发展。1995年至2021年，全世界进行了超过5亿例使用人工晶体的白内障手术。美国每年进行约400万例白内障手术，全球近2800万例。全球每天约有60000例白内障手术。

矫正视力

采用有晶状体眼人工晶状体植入术（包括前房型、虹膜型及后房型）矫正高度或超高度近视越来越受到临床关注，约50%~80%的患眼术后最佳矫正视力（best corrected visual acuity，BCVA）要超过术前的BCVA，可提高1~5行不等，远大于准分子激光原位角膜磨镶术等准分子激光角膜屈光手术后最佳矫正视力提高的比例。晶状体眼前房型人工晶状体植入术的预测性和可逆性较好，可保留术眼的眼球调节功能，患眼视力恢复快且屈光度数稳定，被认为是非常有前景的屈光手术之一。