人工晶体

黄晓东

“鼠”式超级坦克

从加斯·韦伯的发明谈起

近来，一则关于仿生学镜片的报道引起了人们的关注。加斯·韦伯是加拿大不列颠哥伦比亚省的一名验光师，也是“Ocumetics仿生学镜片”的发明人。他宣称，借助这项技术，近视患者将拥有完美视力;那些接受了这种仿生学镜片手术植入的患者将终生不会患上白内障等眼部疾病;因为植入这种仿生学镜片的人，他们的天然晶状体已经被替换掉，也就不会因为晶状体老化而产生病变。

更令人惊奇的是，植入这款仿生学镜片的过程是无痛的。植入时，仿生学镜片处于折叠状态，医生会使用针尖，配合生理盐水进行注射植入。植入后，镜片会在10秒内自行展开。大致过程与白内障手术类似，持续时间大约为8分钟。植入完成后，患者的视力将立即得到恢复。

从外表来看，这款仿生学镜片就像一颗小小的纽扣。正是这颗小小的“纽扣”，瞬间便在互联网上吸引了人们的眼球，让很多人兴奋不已。

然而，一些专业的眼科医生对这项发明大加质疑。据报道，一位权威的眼科专家在看过加斯·韦伯所宣传的手术方式和基本操作后，认为这款仿生学镜片不过是人工晶状体的一种罢了。

目前，人工晶状体植入术已经非常成熟，主要可用来帮助屈光不正的患者矫正视力。

晶状体——人眼中的透镜

说到这里，我们需要介绍下人类的晶状体。晶状体是富有弹性的透明体，形如双凸透镜，位于虹膜瞳孔之后、玻璃体前。晶状体具有屈折光线的作用。平时，睫状肌处于舒张状态，晶状体在悬韧带牵拉下薄而扁平，能使平行光线成像于视网膜。看近处时，睫状肌收缩，悬韧带变松，解除了对晶状体的牵拉，晶状体以弹性作用变凸，折光性也随之变强。于是，近处物体的光线被调整到视网膜上，得以清晰成像。

晶状体就相当于照相机中能自动调节焦距的凸透镜，通过改变晶状体的厚薄，外界物体的形态就能通过晶状体聚焦准确地在视网膜上成像。

由于现在很多青少年用眼过度，眼球的屈光力过强，导致远处射来的平行光线在尚未到达视网膜前便形成焦点，造成在视网膜上的最

终成像模糊不清，成为近视眼。

此外，随着年龄的增大，晶状体核逐渐硬化，导致晶状体的弹性随之降低;同时，睫状肌也开始衰弱，造成成像调节作用的下降，最终使人变成远视眼。

白内障是老年人的常见病，白内障患者眼球里的晶状体发生变性和浑浊后，会引起视力的下降。

上述这些症状，可以概括为，在不使用辅助调节的情况下，由于各种原因引起的平行光线经过眼的屈光后不能在视网膜上形成焦点成像的状态，可称为屈光不正。

换装人眼中的透镜

随着白内障手术的日臻完善，各种人工晶状体陆续被应用于临床医学实践中。

其实，早在1949年，世界上第一例人工晶状体植入手术就由英国眼科医生里德利完成了。经过数十年的发展，目前已经派生出很多类型的人工晶状体品种。例如，按照材料的不同，可以分为聚甲基丙烯酸酯（PMMA）、硅胶、水凝胶、聚丙烯酸酯等种类;按照材料的硬度，可以分为硬性人工晶状体和软性人工晶状体;按照功能，可以分为非球面人工晶状体、可调节人工晶状体、多焦点人工晶状体，等等。

事实上，上述这些分类方式之间并不是独立而毫无关联的。例如，早期的人工晶状体多以聚甲基丙烯酸酯为材料。聚甲基丙烯酸酯具有诸多优点：耐酸耐碱，稳定牢固;但是，聚甲基丙烯酸酯材料又有一个明显的缺点，那就是硬度大，并且不可折叠。要想植入此类晶状体，必须在人眼囊袋上开一个大约6毫米的等直径大小的切口。

硅胶、水凝胶、聚丙烯酸酯等种类则柔韧性较好，能作为可折叠人工晶状体。一个光学部直径6毫米的人工晶状体，可以通过对折甚至卷曲的方式植入人眼囊袋。一旦植入，折叠的人工晶状体会逐渐自动展开，支撑在指定的位置。

不同种类的人工晶状体在价格和性能上存在相当大的差距。临床上，医生会根据患者的病情和经济能力因人而异地选择不同材质、不同特性和类型的人工晶状体。

从单焦点到自适应

从历史发展来看，传统的单焦点人工晶状体往往可以使患者在术后获得远视力;但因为晶状体丧失了调节能力，患者的近视能力仍然较差，还需要佩戴老花镜。

自从20多年前基特斯等首先植入并报道了多焦点人工晶状体至今，各种类型的多焦点人工晶状体得到了蓬勃发展。

多焦点人工晶状体独特的光学设计，可以使得远近物体的光线通过人工晶状体产生的两个或多个焦点同时投射在视网膜上，让患者的全程视力得到提高。

然而，这类多焦点设计也存在一定的局限性：在视网膜上产生的离焦影像会让患者产生对比灵敏度下降、眩光、光晕和光圈等不良视觉反应。

值得一提的是，在近期公开的一份发明专利中，加拿大验光师加斯·韦伯描述了一种自适应透镜。据其本人所宣称，这种透镜可以在人眼内修复视觉功能，也可以在光学装置中复制人类视觉体验。

具体来讲，这个自适应透镜系统具有可变形的光学元件结构，这种结构中包含了两种具有不同折射率的透明液体。通过改变光学元件结构的曲率和形状，就能调节自适应透镜系统中的折光能力和焦距。

加斯·韦伯认为，与之前其他人公开的自适应透镜系统相比，他的发明在力学性能等诸多方面有着独到的优点。

但是，话又说回来了，不管是加斯·韦伯发明的自适应透镜系统，还是仿生学镜片，我们真正了解的信息还不够全面。正如有报道指出的，由于业内对“Ocumetics仿生学镜片”还不甚了了，人们期待着这项发明能尽早与大众见面。