硅油被廣泛應用于眼底病變玻璃體手術后的眼內填充,提高了患者的視網膜復位率,改善了手術后視功能。隨著微創玻璃體手術時代的到來,硅油填充的使用率呈下降趨勢,但硅油在復雜眼底疾病手術治療中仍保留著不可或缺的地位。使用硅油時應嚴格把握適應證,充分考慮并盡量規避其潛在風險。研發具備一定生理功能的玻璃體替代物,是目前眼底病領域的研究熱點。
引用本文: 李濤, 劉寶怡. 硅油填充在微創玻璃體手術時代的新認識. 中華眼底病雜志, 2022, 38(4): 261-264. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20220318-00155 復制
硅油的使用是玻璃體視網膜手術發展歷程中的里程碑[1-2]。作為一種長期的眼內填充物,硅油在復雜玻璃體視網膜疾病的治療中發揮了非常重要的作用。隨著眼科醫生對眼底疾病認識的不斷加深,以及顯微鏡成像系統和手術設備的不斷完善,我們需要重新認識硅油在微創破璃體手術(MIVS)時代下的定位和使用。
1 硅油是玻璃體視網膜手術后常用的眼內填充物
玻璃體視網膜位于眼球內部,結構精細,罹患疾病后致盲率高,曾經是外科手術治療的禁區。360°掀開角膜進行“open sky”玻璃體切割手術,揭開了眼底疾病外科治療的序幕;20世紀70年代,Machemer博士提出的閉合式三通道玻璃體手術標志著現代玻璃體視網膜手術時代的到來;21世紀初期,MIVS的出現開創了玻璃體視網膜手術的新紀元。
玻璃體切割手術后需要有效的眼內填充。硅油憑借其良好的生物組織相容性、無明顯的生物毒性、透光度好及容積穩定等特征,成為一種良好的玻璃體替代物。硅油填充玻璃體腔,可以阻止液體通過視網膜裂孔進入視網膜下;還可以借助其表面張力,對視網膜起到一定的支撐和頂壓作用,增加孔源性視網膜脫離的復位率;此外,硅油對炎癥因子和炎癥細胞有機械性阻隔作用,可限制炎癥在眼內的播散,有助于減少手術后增生膜的產生,顯著減少手術后增生性玻璃體視網膜病變(PVR)的發生。因為硅油不含有微生物生長所需的營養物質,還具有抗微生物的特性,可抑制金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、銅綠假單胞菌、白色念珠菌及曲霉菌等病原菌微生物的生長[3]。因此,硅油填充被廣泛應用于化膿性眼內炎患者玻璃體切割手術后,其療效確切可靠。
綜上所述,硅油填充被廣泛用于各種類型的視網膜脫離、PVR、嚴重眼外傷、晚期增生型糖尿病視網膜病變(PDR)及感染性眼內炎的治療,特別是在前微創玻璃體手術時代,對于挽救眼底疾病患者視功能發揮了重要作用。
2 MIVS時代,硅油填充使用率呈下降趨勢
MIVS時代的到來,帶來的不僅僅是手術切口的變小,更多的是對于玻璃體視網膜手術微創理念的認識和普及。手術切口的微創化和套管的保護作用,顯著降低了玻璃體鞏膜穿刺口嵌頓的概率;廣角鏡的使用,可提供更廣、更清晰的手術視野,使得玻璃體的處理更加徹底[4];高速玻璃體切割頭的出現,顯著降低了視網膜的機械牽拉和醫源性視網膜裂孔的產生[5];手術前抗血管內皮生長因子藥物的使用,顯著減少了手術中出血,讓視網膜增生膜的清除更精準和徹底[6-7];手術后地塞米松玻璃體內緩釋植入劑等抗炎藥物的使用,有效減少了手術后增生膜的生成[8-9];孔源性視網膜脫離急診救治模式的推行、糖尿病視網膜病變早期手術干預理念的提出,讓眼底疾病的干預治療窗口前移,有效減少了晚期和嚴重病例的出現[10-12]。此外,硅油填充相較于空氣和惰性氣體填充,在操作上更繁瑣,存在難以避免的并發癥等風險[13]。上述理念和技術的進步,客觀上顯著降低了玻璃體視網膜手術中硅油使用率。
