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编号:10223864
激光角膜光学切削术后伤口愈合的研究
http://www.100md.com 《中国激光医学杂志》 1998年第3期
     作者:钟一声 李翠萍 王康孙

    单位:上海市上海第二医科大学附属瑞金医院眼科中心(200025)

    关键词:

    中国激光医学杂志980312 由于准分子激光角膜光学切削术(Photorefractive keratectomy, PRK)切削精确,且对邻近组织无损伤,目前已广泛应用于世界各地,成为屈光性角膜手术的主流。PRK术后存在的屈光回退和上皮下雾状混浊(Haze)影响着PRK的预测性和稳定性。一般认为,PRK术后屈光回退和haze的出现与术后角膜伤口愈合过程密切相关。为提高PRK的预测性、稳定性和安全性,PRK术后伤口的愈合过程一直是当今激光角膜光学切削术的研究热点。现就激光角膜光学切削术后伤口愈合的研究进展作一介绍。

    一、角膜细胞成分的研究

    (一)上皮细胞
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    1.上皮层厚度:许多研究表明,PRK术后治疗区上皮细胞轻微增生[1~3],但增生的持续时间报道不一。Fantes等[2]通过猴眼实验发现上皮修复的前几周内上皮层轻微增厚,但3个月后上皮层恢复到正常厚度;Beuerman等[1]和Alleman等[3]通过对猴、兔眼PRK术后追踪18个月,发现上皮细胞持续轻微增厚,且-3.0D矫治较-1.5D矫治的上皮增生明显。这种区别可能是由于物种及切削深度等不同所致,切削越深,越能刺激上皮增生。

    2.上皮细胞修复速度:准分子激光角膜切削面平整,上皮易于修复。Reidy等[4]在兔眼PRK术后不同时间静脉输注荧光素钠,连续摄像和计算机计算出每一时间点上皮层伤口的面积和半径。作图后发现,术后12 h~72 h内,上皮细胞愈合速度为33.4 μm/h±1.9 μm/h,明显快于手动板层角膜切削术的上皮修复(27.8 μm/h±1.4 μm/h)。Demers等[5]报道,PRK术后加压包扎能加速上皮细胞的修复,且上皮细胞愈合率与患者性别和屈光度无关,但与患者年龄和伤口大小有关。Rask等[6]观察发现,双眼先后在1周内行PRK,后行手术眼的上皮细胞愈合速度较双眼手术间隔较长的患眼上皮愈合速度快。Verma等[7]发现,PRK术后用1%Tetracaine点眼,可明显减轻患者疼痛,而不影响角膜上皮的修复。
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    3.上皮细胞增殖与凋亡:角膜上皮细胞损伤后,由邻近上皮细胞增殖和移行来修复。Sandvig等[8]在鼠眼上行PRK后,发现术后第2天周边角膜上皮细胞分裂率(Mitotic rate)明显增加;第6天,所有角膜细胞的分裂率均增加。同时他们发现,PRK术后上皮细胞移行和增殖相(Phase)比单纯角膜上皮伤口增殖相推迟,但上皮细胞开始增加DNA合成的时间没有推迟,表明PRK能导致上皮细胞增殖周期中G2相延长。正常角膜上皮细胞存在着凋亡。Gao等[9]发现兔眼角膜存在一定程度的细胞凋亡,且主要是浅表上皮细胞,而基底上皮细胞很少凋亡。PRK术后4天和4周,角膜上皮细胞全层均可见细胞凋亡,可能是由于PRK致凋亡基因表达之故。他们应用免疫组化法进一步发现,bcl-2蛋白在基底上皮细胞层表达,而正常bcl-2蛋白表达仅见于浅表细胞层,表明bcl-2蛋白部分调节着角膜上皮细胞的凋亡。

    4.角膜上皮细胞屏障功能:PRK术能导致角膜上皮细胞的渗透性发生变化。Kim等[10]发现,兔眼PRK术后3天和1周,角膜吸收5,6-羧基荧光素(5,6-carboxyfluorescein, CF)的能力增加;术后2周,施行5.00D矫治的角膜吸收CF的能力仍然增加,而行3.30D矫治的角膜却明显下降;术后4周,角膜吸收CF的能力恢复正常,因此,即使角膜上皮细胞已覆盖切除区域,术后早期,PRK仍能影响上皮细胞的屏障功能,且切削越深,影响越大。
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    (二)角膜细胞

