甘油醛后鞏膜交聯治療豚鼠形覺剝奪性近視的實驗研究.pdf

1、目的：病理性近視(Pathologic myopia，PM)是成年人重要的致盲性眼病之一，目前尚無良好治療對策。近視發(fā)病機制的研究提示:鞏膜是各種致病因素作用的主要靶器官，鞏膜病理性的薄弱是PM作用的結果，也是導致其它相關病變的誘因，而針對鞏膜生物力學強度變化的干預有可能是阻斷PM進展的一條可行途徑。本研究通過建立豚鼠形覺剝奪性近視(form deprivation myopia，FDM)模型，應用甘油醛促進鞏膜交聯，探討甘油醛對鞏膜生

2、物力學特征的影響及其對實驗性近視的抑制作用，從控制鞏膜重塑并增加其強度的角度，為防治PM提供新思路。
　　 方法：⑴甘油醛對離體鞏膜條帶的交聯作用:選用15只三周齡三色豚鼠，按隨機數字表法分成3組，每組5只。均取右眼為實驗眼。矢狀位取2mm×6mm的鞏膜條帶，給予0.005mol/L甘油醛組，0.05mol/L甘油醛組和空白對照液室溫下浸泡4天。應用微材料力學性能測試系統(tǒng)，對各組鞏膜條帶的極限應力σmax(MPa)、極限應變εm

3、ax(％)、6％彈性模量E(MPs)進行統(tǒng)計分析。⑵豚鼠FDM模型的建立:用6號乳白色半透明乳膠氣球，依照豚鼠頭部形狀剪制成頭套，暴露出動物的左眼，雙耳及口鼻。制作動物右眼形覺剝奪模型。室溫下飼養(yǎng)，正常晝夜節(jié)律。分別于實驗開始前、形覺剝奪7、14、21天時測量眼軸長度、玻璃體腔長度及屈光度，進行統(tǒng)計學分析。⑶甘油醛后鞏膜交聯:選用35只三周齡三色豚鼠，將動物按隨機數字表法分成5組，每組7只，右眼為實驗眼，左眼為對照眼。A組:右眼遮蓋7天

4、;B組:右眼遮蓋21天，0.9％生理鹽水第1、8、15天Tenon's囊下球后注射;C組:右眼遮蓋21天，0.05mol/L甘油醛第1、8、15天Tenon's囊下球后注射;D組:右眼遮蓋21天，0.5mol/L甘油醛第1、8、15天Tenon's囊下球后注射;E組:正常對照組。并于實驗開始前、形覺剝奪7、14、21天時測量眼軸長度、玻璃體腔長度及屈光度。在實驗結束時，應用微材料力學性能測試系統(tǒng)測量5個組鞏膜的極限應力σmax(MPa)

5、、極限應變εmax(％)、6％彈性模量E(MPa)，并與對側眼比較，進行統(tǒng)計學分析。繪制5個組的應力-應變曲線，比較甘油醛交聯對豚鼠鞏膜生物力學強度的影響。⑷后鞏膜交聯術對豚鼠FDM眼超微結構影響的觀察:選用18只三周齡三色豚鼠，隨機抽取其中的15只豚鼠，按隨機數字表法分成5組。右眼為實驗眼，左眼為對照眼。實驗方法同3。實驗結束后處死豚鼠，在視神經顳側連續(xù)切取5片組織，厚度0.5μm，2片行蘇木精-伊紅染色，3片行免疫組化染色，檢測后極

6、部鞏膜、脈絡膜、視網膜MMP-2表達，光學顯微鏡下觀察并照相。余下的3只豚鼠給予0.5mol/L的甘油醛Tenon's囊下球后注射，分別在第3、7、14天處死。取注射相鄰部位的角膜緣、眼外肌和視神經篩板做切片，行蘇木精-伊紅染色。判斷甘油醛對視網膜、視神經是否有毒性。
　　 結果：①離體鞏膜實驗:不同濃度甘油醛組與對照組實驗眼鞏膜的應力-應變曲線有明顯的梯度變化?？瞻讓φ战M鞏膜的極限應力σmax、極限應變εmax、6％彈性模量E

7、分別為（7.198±0.991）MPa、（21.480±0.853）％和（22.808±2.159）MPa。甘油醛交聯組中，6％彈性模量E0.005 mol/L甘油醛組、0.05 mo/L甘油醛組分別為（25.903±0.892）MPa(P=0.019)和（36.156±2.026）MPa(P=0.000)，較空白對照組分別增加了13.57％和58.52％。0.005 mol/L甘油醛組、0.05 mo/L甘油醛極限應力σmax分別為（

8、10.386±1.023）MPa(P=0.0012)和（14.851±1.602）MPa(P=0.000)，較空白對照組分別增加了44.30％和106.32％;0.005 mol/L甘油醛組、0.05 mo/L甘油醛組極限應變εmax分別為(19.320±0.672)％(P=0.002)和（14.140±1.001）％(P=0.000)，較空白對照組分別降低10.06％和34.17％。②形覺剝奪后，實驗眼均出現了玻璃體腔長度和眼軸長度的