3 恰當選擇適應證,硅油填充可提高復雜眼底手術成功率
盡管MIVS時代眼底手術中硅油使用率明顯降低,但是硅油的作用依然不容忽視,因為硅油填充可明顯提高復雜性視網膜脫離以及嚴重PDR等患者的手術成功率,改善視力預后[14-15]。
新鮮的孔源性視網膜脫離,多數可選擇鞏膜外加壓手術或玻璃體手術聯合氣體填充,但對于合并明顯增生病變(PVR C3或D級)、巨大裂孔、多發裂孔、嚴重脈絡膜脫離、注氣失敗及嚴重眼外傷的患者,常需在玻璃體切割手術后填充硅油,必要時還需聯合外路環扎,從而提高視網膜復位率[16-17]。需要玻璃體手術治療的外源性和內源性眼內炎患者,如視網膜壞死嚴重,特別是合并明顯增生病變和視網膜脫離時,硅油填充不僅有助于視網膜復位,對于抑制眼內感染和炎癥也有一定作用。嚴重的PDR患者,如果手術前在增生膜牽拉的基礎上已合并視網膜裂孔,或手術中出現醫源性裂孔時,往往需要硅油填充,可減少手術后視網膜出血,有助于視網膜復位。
4 重視硅油眼內填充的風險評估和防范
硅油作為常用的眼內填充物,手術者應客觀評價并積極防范相應并發癥。臨床上,硅油乳化與眼內并發癥的發生密切相關,可導致角膜病變、繼發性青光眼、并發性白內障、視網膜損傷和視神經病變等。然而,硅油乳化的機制尚不完全清楚,目前被廣泛接受的假說包括機械學說和化學學說。機械學說是指眼球在掃視運動中,眼內液體不完全跟隨眼球運動,硅油與液面和眼球壁之間發生相對運動,從而在硅油和液面之間產生了剪切應力,導致硅油分子從硅油泡中分離形成油滴,進而形成乳化小滴。硅油的乳化與硅油純度和分子側鏈的長度密切相關,硅油純度越高,越不容易乳化,長鏈硅油分子的穩定性明顯高于短鏈分子[18]。化學學說是指眼內出血、炎癥因子等通過影響硅油表面電荷等,可導致硅油解聚,加速硅油乳化。體外實驗結果表明,血液成分中的紅細胞膜、血漿、淋巴細胞、纖維蛋白原及纖維蛋白對硅油乳化有很大的作用,膜脂質和其他血液成分也有一定作用[19-21]。因為兩親性生物分子的存在,加速硅油解聚,使其表面張力下降,促進乳化。所以,過度視網膜激光光凝導致的血視網膜屏障破壞,繼而引起兩親性生物分子滲漏也會加速硅油乳化。此外,手術中殘留的重水降低硅油的電化學穩定性以及器械表面殘留的清潔劑溶解硅油,也可導致硅油內部結構不穩定而發生乳化[17, 22-23]。乳化的硅油小滴,可隨眼內液體的流動,黏附在各部位組織,從而引起相應并發癥的產生。
4.1 角膜病變
角膜病變發生率為6%~35%,包括角膜帶狀變性和大泡性角膜病變,主要發生在無晶狀體眼和人工晶狀體眼。角膜病變的發生是由于乳化后的硅油小滴進入前房與角膜內皮相接觸,阻斷營養物質進入基質層,影響角膜營養物質的運輸,使得內皮功能失代償所致[24-25]。硅油在眼內存留時間越長,角膜變性發生幾率越大。對于無晶狀體眼的患者,6點時鐘位周邊虹膜切除可減少硅油進入前房,從而降低角膜病變的發生率。
4.2 繼發性青光眼