    1.角膜细胞密度:许多研究表明,PRK后前基质角膜细胞经历一个细胞数目减少期—细胞数目增加期—细胞数目正常化的过程[1,2,11~13],但各期的发生和持续时间报道不一。Chew等[]11]应用共轭显微镜检查,发现兔眼PRK后5小时,角膜前基质角膜细胞密度急剧下降,施行5.00D和6.00D的矫治后24小时和48小时下降最明显,而施行7.00D和8.00D矫治后72小时和96小时下降最明显;一周后,角膜细胞密度开始增加,且切削越深,角膜细胞密度下降时间持续越长。Fantes等[2]发现猴眼PRK术后角膜细胞密度立即下降,一周后角膜细胞密度开始增加,3周时角膜细胞密度最大,达正常角膜细胞密度的3倍,之后开始下降,9月时恢复到正常水平。Szerenyi等[12]和Campos等[13]报道,刮除上皮细胞能导致前基质角膜细胞密度降低,因而认为PRK术后,前基质角膜细胞数目减少并非PRK所致。
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    2.角膜细胞代谢:PRK术后,椭圆形细胞核的前基质角膜细胞变成纺锤形核的成纤维细胞[11]。角膜细胞密度增加时,角膜细胞粗面内质网亦增加[1,2],预示着角膜细胞被激活。Wilson等[14]认为激活的角膜细胞分泌肝细胞生长因子(HGF),角质细胞生长因子(KGF)增加,进而调节角膜上皮细胞的增殖和分化。脯氨基4-羟化酶(Proly1 4-hydroxylase)和Ⅰ型原胶原是反映角膜细胞合成胶原的指标,应用单克隆抗体不能显示出正常角膜脯氨基4-羟化酶和Ⅰ型原胶原染色,而PRK术后,可见其在切除区前基质内角膜细胞中着染[15],表明PRK伤口愈合过程中,角膜细胞合成和分泌细胞外基质增加。

    3.角膜细胞凋亡:Gao等[9]报道,正常兔眼角膜细胞未见细胞凋亡,而PRK术后可见角膜细胞发生凋亡。他们还发现PRK术后4天,角膜细胞bcl-2蛋白表达阳性,术后4周其表达水平增加,推测PRK能诱导角膜细胞发生凋亡。Wilson等[14]发现角膜上皮损伤促进前基质角膜细胞凋亡,推测PRK后立即发生的角膜细胞凋亡参与角膜伤口愈合过程。
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    (三)内皮细胞

    PRK能导致角膜内皮细胞改变。Lambert等[16]报道,PRK切削深约150 μm后,行角膜器官培养1周时,角膜内皮细胞密度减少到60%,临床上未能检测到内皮细胞缺失,推测是由于房水中存在保护内皮细胞的物质之故。PRK能促进角膜内皮细胞发生凋亡[9]。Sano等[17]和Hanna

    等[18]发现PRK术后角膜内皮细胞线粒体肿大,并且有高电子密度的纤维颗粒样物质自内皮细胞穿过Descemet膜向前移行。

    二、角膜细胞外基质研究

    (一)胶原纤维的变化

    1.Ⅰ型胶原:角膜基质成分中80%为胶原纤维,其中Ⅰ型胶原是其主要成分,排列有序的Ⅰ型胶原保证了角膜的透明性。Power等[19]报道,鼠眼PRK术后,Ⅰ型胶原mRNA表达持续增加。
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    2.Ⅲ型胶原:正常角膜基质中存在Ⅲ型胶原[20,21],但用抗Ⅲ型胶原单克隆抗体不能显示出正常Ⅲ型胶原染色。然而,许多研究表明,PRK术后,基质愈合过程表现为Ⅲ型胶原染色阳性[15,18,22],这可能是由于PRK术后Ⅲ型胶原抗原决定簇表达与正常角膜不同之故[23],因此,PRK术后染色阳性的Ⅲ型胶原是新生的胶原纤维。Anderson等[15]和Malley等[22]报道PRK术后6天,Ⅲ型胶原呈层状分布于切除区增生上皮下,术后1个月广泛分布于切除区前基质内,这种分布持续到术后18个月,之后逐渐减少。Power等[19]发现鼠眼PRK术后Ⅲ型胶原mRNA表达明显增加。

