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中国非公立医疗机构协会经国务院批准,于2014年在北京成立,是全国唯一从事非公立医疗卫生机构行业服务和行业管理的国家级行业组织,英文名称为Chinese Non-government Medical Institutions Association(CNMIA),眼科专业委员会成立于2016年。

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从“玻璃”到“仿生”,人工晶体的材料革命

发布时间:2025/11/12

作者:眼健康管家

从第一片有机玻璃到今天的仿生材料,人工晶体的发展跨越了70余年,而这趟旅程远比我们想象的更为精彩。640 (27).png


1949年,英国医生Harold Ridley完成了第一例人工晶状体植入手术,开启了白内障治疗的新纪元。当时,这种被视作“眼内异物”的装置引发了众多争议。

而如今,人工晶状体已成为治疗白内障的主流有效方式,材料也从最初的普通有机玻璃发展到如今的高分子聚合物,甚至最新的仿生材料。

No.1早期探索:从PMMA起步

人工晶状体发展至今已有70余年历史。最早的人工晶状体材料是PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),即我们通常所说的有机玻璃。

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在早期,PMMA被认为是最理想的人工晶状体材料,其生物相容性好,几乎不降解,能在眼内数十年保持完好的形态、光洁度和透明性。然而,PMMA材质也存在明显缺陷——质地偏硬。这使得手术时需要较大的切口才能将晶体植入眼内,增加了患者的手术创伤和恢复时间。[1]

为克服这一局限,科学家在20世纪80年代尝试用聚丙烯制作晶状体襻(固定部分),但发现其稳定性仍不如PMMA。

后来,研究人员通过对PMMA进行处理,改变其分子排列序列,使材料变软而富有弹性。

这一改进使得PMMA人工晶状体在临床上得以广泛应用,光学部直径从5.0毫米到7.0毫米不等,襻长度在12至13.5毫米之间。

No.2材料革新:可折叠时代的到来

随着超声乳化手术的开展与普及,为了通过更小切口植入人工晶状体,科学家在1984年设计出了可折叠或卷曲的晶体。

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近二十年来,折叠式人工晶状体不断改进并得到广泛应用,主要材料发展为三类:硅酮(Silicone)、水凝胶(Hydrogel)和丙烯酸(Acrylate)。[2]

这些材料的生物相容性都很出色,光学部直径约6.0毫米,但可通过仅3.2至4.0毫米的微小切口植入眼内。更小的切口意味着术后恢复更快,效果更好。

折叠晶体的出现不仅减少了手术创伤,还推动了个性化手术方案的发展。

医生可以根据患者眼部结构和用眼需求,选择较为合适的人工晶状体类型,真正实现了“量眼定制”。

No.3功能进化:从单焦点到多焦点

随着患者对视觉质量要求的提高,人工晶状体的功能也在不断进化。目前,人工晶状体从功能上主要分为三类:单焦点、多焦点和散光人工晶状体。[1]

单焦点晶状体只有一个焦距,患者术后只能看清一个固定距离的物体,通常是看远清楚而看近困难,阅读时需要佩戴老花镜。

多焦点晶状体则具有多个焦距,可满足患者远、中、近不同距离的视力需求,让患者在看远、看中和看近时都能获得清晰视力。

多焦点人工晶状体的设计主要分为两种:多区多焦型和衍射多焦型。

多区多焦型将人工晶体分为中心区和周围环状区,各部位屈光度不同,形成两个或多个焦点。

衍射多焦型则基于光的波动理论,在人工晶状体后表面刻制微米级的小槽,克服了分区多焦晶体受瞳孔大小变动的影响。

需要注意的是,多焦点晶体也有其局限性——它们将进入眼内的光线能量分为两部分,一半用来看近,一半用来看远,可能导致远近视觉的敏度受到一定影响。

No.4创新突破:交联聚异丁烯材料的问世

2025年10月,一种新型的“交联聚异丁烯人工晶状体” 在中国西安正式发布,标志着人工晶状体材料领域迎来重大突破。

这种新材料由西安眼得乐医疗科技有限公司自主研发生产,据称解决了传统材料存在的晶体闪辉、钙化和后发障等问题。

交联聚异丁烯是一种均质聚合物,只含碳和氢,无水解基团,不降解,不分裂,不脆化,具有优异的生物相容性和极高的稳定性。

在光学特性方面,交联聚异丁烯罕见地同时具备了高折射率与高阿贝值(低色散),这意味着有助于减少色彩失真,提供更加真实的视觉体验。

研究显示,这种材料在实验中表现出优异的抗闪辉性能。传统人工晶状体在植入眼内后容易产生闪辉(充满液体的微泡),导致光散射增加,影响视觉质量。而交联聚异丁烯人工晶状体的闪辉密度较低,确保了植入后长期的清晰度和稳定性。

在机械性能方面,交联聚异丁烯具有强拉伸率,可拉伸250%以上而不受损,更易折叠。

这使得这款新型人工晶状体在实现6.5毫米更大光学面的同时,还可通过2毫米微小切口顺利植入眼内,代表了白内障微创手术的重要进步。

640 (30).pngNo.5未来展望:仿生晶体与智能技术

在人工晶状体材料不断创新的同时,仿生晶体技术也在不断发展,这可能为眼科治疗带来新的变化。

仿生晶体由惰性亲生物材料制成,不会被人体排斥,也不会变质损耗,可长期矫正视力。

研究人员正在开发更具前瞻性的技术。据报道,加拿大Ocumetics科技公司正在研究的仿生晶体,据称只需放入眼中并用生理盐水冲洗,10秒内就会扩散到整个眼球,8分钟后就能永久矫正视力,且可以让视力比普通人好三倍。需要注意的是,该技术尚处于研究阶段。

有观点认为,未来眼睛里的仿生晶体可能直接通过与外部设备连接,实现更多的功能,如将看到的一切都录制下来。

另一项前沿创新是可注射温敏性水凝胶人工晶状体材料。这种材料具有温敏特性,低温下具有良好的水溶性和流动性,便于注射操作;在人体温度范围内,材料会发生凝胶化,具备良好的力学和光学性能。

同时,这种人工晶状体具有细胞膜仿生特点,生物相容性好,能减少人上皮细胞在人工晶状体表面的增生,通过注射手段有效降低手术切口。

临床试验主要研究者、温州医科大学附属眼视光医院副院长赵云娥表示:“交联聚异丁烯人工晶状体植入过程非常丝滑,前端OCT检查显示,人工晶状体位置良好,没有出现偏心、倾斜,术后屈光非常稳定。”

未来,随着仿生晶体和智能技术的发展,我们或许将进入一个视力可以被增强而不仅仅是修复的时代。[4]眼科治疗的目标将不再局限于“看得见”,而是要让人们“看得好,看得久”,享受更高品质的视觉体验。


文献参考:


[1] 不同人工晶体材料的特性[J]. 材料科学与工程学报, 2008, 26(3): 467-472.

[2] 梁智軒. 以疏水/親水共聚高分子開發可摺疊式人工水晶體及其配方/性質關聯研究[D]. 國立臺灣大學, 2022.

[3] 黄晓丹, 姚克. 人工晶状体材料与设计新进展[J]. 国际眼科纵览, 2007, 31(1): 5-9.

[4] 人工晶状体表面仿生自组装修饰抑制后发性白内障研究[R]. 科技报告, 2015

重要声明:免责声明

本文仅为人工晶体材料发展的科普介绍,不构成任何医疗建议或产品推广。具体治疗方案请遵医嘱,产品信息以官方说明和临床实际为准。

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