繼發性青光眼發生率約為5%~48%[26-27]。其形成原因復雜,手術前預防難且治療困難,對患者視功能影響嚴重。硅油填充過多,可導致患者手術中或手術后早期出現高眼壓,取出部分硅油可降低眼內壓。有晶狀體眼發生晶狀體懸韌帶松弛或無晶狀體眼6點時鐘位虹膜周切口發生堵塞時,可出現硅油進入前房繼而導致高眼壓。有晶狀體眼患者需要行手術沖洗將前房硅油取出,無晶狀體眼可通過釔鋁石榴石晶體激光或手術重新打通6點時鐘位虹膜周切口,上述處理多數可降低眼內壓。硅油長期在眼內存留是導致手術后晚期發生繼發性青光眼的主要因素。硅油乳化小滴或吞噬了硅油小滴的巨噬細胞可以堵塞小梁網。同時,乳化硅油小滴也可能對小梁細胞具有慢性毒性作用,導致小梁細胞變性,進而引起眼壓升高。早期取油或徹底的眼內沖洗,有助于眼內壓的控制,必要時需要行抗青光眼手術。
4.3 并發性白內障
并發性白內障發生率約為68%~100%[28]。硅油填充致并發性白內障的機制尚未完全明確,一般認為硅油小泡可經懸韌帶等空隙進入房水外流,改變房水構成,從而影響晶狀體的營養物質供應,間接影響晶狀體代謝所致。另外,硅油直接接觸晶狀體后囊膜,干擾了晶狀體代謝,也可導致并發性白內障的發生。此外,需要填充硅油的患者往往眼底病變嚴重或經歷多次內眼手術,血眼屏障嚴重破壞可導致白內障的發生或加重。因此,對于需要硅油填充的一些老年患者,有學者主張同時摘除晶狀體。并發性白內障一旦發生并影響患者視功能,可行白內障手術,至于是否聯合人工晶狀體植入需要結合患者眼底情況綜合考慮。
4.4 視網膜損傷
硅油對視網膜的神經和血管均有毒性作用。動物實驗發現硅油填充4周時,視網膜細胞即發生排列紊亂,甚至凋亡;外核層、內核層及神經節細胞層的細胞厚度和密度有不同程度的降低,且隨著觀察時間延長,下降越明顯,同時伴隨著膠質細胞的活化[29]。有研究應用頻域光相干斷層掃描檢查觀察硅油填充眼的視網膜,發現在視網膜層間存在強反射物質,該物質可能是乳化的硅油顆粒移位[30]。Caramoy等[31]研究發現,在硅油填充眼中內層視網膜變薄,其中主要是神經節細胞層與內叢狀層厚度降低。另有研究表明,硅油的毒性作用不限于神經節細胞,甚至是視網膜內層[32]。此外,硅油可能對視網膜微循環有長期的負面作用,這種現象在手術后1個月就能被觀察到[33]。Roohipoor等[34]利用光相干斷層掃描血管成像檢查觀察發現,硅油長期填充眼的黃斑旁視網膜血管密度和中心凹視網膜厚度均低于正常對照眼,提示硅油的長期填充除了降低視網膜厚度外,還可導致黃斑血管密度的下降。硅油對視網膜的損害多數不可逆,而縮短硅油填充時間有可能減輕視網膜損傷。
4.5 視神經病變
因硅油填充導致的視神經病變較為罕見。硅油注入眼內,隨著時間的延長,視網膜血管逐漸變細,視盤顏色變得蒼白,這種蒼白不會隨著硅油取出時間延長而改善。有學者對摘除的硅油眼進行組織學觀察,發現硅油顆粒可以取代一些正常神經組織,同時其周圍產生一些肉芽腫性炎癥,增加了對視神經的損害[35]。硅油通過篩孔板后方的視神經向視交叉和大腦的顱內遷移并不常見,其機制仍在爭論中,有學者認為眼壓升高、巨噬細胞或視神經頭部解剖結構是潛在的致病機制[36]。
5 總結和展望