    3.Ⅳ型胶原:正常角膜的Ⅳ型胶原纤维分布于上皮基底膜处,免疫组化法显示其呈断续线状染色[20,21]。PRK术后伤口愈合过程中,Ⅳ型胶原含量明显增加,其mRNA表达几乎是正常角膜的3倍[19,24]。Anderson等[15]报道PRK术后3周Ⅳ型胶原呈轻微的非连续线状分布于切除区和非切除区的基底膜处,5.5月时,呈弥散的片状分布于基底膜区,切除区前基质内亦可见Ⅳ型胶原呈轻微的板状分布,这种状态持续到术后8个月。尔后染色有所减弱,但直到术后16月,仍可见基底膜区和切除区前基质呈轻微染色,Ⅳ型胶原在基质中的表达,表明角膜细胞分泌和合成胶原的能力发生了改变。兔眼PRK术后Ⅳ型胶原分布亦有类似改变[18]。Hanna等[18]和Malley等[22]发现兔和猴眼PRK术后Ⅳ型胶原染色仅见于Descemet区,这可能是由于所使用的抗体和物种不同之故。
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    4.Ⅴ型胶原:Ⅴ型胶原研究较少。Power等[19]发现鼠眼PRK术后4天和1周,Ⅴ型胶原mRNA表达明显增加,其表达量是正常鼠眼的3倍,并且认为PRK正向调节着Ⅴ型胶原mRNA的表达。

    5.Ⅵ型胶原:Ⅵ型胶原是角膜的主要成分之一,分布于角膜基质中[25,26]。Malley等[22]应用免疫组化法发现猴眼PRK术后角膜基质中Ⅵ型胶原染色阳性,其着染程度与正常眼无明显差异。

    6.Ⅶ型胶原:Ⅶ型胶原是固定原纤维(Anchoring fibrils)的主要成分。它与基底膜和半桥粒(Hemidesmosome)构成上皮与基质粘连的重要结构,正常呈线状均匀分布于角膜上皮细胞基底膜区域[15,27]。Anderson等[15]发现PRK术后3周,上皮下区域Ⅶ型胶原呈弥散、片状分布,且这种状态持续到术后半年。术后8月~16月,其分布呈连续线状,但较正常宽,且不规则。Raj等[27]报道Ⅶ型胶原存在的最大深度是与最大切削深度相平行的。
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    (待续)

    参 考 文 献

    1.Beuerman RW, McDonald MB, Shofner RS, et al. Quantitative histological studies of primate corneas after excimer laser photorefractive keratectomy. Arch Ophthalmol, 1994, 112:1103.

    2.Fantes FE, Hanna KD, Waring Ⅲ GO, et al. Wound healing after excimer laser keratomileusis (photorefractive keratectomy) in monkeys. Arch Ophthalmol, 1990, 108:665.

, http://www.100md.com     3.Alleman N, Chamon W, Silverman RH, et al. High-frequency ultrasound quantitative analyses of corneal scarring following excimer laser keratectomy. Arch Ophthalmol, 1993, 111:968.

    4.Reidy JJ, Jacobson MS, Thompson HW, et al. Comparison of corneal wound healing after photorefractive and lamellar keratectomy. J Refract Surg, 1996, 12:352.

    5.Demers P, Thompson P, Bernier RG, et al. Effect of occlusive pressure patching on the rate of epithelial wound healing after photorefractive keratectomy. J Cataract Refract Surg, 1996, 22:59.
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    6.Rask R, Jensen PK, Ehlers N. Epithelial healing in the second eye after corneal abrasion. Acta Ophthalmol Scand, 1996, 74:232.

    7.Verma S, Corbett MC, Marshall J. A prospective, randomized, double-masked trial to evaluate the role of topical anesthetics in controlling pain after photorefractive keratectomy. Ophthalmology, 1995, 102:1918.

    8.Sandvig KU, Kravik K, Haaskjold E, et al. Epithelial wound healing of the rat cornea after excimer laser ablation. Acta Ophthalmol Scand, 1997, 75:115.
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    9.Gao J, Gelber Schwalb TA, Addeo JV, et al. Apoptosis in the rabbit cornea after photorefractive keratectomy. Cornea, 1997, 16:200.

    10.Kim KS, Lee JH, Edelhauser HF. Corneal epithelial permeability after excimer laser photorefractive keratectomy. J Cataract Refract Surg, 1996, 22:44.

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    14.Wilson SE. Molecular cell biology for refractive corneal surgeon: programmed cell death and wound healing. J Refract Surg, 1997, 13:171.
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    15.Anderson JA, Binder PS, Rock ME, et al. Human excimer laser keratectomy: Immunohistochemical analysis of healing. Arch Ophthalmol, 1996, 114:56.

    16.Lambert RW, Anderson JA, Heitzmann J, et al. Excimer laser effects on human corneal endothelium. Arch Ophthalmol, 1996, 114:1499.

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