使用核黄素和紫外线A辐射进行巩膜交联以预防兔模型中的轴性近视

摘要

我们展示了核黄素联合UVA对轴向伸长的兔眼进行巩膜交联的效果。通过缝合13日龄新西兰兔（雄性和雌性）的右眼眼睑（睑缘缝合术），诱导其产生轴向伸长。

摘要

近视个体，尤其是高度近视者，发生白内障、青光眼、视网膜脱离以及脉络膜视网膜异常的风险高于正常人群。此外，病理性近视是导致视力损害和失明的常见不可逆原因^1-3。本研究展示了在兔模型中使用核黄素联合UVA辐射进行巩膜交联对轴性近视发展的干预效果。实验采用A型超声测量13日龄新西兰白兔（雄性和雌性）的眼轴长度。随后对眼球行360°结膜环形切开术并实施巩膜交联，之后进行睑缘缝合术。通过缝合13日龄新西兰白兔的右眼眼睑（睑缘缝合术）诱导眼轴延长。将眼球分为四个象限，每个象限设有两个巩膜照射区域，每个区域面积为0.2 cm²，半径为4 mm。在UVA照射前20秒开始滴加0.1%无右旋糖酐核黄素-5-磷酸溶液至照射区域，并在200秒照射期间每20秒重复滴加一次。UVA辐射（370 nm）以57 mW/cm²的强度垂直照射巩膜（总UVA光剂量为57 J/cm²）。于第55天拆除睑缘缝合，随后重复测量眼轴长度。本研究表明，在兔模型中，采用核黄素联合UVA辐射进行巩膜交联可有效预防遮盖诱导的眼轴延长。

引言

近视是最常见的屈光性眼病。在美国和欧洲，近视的患病率约为30%，而在亚洲国家，这一比例可高达一般人群的60%^1,2。高达50%的近视患者会出现近视进展，通常每两年进展约-0.5屈光度³。近视带来的医疗负担相当沉重，包括配镜、隐形眼镜和屈光手术的费用，以及与青光眼、白内障、视网膜脱离和视力损伤等健康风险增加相关的医疗成本^4-6。

在动物近视研究中，通过眼睑缝合^7-10、在眼睛和角膜附近放置遮蔽物以及角膜纹身¹¹来诱导视力下降。然而，在这些研究中要产生人工近视，必须在非常年幼的动物上进行遮蔽处理，因为在成年动物标本上开展的任何形觉剥夺实验均未成功。

高度近视的一个重要特征是巩膜发生病理性改变，表现为巩膜进行性变薄，这可能是由于视觉剥夺后正视化反馈机制紊乱¹²，或由于巩膜的某些代谢异常（如埃勒斯-当洛斯综合征）所致¹³。最终，这两种机制均会导致巩膜、视网膜和脉络膜的拉伸与变薄，其结构基础是近视性巩膜的异常，例如胶原纤维直径减小^14,15以及原纤维形成障碍¹⁶。

多项研究表明，胶原交联受损是近视巩膜弱化过程中的一个重要因素^17-18. Wollensak <....

方案

动物处理遵循ARVO关于在研究中使用动物的决议。研究方案经机构实验动物研究委员会批准（批准号：022-4598-2；021211）。

1. 手术准备 #1

1. 称重并麻醉一只13日龄的新西兰白兔，通过肌肉注射盐酸氯胺酮100 mg/ml（100 mg/kg）和盐酸赛拉嗪25 mg/ml（12.5 mg/kg）。由于手术过程较长，采用上述剂量。通过检测疼痛反射是否消失来确认麻醉深度是否合适。
2. 使用无菌棉签，将少量眼用软膏涂抹于非手术眼，以防止角膜干燥。在手术过程中，向手术眼的角膜滴加0.9%生理盐水，以防止角膜干燥。
3. 在局部麻醉（盐酸奥布卡因0.4%）后，使用超声A型扫描仪对每只眼进行三次眼轴长度测量，并取平均值。将探头垂直置于角膜中央进行测量。

2. 手术步骤 #1 - 交联前步骤

1. 在眼科手术显微镜下，使用眼科手术镊和剪刀，用眼科手术镊和剪刀进行360°结膜环形切开。
2. 使用斜面镊或眼肌钩识别四条眼外直肌，并用2-0编织丝线（无针）缝线将其隔离。
   注：丝线有助于将眼球向所需方向移动。眼球被四条直肌分为四个象限（四个象限）。
   1. 用皮肤标记笔在每个象限内标记两个区域，分别位于赤道部巩膜和后部巩膜。这些即为照射区域。
3. 准备一支含有0.1%无右旋糖酐的核黄素-5-磷酸的3 ....

结果

图1和图2以图形方式展示了两组动物的眼轴长度测量结果。第1组兔子的右眼接受了巩膜交联和睑缘缝合术，而左眼未进行手术（图1）。第2组兔子的右眼仅接受了结膜切开术和睑缘缝合术，而左眼未进行手术（图2）。

在第1组中，接受巩膜交联和睑缘缝合术的动物，其右眼在眼睑缝合前的平均眼轴长度为10.68 ± 0.74 mm，55天后为14.29 ± 0.3 mm，平均差值为3.61 ± 0.76 mm。未手术/未缝合的左眼相应数值分别为10.70 ± 0.79 mm和15.14 ± 0.32 mm，平均差值为4.44 ± 0.81 mm（图1）。在遮蔽阶段结束时，对缝合眼与未缝合眼的眼轴长度进行比较，结果显示缝合眼的净增长量较小。

讨论

我们首次报道了在兔模型中使用核黄素联合UVA照射的交联技术预防轴性近视的体内研究。尽管此类研究可采用多种实验动物，但我们主要基于眼球大小以及需在巩膜表面实施交联操作的需求而选择兔子。

我们发现暴露兔巩膜以及缝合上下眼睑是具有挑战性的操作步骤。我们建议修剪睑缘，并使用本方案中提到的缝线，以确保眼睑在规定时间内牢固闭合，无需进行修正。

需要考虑的一个重要问题是，必须对辐照装置和光纤进行校准，以达到所需的功率能量。

H&E 组织学切片显示，接受交联手术的眼睛视网膜未出现毒性改变。应进一步研究核黄素和UVA照射对视网膜、脉络膜和巩膜的潜在毒性，重点关注照射位置、能量剂量和暴露时间。

本研究存在若干局限性，需加以考虑。仅测量了术前和术后的眼轴长度。眼球的轴长通过A型超声波测量。我们未评估巩膜的生物测量特性、屈光分析或生物力学特性。

综上所.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
2-0 编织丝线无针缝线	ETHICON	W193
4-0 象牙色编织丝线	ETHICON	W816
不含右旋糖酐的 0.1% 核黄素-5-磷酸钠 1 mg:1 ml	Concept for Pharmacy Ltd	D2-5025
UV A (370 nm) 光源	O/E LAND Inc	NCSU033B
定制斜面朝下的光纤	Prizmatix Ltd
26 G 泪道插管	Beaver-visitec International Ltd.	REF581276
25 G 锥形水分离器 [Blumenthal]	Beaver-visitec International Ltd.	REF585107
13 日龄家兔	Harlan	1NZWR40
超声生物测量仪	Allergan-Humphrey	820-519
皮肤标记笔	Devon	4237101664X