9、增加以及相對近視度數的增加，在A組、B組和C組中，玻璃體腔長度、眼軸長度和屈光度與對側眼相比，差異有統(tǒng)計學意義（P玻璃體腔=0.018，0.002，0.001;P眼軸=0.019，0.002，0.000;P屈光=0.000，0.005，0.001）。D組、E組玻璃體腔長度、眼軸長度與對側眼相比，差異無統(tǒng)計學意義（P玻璃體腔=0.607，0.539;P眼軸=0.607，0.539）D組實驗眼與對側眼屈光度相比差異有統(tǒng)計學意義(P屈光=0.

10、020)。③在實驗第21天結束時，B、C、D、E組實驗眼的屈光度變化值分別為(8.800±0.616)D，(7.236±2.198)D，(6.271±1.112)D和(0.934±0.158)D，總體差異有統(tǒng)計學意義(F=61.249，P=0.000)，B、C、D組的屈光度變化值較正常對照組大，差異有統(tǒng)計學意義(PB=0.000，PC=0.000，PD=0.000); B、C、D組的眼軸變化值較正常對照組大，但差異無統(tǒng)計學意義(PB=0

11、.430，PC=0.840，PD=0.386)。④在實驗第21天結束時，B組和E組對側眼比較，B組玻璃體腔長度的增加值為(0.198±0.038)mm，E組為(0.139±0.026)mm，差異有統(tǒng)計學意義（t=-3.689，P=0.002）;B組眼軸長度的增加值為（0.481±0.062）mm，E組為（0.438±0.068）mm，差異無統(tǒng)計學意義（t=-1.295，P=0.216）。⑤B組實驗眼眼軸長度與屈光呈高度負相關（r=-0.

12、832，P=0.000）;B組實驗眼玻璃體腔長度與屈光度呈高度負相關（r=-0.804，P=0.000）;E組右眼的眼軸長度和屈光度呈中度負相關（r=-0.604，P=0.000）;E組雙眼的眼軸長度呈高度相關（r=0.940，P=0.000）。⑥試驗結束時，B組實驗眼的極限應力和6％彈性模量分別為（7.988±3.677）MPa(P=0.002)和（19.938±4.871）MPa(P=0.001)，較對側眼分別降低了34.21％和3

13、4.38％，極限應變實驗眼為（28.6±3.6）％(P=0.034)，較對側眼增加了19.17％。甘油醛交聯后，C組實驗眼的極限應力和6％彈性模量分別為（9.244±0.806）MPa(P=0.001)和（26.180±4.388）MPa(P=0.031)，較對側眼分別降低了23.13％和13.34％，極限應變實驗眼為（26.2±1.0）％(P=0.016)，較對側眼增加了12.93％;D組實驗眼的極限應力為（12.476±2.507）

14、MPa(P=0.580)，較對側眼降低了5.50％，6％彈性模量為（30.446±3.410）MPa(P=0.314)，較對側眼增加了6.53％，極限應變?yōu)椋?3.8±1.8）％(P=0.253)，較對側眼降低了4.42％。在D組(0.5 mol/L甘油醛)攻膜交聯21天后與B組的實驗眼相比，鞏膜的極限應力增加了35.85％，6％彈性模量增加了52.70％，極限應變降低了16.78％。不同濃度甘油醛交聯與對照組實驗眼的應力-應變曲線有明

15、顯的梯度變化，D組的應力-應變曲線接近正常對照組，高于其它3組。⑦組織學檢查:隨著豚鼠FDM的出現，表現為眼外組織疏松，鞏膜厚度明顯降低，纖維排列整齊，脈絡膜厚度降低，可見血管腔，但未見大的竇腔，視網膜層次清晰。MMP-2在眼球表層結締組織、鞏膜表層結締組織、淺層鞏膜、脈絡膜實質層以及視網膜外叢狀層陽性表達比正常對照眼明顯。甘油醛交聯后出現了眼球表面結締組織結構變得相對致密，排列有序，與鞏膜連接緊密。鞏膜組織的厚度變薄，細胞密度增加。脈

16、絡膜管腔擴大，厚度變化不明顯。視網膜光感受器細胞核清晰，排列整齊，無炎性細胞浸潤。MMP-2在除眼表結締組織外的鞏膜表面結締組織，淺層鞏膜、脈絡膜實質層以及視網膜外叢狀層的陽性表達明顯降低。
　　 結論：⑴甘油醛是一種安全有效的交聯劑，能夠顯著增強鞏膜的生物力學強度。⑵頭套法形覺剝奪成功誘導出以豚鼠為對象的動物近視模型，而且這種近視是以眼軸延長特別是玻璃體腔長度增加為主的軸性近視。⑶隨著眼軸的延長及近視度數的加深，鞏膜的生物力學