在玻璃體視網膜手術發展歷程中,硅油的發明和使用挽救了大量眼底病患者的視功能。進入MIVS新時代后,硅油使用率呈明顯下降趨勢,但在復雜眼底病變的治療中仍保留著不可或缺的地位。硅油的使用應嚴格把握適應證,充分考慮并盡量規避硅油填充的風險。此外,囊內填充生理鹽水、硅油或水凝膠的可折疊囊袋式人工玻璃體、載有營養物質及藥物的高分子水凝膠、溫敏的智能水凝膠等其他玻璃體替代物也是當前的研究熱點,未來有望成為硅油的替代物[37-38]。
硅油的使用是玻璃體視網膜手術發展歷程中的里程碑[1-2]。作為一種長期的眼內填充物,硅油在復雜玻璃體視網膜疾病的治療中發揮了非常重要的作用。隨著眼科醫生對眼底疾病認識的不斷加深,以及顯微鏡成像系統和手術設備的不斷完善,我們需要重新認識硅油在微創破璃體手術(MIVS)時代下的定位和使用。
1 硅油是玻璃體視網膜手術后常用的眼內填充物
玻璃體視網膜位于眼球內部,結構精細,罹患疾病后致盲率高,曾經是外科手術治療的禁區。360°掀開角膜進行“open sky”玻璃體切割手術,揭開了眼底疾病外科治療的序幕;20世紀70年代,Machemer博士提出的閉合式三通道玻璃體手術標志著現代玻璃體視網膜手術時代的到來;21世紀初期,MIVS的出現開創了玻璃體視網膜手術的新紀元。
玻璃體切割手術后需要有效的眼內填充。硅油憑借其良好的生物組織相容性、無明顯的生物毒性、透光度好及容積穩定等特征,成為一種良好的玻璃體替代物。硅油填充玻璃體腔,可以阻止液體通過視網膜裂孔進入視網膜下;還可以借助其表面張力,對視網膜起到一定的支撐和頂壓作用,增加孔源性視網膜脫離的復位率;此外,硅油對炎癥因子和炎癥細胞有機械性阻隔作用,可限制炎癥在眼內的播散,有助于減少手術后增生膜的產生,顯著減少手術后增生性玻璃體視網膜病變(PVR)的發生。因為硅油不含有微生物生長所需的營養物質,還具有抗微生物的特性,可抑制金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、銅綠假單胞菌、白色念珠菌及曲霉菌等病原菌微生物的生長[3]。因此,硅油填充被廣泛應用于化膿性眼內炎患者玻璃體切割手術后,其療效確切可靠。
綜上所述,硅油填充被廣泛用于各種類型的視網膜脫離、PVR、嚴重眼外傷、晚期增生型糖尿病視網膜病變(PDR)及感染性眼內炎的治療,特別是在前微創玻璃體手術時代,對于挽救眼底疾病患者視功能發揮了重要作用。
2 MIVS時代,硅油填充使用率呈下降趨勢
MIVS時代的到來,帶來的不僅僅是手術切口的變小,更多的是對于玻璃體視網膜手術微創理念的認識和普及。手術切口的微創化和套管的保護作用,顯著降低了玻璃體鞏膜穿刺口嵌頓的概率;廣角鏡的使用,可提供更廣、更清晰的手術視野,使得玻璃體的處理更加徹底[4];高速玻璃體切割頭的出現,顯著降低了視網膜的機械牽拉和醫源性視網膜裂孔的產生[5];手術前抗血管內皮生長因子藥物的使用,顯著減少了手術中出血,讓視網膜增生膜的清除更精準和徹底[6-7];手術后地塞米松玻璃體內緩釋植入劑等抗炎藥物的使用,有效減少了手術后增生膜的生成[8-9];孔源性視網膜脫離急診救治模式的推行、糖尿病視網膜病變早期手術干預理念的提出,讓眼底疾病的干預治療窗口前移,有效減少了晚期和嚴重病例的出現[10-12]。此外,硅油填充相較于空氣和惰性氣體填充,在操作上更繁瑣,存在難以避免的并發癥等風險[13]。上述理念和技術的進步,客觀上顯著降低了玻璃體視網膜手術中硅油使用率。
