王希晨,張志豪,蔡政,姜慧君,*
1南京醫(yī)科大學(xué)兒科學(xué)院,南京 211166
2南京醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,南京 211166
大家好!我是彩色的隱形眼鏡——美瞳。其實(shí)我的學(xué)名為隱形眼鏡彩片,簡稱彩片。我是角膜接觸鏡大家族里最年輕、最美麗的成員。繽紛多彩的顏色和精美制作的花紋使我的主人們在配戴我之后,眼睛可以顯得更加明亮,呈現(xiàn)出不同的色彩,因此,我備受漂亮小姐姐們的歡迎!
在我們美瞳的大家庭里,我的家人們屈光不正度數(shù)為0到800不等。通常,近視度數(shù)小于100或不近視的主人可以配戴無度數(shù)美瞳,而近視大于100度的主人也可配戴相應(yīng)矯正度數(shù)的美瞳,替代透明隱形眼鏡或框架眼鏡。
很多小主人以為我只是涂上了顏料的普通鏡片,是框架眼鏡鏡片的縮小版。其實(shí),我可不是一層普通的鏡片,我的身體內(nèi)部可有著精妙的結(jié)構(gòu)呢!請和我一起進(jìn)入我的結(jié)構(gòu)世界,探索我的結(jié)構(gòu)奧秘吧!
首先,請跟隨我環(huán)繞整個(gè)鏡片步行一周,了解一下我的整體結(jié)構(gòu)吧!
我的身體結(jié)構(gòu)就像一個(gè)三明治,共有三層:最內(nèi)層為透明鏡片,與角膜寶寶親密相擁;中間夾著色素層,最外層也是透明鏡片,與內(nèi)層相同(圖1a)。這種科學(xué)又安全的設(shè)計(jì)被稱為“三明治夾層技術(shù)”,即把色素層嵌在兩層透明鏡片之間,讓脆弱敏感的角膜寶寶不用直接接觸色素[1]。
推門而入,映入眼簾的就是我的外層透明鏡片了。你看,單體小朋友們正熱情地手拉著手,和我們打招呼呢!甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮(圖2)……這些都是組成我水凝膠身體的單體小伙伴們[2]。在光照或高溫以及交聯(lián)劑姐姐的幫忙下,千千萬萬的單體小伙伴們經(jīng)自由基共聚,萬眾一心,形成了高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[3]。
圖2 常見水凝膠單體結(jié)構(gòu)
“城門城門幾丈高?三十六丈高!騎大馬,帶大刀,走進(jìn)城門瞧一瞧!”水凝膠正和氧氣寶寶們一起玩著鉆“城門”的游戲呢!水凝膠的單體小伙伴們拉起了小手,撐起了一個(gè)個(gè)“門洞”即水通道,讓氧氣寶寶們一個(gè)接著一個(gè)自由通過(圖1b)。一個(gè)個(gè)“城門的門洞”相連,共同構(gòu)成了供氧氣寶寶奔跑的快速通道。鉆過層層“門洞”,氧氣寶寶們就可以到達(dá)角膜的表面,給角膜供氧啦[4]!
究竟能有多少氧氣寶寶順利通過“門洞”,抵達(dá)角膜呢?這就得看水凝膠本身的實(shí)力和鏡片的厚度啦!透氧系數(shù)為氧氣在角膜接觸鏡材料中的擴(kuò)散系數(shù)D與溶解系數(shù)k的乘積,代表著水凝膠本身的實(shí)力;用它再除以鏡片的平均厚度,就可以獲得整個(gè)鏡片的總體評(píng)價(jià)——透氧率。雖然水凝膠里有“門洞”的存在,但鏡片這堵“城墻”還是將很多氧氣寶寶殘忍地拒之門外。通常水凝膠材料的透氧率只有9.2-32.5,大多難以達(dá)到透氧率大于24的規(guī)定[5]。
為了能讓更多的氧氣寶寶通過層層孔洞,順利抵達(dá)角膜,我經(jīng)歷了很多次成長與蛻變?,F(xiàn)在最棒的硅水凝膠材料身體,還得多虧了硅烷和硅氧烷哥哥們的鼎力相助呢!圖3就是一種硅水凝膠哥哥的身影啦!其中最帥氣的硅氧烷哥哥們身高臂長,身材魁梧,手拉手撐起了更大更寬的“門洞”,其親水性的支鏈基團(tuán)也能夠讓更多的氧氣寶寶們通過孔洞,順利抵達(dá)角膜[4]。別看硅氧基團(tuán)身材高大,他們卻是“靈活的胖子”呢!他們讓硅水凝膠擁有了更好的鏈柔順性,讓氧氣能夠更加順利地?cái)U(kuò)散,因此,我的透氧率也上升到了80-180,在透氧性能方面飛速提分[5]!
