人工晶體

黃曉東

“鼠”式超級坦克

從加斯·韋伯的發(fā)明談起

近來，一則關于仿生學鏡片的報道引起了人們的關注。加斯·韋伯是加拿大不列顛哥倫比亞省的一名驗光師，也是“Ocumetics仿生學鏡片”的發(fā)明人。他宣稱，借助這項技術，近視患者將擁有完美視力;那些接受了這種仿生學鏡片手術植入的患者將終生不會患上白內障等眼部疾病;因為植入這種仿生學鏡片的人，他們的天然晶狀體已經(jīng)被替換掉，也就不會因為晶狀體老化而產(chǎn)生病變。

更令人驚奇的是，植入這款仿生學鏡片的過程是無痛的。植入時，仿生學鏡片處于折疊狀態(tài)，醫(yī)生會使用針尖，配合生理鹽水進行注射植入。植入后，鏡片會在10秒內自行展開。大致過程與白內障手術類似，持續(xù)時間大約為8分鐘。植入完成后，患者的視力將立即得到恢復。

從外表來看，這款仿生學鏡片就像一顆小小的紐扣。正是這顆小小的“紐扣”，瞬間便在互聯(lián)網(wǎng)上吸引了人們的眼球，讓很多人興奮不已。

然而，一些專業(yè)的眼科醫(yī)生對這項發(fā)明大加質疑。據(jù)報道，一位權威的眼科專家在看過加斯·韋伯所宣傳的手術方式和基本操作后，認為這款仿生學鏡片不過是人工晶狀體的一種罷了。

目前，人工晶狀體植入術已經(jīng)非常成熟，主要可用來幫助屈光不正的患者矯正視力。

晶狀體——人眼中的透鏡

說到這里，我們需要介紹下人類的晶狀體。晶狀體是富有彈性的透明體，形如雙凸透鏡，位于虹膜瞳孔之后、玻璃體前。晶狀體具有屈折光線的作用。平時，睫狀肌處于舒張狀態(tài)，晶狀體在懸韌帶牽拉下薄而扁平，能使平行光線成像于視網(wǎng)膜。看近處時，睫狀肌收縮，懸韌帶變松，解除了對晶狀體的牽拉，晶狀體以彈性作用變凸，折光性也隨之變強。于是，近處物體的光線被調整到視網(wǎng)膜上，得以清晰成像。

晶狀體就相當于照相機中能自動調節(jié)焦距的凸透鏡，通過改變晶狀體的厚薄，外界物體的形態(tài)就能通過晶狀體聚焦準確地在視網(wǎng)膜上成像。

由于現(xiàn)在很多青少年用眼過度，眼球的屈光力過強，導致遠處射來的平行光線在尚未到達視網(wǎng)膜前便形成焦點，造成在視網(wǎng)膜上的最

終成像模糊不清，成為近視眼。

此外，隨著年齡的增大，晶狀體核逐漸硬化，導致晶狀體的彈性隨之降低;同時，睫狀肌也開始衰弱，造成成像調節(jié)作用的下降，最終使人變成遠視眼。

白內障是老年人的常見病，白內障患者眼球里的晶狀體發(fā)生變性和渾濁后，會引起視力的下降。

上述這些癥狀，可以概括為，在不使用輔助調節(jié)的情況下，由于各種原因引起的平行光線經(jīng)過眼的屈光后不能在視網(wǎng)膜上形成焦點成像的狀態(tài)，可稱為屈光不正。

換裝人眼中的透鏡

隨著白內障手術的日臻完善，各種人工晶狀體陸續(xù)被應用于臨床醫(yī)學實踐中。

其實，早在1949年，世界上第一例人工晶狀體植入手術就由英國眼科醫(yī)生里德利完成了。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前已經(jīng)派生出很多類型的人工晶狀體品種。例如，按照材料的不同，可以分為聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、硅膠、水凝膠、聚丙烯酸酯等種類;按照材料的硬度，可以分為硬性人工晶狀體和軟性人工晶狀體;按照功能，可以分為非球面人工晶狀體、可調節(jié)人工晶狀體、多焦點人工晶狀體，等等。

事實上，上述這些分類方式之間并不是獨立而毫無關聯(lián)的。例如，早期的人工晶狀體多以聚甲基丙烯酸酯為材料。聚甲基丙烯酸酯具有諸多優(yōu)點：耐酸耐堿，穩(wěn)定牢固;但是，聚甲基丙烯酸酯材料又有一個明顯的缺點，那就是硬度大，并且不可折疊。要想植入此類晶狀體，必須在人眼囊袋上開一個大約6毫米的等直徑大小的切口。

硅膠、水凝膠、聚丙烯酸酯等種類則柔韌性較好，能作為可折疊人工晶狀體。一個光學部直徑6毫米的人工晶狀體，可以通過對折甚至卷曲的方式植入人眼囊袋。一旦植入，折疊的人工晶狀體會逐漸自動展開，支撐在指定的位置。

不同種類的人工晶狀體在價格和性能上存在相當大的差距。臨床上，醫(yī)生會根據(jù)患者的病情和經(jīng)濟能力因人而異地選擇不同材質、不同特性和類型的人工晶狀體。

從單焦點到自適應

從歷史發(fā)展來看，傳統(tǒng)的單焦點人工晶狀體往往可以使患者在術后獲得遠視力;但因為晶狀體喪失了調節(jié)能力，患者的近視能力仍然較差，還需要佩戴老花鏡。

自從20多年前基特斯等首先植入并報道了多焦點人工晶狀體至今，各種類型的多焦點人工晶狀體得到了蓬勃發(fā)展。

多焦點人工晶狀體獨特的光學設計，可以使得遠近物體的光線通過人工晶狀體產(chǎn)生的兩個或多個焦點同時投射在視網(wǎng)膜上，讓患者的全程視力得到提高。

然而，這類多焦點設計也存在一定的局限性：在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生的離焦影像會讓患者產(chǎn)生對比靈敏度下降、眩光、光暈和光圈等不良視覺反應。

值得一提的是，在近期公開的一份發(fā)明專利中，加拿大驗光師加斯·韋伯描述了一種自適應透鏡。據(jù)其本人所宣稱，這種透鏡可以在人眼內修復視覺功能，也可以在光學裝置中復制人類視覺體驗。

具體來講，這個自適應透鏡系統(tǒng)具有可變形的光學元件結構，這種結構中包含了兩種具有不同折射率的透明液體。通過改變光學元件結構的曲率和形狀，就能調節(jié)自適應透鏡系統(tǒng)中的折光能力和焦距。

加斯·韋伯認為，與之前其他人公開的自適應透鏡系統(tǒng)相比，他的發(fā)明在力學性能等諸多方面有著獨到的優(yōu)點。

但是，話又說回來了，不管是加斯·韋伯發(fā)明的自適應透鏡系統(tǒng)，還是仿生學鏡片，我們真正了解的信息還不夠全面。正如有報道指出的，由于業(yè)內對“Ocumetics仿生學鏡片”還不甚了了，人們期待著這項發(fā)明能盡早與大眾見面。