3 恰當選擇適應證,硅油填充可提高復雜眼底手術成功率
盡管MIVS時代眼底手術中硅油使用率明顯降低,但是硅油的作用依然不容忽視,因為硅油填充可明顯提高復雜性視網膜脫離以及嚴重PDR等患者的手術成功率,改善視力預后[14-15]。
新鮮的孔源性視網膜脫離,多數可選擇鞏膜外加壓手術或玻璃體手術聯合氣體填充,但對于合并明顯增生病變(PVR C3或D級)、巨大裂孔、多發裂孔、嚴重脈絡膜脫離、注氣失敗及嚴重眼外傷的患者,常需在玻璃體切割手術后填充硅油,必要時還需聯合外路環扎,從而提高視網膜復位率[16-17]。需要玻璃體手術治療的外源性和內源性眼內炎患者,如視網膜壞死嚴重,特別是合并明顯增生病變和視網膜脫離時,硅油填充不僅有助于視網膜復位,對于抑制眼內感染和炎癥也有一定作用。嚴重的PDR患者,如果手術前在增生膜牽拉的基礎上已合并視網膜裂孔,或手術中出現醫源性裂孔時,往往需要硅油填充,可減少手術后視網膜出血,有助于視網膜復位。
4 重視硅油眼內填充的風險評估和防范
硅油作為常用的眼內填充物,手術者應客觀評價并積極防范相應并發癥。臨床上,硅油乳化與眼內并發癥的發生密切相關,可導致角膜病變、繼發性青光眼、并發性白內障、視網膜損傷和視神經病變等。然而,硅油乳化的機制尚不完全清楚,目前被廣泛接受的假說包括機械學說和化學學說。機械學說是指眼球在掃視運動中,眼內液體不完全跟隨眼球運動,硅油與液面和眼球壁之間發生相對運動,從而在硅油和液面之間產生了剪切應力,導致硅油分子從硅油泡中分離形成油滴,進而形成乳化小滴。硅油的乳化與硅油純度和分子側鏈的長度密切相關,硅油純度越高,越不容易乳化,長鏈硅油分子的穩定性明顯高于短鏈分子[18]。化學學說是指眼內出血、炎癥因子等通過影響硅油表面電荷等,可導致硅油解聚,加速硅油乳化。體外實驗結果表明,血液成分中的紅細胞膜、血漿、淋巴細胞、纖維蛋白原及纖維蛋白對硅油乳化有很大的作用,膜脂質和其他血液成分也有一定作用[19-21]。因為兩親性生物分子的存在,加速硅油解聚,使其表面張力下降,促進乳化。所以,過度視網膜激光光凝導致的血視網膜屏障破壞,繼而引起兩親性生物分子滲漏也會加速硅油乳化。此外,手術中殘留的重水降低硅油的電化學穩定性以及器械表面殘留的清潔劑溶解硅油,也可導致硅油內部結構不穩定而發生乳化[17, 22-23]。乳化的硅油小滴,可隨眼內液體的流動,黏附在各部位組織,從而引起相應并發癥的產生。
4.1 角膜病變
角膜病變發生率為6%~35%,包括角膜帶狀變性和大泡性角膜病變,主要發生在無晶狀體眼和人工晶狀體眼。角膜病變的發生是由于乳化后的硅油小滴進入前房與角膜內皮相接觸,阻斷營養物質進入基質層,影響角膜營養物質的運輸,使得內皮功能失代償所致[24-25]。硅油在眼內存留時間越長,角膜變性發生幾率越大。對于無晶狀體眼的患者,6點時鐘位周邊虹膜切除可減少硅油進入前房,從而降低角膜病變的發生率。
4.2 繼發性青光眼