圖3 一種包含親水性支鏈的硅水凝膠結(jié)構(gòu)示意圖[6]
其實(shí),我“三明治結(jié)構(gòu)”的最內(nèi)層鏡片也用上了硅水凝膠材料呢!硅氧基團(tuán)的加入使我的內(nèi)層鏡片具有了較好的疏水性,我不再喜歡和蛋白質(zhì)寶寶緊緊擁抱在一起啦!蛋白質(zhì)寶寶不再粘附并沉積在我的表面,使我擁有更好的抗蛋白沉淀性。較低的粘附性也大大減少了我與角膜寶寶的摩擦,有效減少佩戴時(shí)我對(duì)角膜寶寶的磨損,摘戴就更加方便啦!
但是,硅氧基團(tuán)這些疏水的大糙漢子們使我的親水性下降,會(huì)讓角膜寶寶出現(xiàn)干澀的癥狀。別著急,咱們還有人美心善的內(nèi)部潤濕劑小姐姐們呢!你看,聚乙烯吡咯烷酮等熱心地前來幫忙調(diào)和,讓我變得更加水潤,可以重新與水分子親密相擁,大大提升了我的親水性。因此,經(jīng)過全新升級(jí)的硅水凝膠材料全方位提升了我的生物相容性[7,8]。
在揭秘了透明部分的身體結(jié)構(gòu)后,下面就到了最激動(dòng)人心的時(shí)刻,該介紹我的“靈魂”——色素層了!色素層是在水凝膠或硅水凝膠的基礎(chǔ)上染色而成。斑斕的色彩,詩意的暈染,色素宛如“點(diǎn)睛之筆”,讓眼睛煥然一新、光彩動(dòng)人。這些絢爛的顏色由氧化鐵黑、氧化鐵棕、氧化鐵黃、氧化鐵紅、咔唑紫、酞菁銅和二氧化鈦等多種顏料調(diào)和而成[9,10]。通過混染法、浸染法、共價(jià)結(jié)合法和印染法,經(jīng)過一步步精密的操作,神奇的顏料把原本平庸透明的我變成了閃耀璀璨的模樣。在和角膜寶寶完美相擁下,小主人的雙眸仿佛墜入星辰,深邃如銀河。
參觀完我神奇的內(nèi)部結(jié)構(gòu),再看著我或神秘璀璨,或溫柔甜酷的外表,大家是否已經(jīng)對(duì)我的好感度瘋狂翻倍了呢?嘿嘿,你們還是被我成功地欺騙啦!我天使的面容下,卻隱藏著魔鬼般的內(nèi)心。如果不能正確配戴我,我很可能把脆弱的角膜寶寶折磨得遍體鱗傷!
我最大的威力就是讓角膜寶寶喘不過氣來,發(fā)生氧代謝障礙。角膜寶寶的表面沒有血管,它依靠自己獨(dú)立呼吸。不配戴我時(shí),角膜寶寶主要通過外界空氣獲取氧氣,占比約為80%。
配戴我時(shí),我就像一堵厚厚的墻壓在角膜寶寶的身上。雖然有“門洞”的存在,但門洞的數(shù)量還是太少,與角膜寶寶直接接觸空氣相比,簡直微不足道。此時(shí),角膜寶寶只能靠淚液運(yùn)輸氧氣,這種方式的供氧量比外界空氣的直接供氧大為減少[11]。不配戴我的情況下,日間睜眼時(shí),氧供為21%,睡眠閉眼時(shí),氧供為7%;配戴我的情況下,日間睜眼時(shí),氧供為5%-12%,睡眠閉眼時(shí),氧供為2%-4%。由此可見,無論是在日間睜眼或睡眠閉眼時(shí),配戴我時(shí)的氧供將會(huì)大大降低,僅為不配戴我時(shí)的二分之一。
對(duì)于我們美瞳來說,角膜氧供應(yīng)達(dá)到10%-12%才被認(rèn)為較為理想。當(dāng)氧供為3%-6%時(shí),角膜寶寶就已經(jīng)憋壞了,進(jìn)入了缺氧代償狀態(tài)之中,尤其是在配戴我睡眠閉眼時(shí)。此時(shí),角膜寶寶處于“窒息”狀態(tài),造成嚴(yán)重的氧代謝障礙,極易引發(fā)多種角膜疾病。事實(shí)上,即便達(dá)到了理想氧供,如果長期配戴,角膜寶寶也會(huì)因氧代謝障礙生病[12],并誘發(fā)更多嚴(yán)重的疾病。
角膜寶寶主要的能量來源就是葡萄糖代謝,淚液、角膜輪部血管網(wǎng)和房水是葡萄糖的主要供給途徑。其中,淚液占2%-3%,角膜輪部血管網(wǎng)的血液輸送占7%-8%,房水循環(huán)占比超過90%。經(jīng)過房水循環(huán)后,房水中的葡萄糖通過被動(dòng)擴(kuò)散和角膜內(nèi)皮層的主動(dòng)運(yùn)載兩種方式進(jìn)入角膜,約80%隨時(shí)供應(yīng)角膜上皮代謝,剩余部分以糖原的形式儲(chǔ)存在角膜上皮層中[12]。
