核黄素／紫外线A胶原交联可以有效增强角膜的硬度。2003年Wollensak等人首次将核黄素/紫外线A角膜交联用于临床,并且取得了令人满意的效果,之后,眼科学者针对紫外线A/胶原交联展开了大量研究。研究结果表明,胶原交联可以增加角膜硬度,从而控制圆锥角膜的发展。圆锥角膜的病变特征是角膜进行性的前凸、变薄,这一病变特征与高度近视眼的巩膜病变特征相似。随着近视度数的加深,高度近视眼的巩膜逐渐变薄,生物力学强度降低,这种改变在后极部巩膜尤为明显。从理论上,胶原交联可以提高巩膜组织的硬度,从而减缓甚至阻止高度近视的发展。虽然Wollensak对巩膜组织进行核黄素/紫外线A交联后,巩膜的硬度增强,但出现照射区域视网膜组织损伤。实验证实,使用0.1%核黄素配合365 nm紫外线反应,兔巩膜胶原交联的最佳照射时间为40分钟。在此模式下,被照射区域巩膜组织生物力学明显增强,且没有观察到照射区域视网膜组织的损伤性改变。但由于紫外线A在巩膜的穿透能力较弱,因而不能作为巩膜胶原交联的理想介质。除365 nm是核黄素的吸收峰外,445 nm也是核黄素的吸收高峰。因此,理论上蓝光也可以与核黄素反应进行胶原交联,且蓝光穿透力较紫外线A强,因而蓝光是更理想的交联介质。Iseli用波长465 nm蓝光与核黄素进行巩膜胶原交联,发现交联后巩膜的硬度较对照组增强了三倍,相应区域视网膜组织未见明显损伤。相对于465nm的蓝光,440 nm的蓝光更接近核黄素的吸收峰(445 nm),理论上440 nm蓝光的交联效果更理想。本次研究以新西兰大白兔为研究对象,共分两步进行,第一步是探寻440 nm的蓝光是否适用于巩膜胶原交联,即用440 nm的蓝光与核黄素进行兔巩膜胶原交联,证实交联后巩膜生物力学增加,且照射区域视网膜没有出现损伤性改变；在第一部分研究的基础上,第二部分将能量密度设置为10 mW/cm2,寻找440 nm蓝光交联的最佳照射时间,即使用相同能量密度(10 mW/cm2)的蓝光(440 nm)进行巩膜胶原交联,设置不同的照射时间,根据交联后巩膜生物力学改变及照射区域视网膜组织的病理改变,得出440 nm蓝光兔巩膜胶原交联的最佳照射时间。第一部分核黄素/蓝光(440 nm)紫外线兔巩膜胶原交联的研究目的：在活体兔巩膜上进行核黄素/蓝光(440 nm)、核黄素/紫外线A胶原交联,探讨440 nm蓝光用作兔巩膜交联介质的可行性。方法：1、实验设计：采用随机分组法,将36只新西兰大白兔均分为三组,并定义左眼为治疗眼,右眼为对照眼。Ⅰ组：365 nm紫外线A (3 mW/cm2)照射40分钟；Ⅱ组：440 nm蓝光(10 mW/cm2)照射40分钟；Ⅲ组：440 nm蓝光(10mW/cm2)照射10分钟。照射后48小时处死动物、摘取眼球,每个试验组取一只照射眼做病理学检验,其他的照射眼和对应的对照眼做生物力学测试。2、核黄素/蓝光(440 nm)紫外线胶原交联：麻醉后,在鼻侧偏上方剪开结膜,钝性分离,暴露出巩膜组织,牵拉缝线固定眼球。照射前十五分钟内每隔3分钟点适量浓度为0.1%的核黄素溶液,共计5次。然后进行照射,在照射期间采取同样的方法每隔3分钟点1次0.1%的核黄素溶液。照射结束后,对分离的组织进行缝合,利用左氧氟沙星滴眼液进行处理,以防感染。3、巩膜生物力学测试：将巩膜条带(3 mm × 12 mm)夹在INSTRON试验机上重复7次加载-卸载试验,然后采用控制位移的方法以 2 mm/min的速度加载,直至条带被拉断。定义拉断点的瞬时应力为极限应力,可计算出相应的弹性模量及生理范围弹性模量。4、病理学观察：取照射部位的组织,石蜡包埋后切片、染色,观察组织的病理改变。结果：1、三组的弹性模量、极限应力和生理范围弹性模量均较对照组在统计学意义上有了较大提高(p<0.05)。2、 Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ单因素方差分析：极限应力：F=0.26,p=0.78；8%弹性模量：F=1.04, p=0.37；生理范围弹性模量：F=0.76,p=0.48；3个组在统计学意义上没有较大区别。3、病理学检查表明照射区域有炎症改变；Ⅰ组与Ⅲ组组织并未发现视网膜的损伤；Ⅱ组组织显示有视网膜的损伤。结论：1、蓝光(440 nm)、紫外线A(365 nm)均可以与核黄素进行胶原交联增强兔巩膜生物力学强度。2、照射能量越大,交联效果越明显,过强的照射导致视网膜组织的损伤。3、440 nm蓝光(能量密度为10 mW/cm2)与0.1%核黄素交联,照射时间为10分钟时是安全有效的。第二部分核黄素/蓝光(440nm)兔巩膜胶原交联最佳照射时间的研究目的：在第一部分研究的基础上,能量密度设为10 mW/cm2,比较不同照射时间段核黄素/蓝光(440 nm)兔巩膜胶原交联的效果及照射区域视网膜组织的病理改变,以期获得440 nm蓝光交联的最佳照射时间。方法：1、实验设计：本研究选用10只新西兰大白兔,照射光源为440 nm (10 mW/cm2)。左眼为Ⅰ组：照射5分钟；右眼为Ⅱ组：照射20分钟。48小时后处死动物并摘取眼球,两组各取一只眼进行组织病理学检验,其他眼进行生物力学测试。2、核黄素／蓝光(440 nm)巩膜胶原交联。3、巩膜生物力学测试4、巩膜病理学检测。结果：将第一部分实验中对照组的结果作为第二部分实验对照组的数据。即对照组：极限应力为6.47±1.53 MPa,弹性模量为2.95±1.92 MPa,生理范围弹性模量为4.03±0.50 MPa。1、Ⅰ组与对照组相比,极限应力、弹性模量以及生理范围弹性模量没有统计学意义的提高(P>0.05)。2、Ⅱ组与对照组相比,极限应力,弹性模量、生理范围弹性模量有统计学意义的提高(P<0.05)。3、病理学检查显示两组均有炎症细胞浸润；Ⅰ组未显示视网膜损伤特征；Ⅱ组显示有视网膜的损伤。结论：结合第一部分实验结果,0.1%核黄素/蓝光(440 nm) (10 mW/cm2)兔巩膜胶原交联的最佳照射时间为10分钟。