繼發性青光眼發生率約為5%~48%[26-27]。其形成原因復雜,手術前預防難且治療困難,對患者視功能影響嚴重。硅油填充過多,可導致患者手術中或手術后早期出現高眼壓,取出部分硅油可降低眼內壓。有晶狀體眼發生晶狀體懸韌帶松弛或無晶狀體眼6點時鐘位虹膜周切口發生堵塞時,可出現硅油進入前房繼而導致高眼壓。有晶狀體眼患者需要行手術沖洗將前房硅油取出,無晶狀體眼可通過釔鋁石榴石晶體激光或手術重新打通6點時鐘位虹膜周切口,上述處理多數可降低眼內壓。硅油長期在眼內存留是導致手術后晚期發生繼發性青光眼的主要因素。硅油乳化小滴或吞噬了硅油小滴的巨噬細胞可以堵塞小梁網。同時,乳化硅油小滴也可能對小梁細胞具有慢性毒性作用,導致小梁細胞變性,進而引起眼壓升高。早期取油或徹底的眼內沖洗,有助于眼內壓的控制,必要時需要行抗青光眼手術。
4.3 并發性白內障
并發性白內障發生率約為68%~100%[28]。硅油填充致并發性白內障的機制尚未完全明確,一般認為硅油小泡可經懸韌帶等空隙進入房水外流,改變房水構成,從而影響晶狀體的營養物質供應,間接影響晶狀體代謝所致。另外,硅油直接接觸晶狀體后囊膜,干擾了晶狀體代謝,也可導致并發性白內障的發生。此外,需要填充硅油的患者往往眼底病變嚴重或經歷多次內眼手術,血眼屏障嚴重破壞可導致白內障的發生或加重。因此,對于需要硅油填充的一些老年患者,有學者主張同時摘除晶狀體。并發性白內障一旦發生并影響患者視功能,可行白內障手術,至于是否聯合人工晶狀體植入需要結合患者眼底情況綜合考慮。
4.4 視網膜損傷
硅油對視網膜的神經和血管均有毒性作用。動物實驗發現硅油填充4周時,視網膜細胞即發生排列紊亂,甚至凋亡;外核層、內核層及神經節細胞層的細胞厚度和密度有不同程度的降低,且隨著觀察時間延長,下降越明顯,同時伴隨著膠質細胞的活化[29]。有研究應用頻域光相干斷層掃描檢查觀察硅油填充眼的視網膜,發現在視網膜層間存在強反射物質,該物質可能是乳化的硅油顆粒移位[30]。Caramoy等[31]研究發現,在硅油填充眼中內層視網膜變薄,其中主要是神經節細胞層與內叢狀層厚度降低。另有研究表明,硅油的毒性作用不限于神經節細胞,甚至是視網膜內層[32]。此外,硅油可能對視網膜微循環有長期的負面作用,這種現象在手術后1個月就能被觀察到[33]。Roohipoor等[34]利用光相干斷層掃描血管成像檢查觀察發現,硅油長期填充眼的黃斑旁視網膜血管密度和中心凹視網膜厚度均低于正常對照眼,提示硅油的長期填充除了降低視網膜厚度外,還可導致黃斑血管密度的下降。硅油對視網膜的損害多數不可逆,而縮短硅油填充時間有可能減輕視網膜損傷。
4.5 視神經病變
因硅油填充導致的視神經病變較為罕見。硅油注入眼內,隨著時間的延長,視網膜血管逐漸變細,視盤顏色變得蒼白,這種蒼白不會隨著硅油取出時間延長而改善。有學者對摘除的硅油眼進行組織學觀察,發現硅油顆粒可以取代一些正常神經組織,同時其周圍產生一些肉芽腫性炎癥,增加了對視神經的損害[35]。硅油通過篩孔板后方的視神經向視交叉和大腦的顱內遷移并不常見,其機制仍在爭論中,有學者認為眼壓升高、巨噬細胞或視神經頭部解剖結構是潛在的致病機制[36]。
5 總結和展望
在玻璃體視網膜手術發展歷程中,硅油的發明和使用挽救了大量眼底病患者的視功能。進入MIVS新時代后,硅油使用率呈明顯下降趨勢,但在復雜眼底病變的治療中仍保留著不可或缺的地位。硅油的使用應嚴格把握適應證,充分考慮并盡量規避硅油填充的風險。此外,囊內填充生理鹽水、硅油或水凝膠的可折疊囊袋式人工玻璃體、載有營養物質及藥物的高分子水凝膠、溫敏的智能水凝膠等其他玻璃體替代物也是當前的研究熱點,未來有望成為硅油的替代物[37-38]。