在正常狀態(tài)下,角膜寶寶能夠獲得充足的氧氣,糖進(jìn)行有氧氧化,角膜寶寶能夠獲得充足的能量[12]。配戴上我之后,由于角膜無法獲得充足的氧氣,葡萄糖不能被完全氧化,產(chǎn)生的能量不足(圖4)。精疲力竭的角膜上皮細(xì)胞不再能夠完美地發(fā)揮它的屏障作用,淚液中的水分便趁其不備,以被動(dòng)滲進(jìn)的方式悄悄潛入角膜上皮,在實(shí)質(zhì)層安了家。同時(shí),角膜內(nèi)皮就像一個(gè)水泵,原本的作用是將角膜中的水分排入房水?,F(xiàn)在,因缺乏能量,饑餓的角膜內(nèi)皮“水泵”罷了工,無法正常將角膜中的水分排入房水;且此時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞間隙因能量不足而增大,房水中的水分趁虛而入,逆向進(jìn)入角膜,讓本就含水量超標(biāo)的角膜雪上加霜[13]。
圖4 角膜氧代謝障礙致角膜水腫過程
通過圖5對(duì)比發(fā)現(xiàn),配戴我時(shí),角膜寶寶的水循環(huán)被破壞,淚液與房水中水分同時(shí)進(jìn)入角膜??蓱z的角膜寶寶一時(shí)無法承受超量的水分,水含量超過正常值(78.9%),引發(fā)了角膜水腫、厚度增加(表1)。
圖5 (a) 正常狀態(tài)下的角膜水分情況;(b) 能量不足時(shí)的角膜水分情況
表1 配戴隱形眼鏡引起角膜增厚的程度[13]
在角膜水腫的初期,小主人往往會(huì)出現(xiàn)一過性的霉視感和虹視現(xiàn)象。當(dāng)角膜寶寶嚴(yán)重水腫,水腫厚度大于15%時(shí),角膜寶寶就會(huì)變得混濁,透明度下降,小主人就會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性的畏光、流淚、不適、視力減退等癥狀[12]。
角膜寶寶嚴(yán)重缺氧、被逼無奈時(shí),不得不通過其他方式獲取氧氣。如圖6所示,周邊組織就會(huì)向角膜內(nèi)生長新的血管,深入實(shí)質(zhì)區(qū),通過血液來給角膜供氧。此時(shí),就會(huì)看到瞳孔的邊緣有一簇簇恐怖的紅血絲,這就是血管翳。這些血管將終生無法消除[14]。
圖6 血管過度生長
另一方面,缺氧還會(huì)引發(fā)角膜慢性炎癥,產(chǎn)生炎細(xì)胞和血管活性物質(zhì),激活血管生長因子,就像按下了角膜血管瘋狂生長的開關(guān),導(dǎo)致角膜輪部的血管過度生長,逐漸伸長自己的“手臂”,不斷越界靠近瞳孔的地盤。邪惡的血管首先會(huì)充盈伸入角膜實(shí)質(zhì)層[12];情況嚴(yán)重時(shí),血管可能會(huì)肆無忌憚地生長到瞳孔的領(lǐng)地,嚴(yán)重影響視力。
如果角膜寶寶嚴(yán)重缺氧,角膜內(nèi)糖代謝就會(huì)轉(zhuǎn)為無氧酵解的過程。此時(shí),葡萄糖分解過程如圖7所示。由圖7可知,無氧酵解會(huì)不斷產(chǎn)生乳酸,角膜寶寶無法快速把這么多乳酸運(yùn)送出去,乳酸只能堆積在角膜寶寶的身體里。堆積的乳酸酸化角膜寶寶的身體,角膜實(shí)質(zhì)內(nèi)的pH也隨之降低。最終,可憐的角膜寶寶不幸酸中毒。角膜寶寶可能因此感染炎癥,發(fā)生浸潤性角膜炎、感染性角膜炎等[13]。
圖7 葡萄糖無氧酵解過程
除了大肆破壞角膜寶寶的氧代謝,劣質(zhì)的我還會(huì)給角膜染色!一些黑心廠家在我出生時(shí),把色素涂在了我的內(nèi)層鏡片上,讓沾滿色素的我與角膜寶寶直接來了個(gè)大大的擁抱,順便把色素也蹭在了角膜寶寶的身體上??蓱z的角膜寶寶被染上了顏色,還有感染、混濁、潰瘍等危險(xiǎn)[2]。大鬧天宮,興風(fēng)作浪,干眼癥、眼球過敏、角膜衰老加快、磨損角膜……這些都是我可能釀成的悲劇。
其實(shí),大家也不用特別害怕我。悲劇的結(jié)果都是因?yàn)椴徽_配戴我才造成的。如果我的小主人可以正確地配戴我,還是可以把傷害降到最低的!如何正確、安全地配戴我呢?讓我來告訴你們吧!
一定要讓我未來的好伙伴角膜寶寶接受仔細(xì)的檢查哦!不妨讓醫(yī)生用裂隙燈檢查眼睛的狀況,看看眼睛是否容易過敏,是否患有結(jié)膜炎、角膜炎、干眼癥等疾病,以評(píng)估是否可以安全地配戴我。長期配戴我的主人也請記得定期到醫(yī)院檢查哦!
為了更加了解角膜寶寶的詳細(xì)信息,小主人最好去醫(yī)院或大型眼鏡店,體驗(yàn)綜合驗(yàn)光儀、角膜地形圖和角膜曲率鏡等各種高端儀器,認(rèn)真了解自己雙眼的近視度數(shù)、散光的軸位、角膜直徑和基弧等參數(shù)。
其實(shí),我的最內(nèi)層和最外層的“城墻門洞”是越多越好哦!孔洞越多,就越有利于氧氣寶寶的通過,透氧量就越高,對(duì)角膜寶寶就越友好。日間維持角膜寶寶正常生理功能需要至少24的透氧率,因此我的透氧率最好大于此值。在選購的時(shí)候,記得看清楚哦!
不要迷戀我,其實(shí)我拋棄周期越“短命”越好哦!擁有很長佩戴壽命的我在長時(shí)間佩戴之后,我身體表面的蛋白質(zhì)沉積其實(shí)無法根除,因此我的拋棄周期越短越好,佩戴壽命僅為一天(日拋)的我是最優(yōu)秀的,雙周拋的我也比月拋更有優(yōu)勢[12]。
就算再喜歡我的“盛世美顏”,也千萬不能戴著我過夜睡覺哦!晚上睡前,請把手洗凈,輕輕把我取下,并將我放在干凈的隱形眼鏡盒內(nèi),用合格的護(hù)理液將我完全浸泡。為防止細(xì)菌滋生,記得每天清洗我,護(hù)理液也要每周更換哦!
其實(shí),我本是國家三類醫(yī)療器械,屬于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)最高的醫(yī)療器械。即使非常小心地配戴,仍無法避免對(duì)眼睛的傷害。但是,很多人并沒有對(duì)我的安全性給予足夠的重視,為了便宜,就在非官方網(wǎng)站或通過朋友圈里的代購購買,常常買到劣質(zhì)產(chǎn)品,卻依舊配戴,危害健康。我們美瞳市場也魚龍混雜,很多商家打著硅水凝膠的旗號(hào)卻賣著水凝膠的產(chǎn)品[11]。希望有關(guān)部門能更加嚴(yán)格地規(guī)范和管理咱們美瞳市場,也希望通過知識(shí)普及加強(qiáng)消費(fèi)者們的安全意識(shí)。
其實(shí),我還很年輕,并不完美。目前最先進(jìn)的硅水凝膠材料的我仍面臨著產(chǎn)量低、花色單一等問題;而且,相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究多針對(duì)透明隱形眼鏡,在透氧量、含水量、生物相容性、抗蛋白沉淀性等很多方面對(duì)我們美瞳的試驗(yàn)和測試仍有待完善;此外在制作工藝、染色方法等方面也有很大的優(yōu)化空間。目前,我正處于快速成長的階段,市場也十分廣闊。我相信,在不遠(yuǎn)的將來,我的質(zhì)量一定會(huì)得到大幅提升,圖案和花紋也會(huì)越來越豐富。到時(shí)候,就讓閃亮又安全的我,讓你的雙眸一笑傾城。
其實(shí),我不僅僅可以讓小主人的眼睛更加美麗明亮,我在醫(yī)療領(lǐng)域也有一定的用處。我可以過濾或阻斷特定的光譜,還可以提升色彩的對(duì)比度,全視野幫助色盲小主人看見更加絢麗多彩的世界[15]。我還能變身傳感器,作為醫(yī)生朋友的小助手,檢測眼內(nèi)濕度和壓力的變化,幫助醫(yī)生診斷干眼病和青光眼等[16]。
總之,在我看來,人類眼睛本來的樣子才是最美的樣子。爸爸媽媽賦予的瞳孔顏色,是上天最好的禮物。更何況,眼睛是心靈的窗戶,不能為了一時(shí)瞳孔顏色的漂亮而犧牲了以后無數(shù)個(gè)美好日子里的光明。請盡量縮短和我共處的時(shí)間,為明亮的未來蓄力!