目的：巩膜作为生物活性组织，是在特定的应力微环境下维持其生理功能的，应力与巩膜的生长发育、再生、愈合密切相关。在正常眼压的长期作用下，由于其粘弹性特性、组织内部的新陈代谢及其功能适应性生长，可使巩膜的变形达到一相对稳定的平衡状态，如果在一定的时间内，眼压及巩膜自身的结构及力学特性发生变化时，巩膜将产生变形并达到另一平衡状态，这时巩膜会产生永久变形。因此在用力学分析的方法研究眼球变形及眼轴拉长时，必须考虑巩膜的活性特征，考虑其应力生长效应。巩膜作为一个承受着眼内压的球壁，它的生物力学特性对其功能有很重要的影响。目前国内外在这方面的研究还很初步，近年来进展不大，究其原因，我们认为由于巩膜是活组织，不考虑应力-生长效应而单纯研究巩膜的力学特性，必然出现与实际较大的差异性，这使得研究结果难以进入实用阶段。为了尝试解决这一问题，我们利用出生21天的幼兔建立不同应力水平的模型，直至其3个月龄时，对其巩膜进行生物力学研究，进一步阐明巩膜的生长效应机制。为建立考虑应力生长关系的巩膜力学本构关系式打下基础。 方法：采用动物实验的方法，将新西兰白色幼兔30只，兔龄21天，雌雄兼用，随机分为2组，每组15只。每只兔子随机选择一眼作为实验眼，另一眼作为对照眼。造模前对每只兔子检查眼前节及眼底并测量眼压，确定正常者进行眼轴长度的测量并记录。其中一组实验眼采用定期向前房内注入玻璃酸钠注射液的方法造成高眼压模型，对照眼除用平衡盐液代替玻璃酸钠注射液外，其他步骤相同；另一组采用巩膜下切除、虹膜大部切除加0.5％噻吗心胺眼液点眼的方法造成低眼压模型。在兔龄3个月时行眼轴长度的测量和视网膜电图(ERG)的检查。处死动物，摘取双眼球，在INSTRON-5544材料性能实验机上进行巩膜生物力学指标的测定。采用酶解反应盐酸水解法测定实验眼和对照眼巩膜羟脯氨酸(Hyp)含量，同期作光镜、透射电镜观察，实验后所得数据用SPSS11.0软件进行统计学处理。 结果： 1.眼压 实验前：两组动物双眼眼压无异常，实验眼和对照眼的眼压均为：2.52±0.22kpa；实验后：高眼压组实验眼眼压为：4.68±0.37kpa，对照眼眼压为：2.45±0.28kpa；低眼压组实验眼眼压为：1.31±0.04kpa，；对照眼的眼压为：2.51±0.24kpa。： 2.光学显微镜下观察 2.1视网膜：两组对照眼视网膜可看到外颗粒层8-10层，内颗粒层3-4层，神经节细胞数量较少，单层排列；各层细胞排列规则整齐，感光细胞内、外节层次清晰，着色均匀；视网膜色素上皮细胞呈单层线状排列。高眼压组实验眼较对照眼视网膜变薄，神经纤维层明显变薄；视网膜各层细胞均减少，尤以神经节细胞减少显著。低眼压组实验眼视网膜变薄，视网膜各层细胞均减少，感光细胞外节排列紊乱。 2.2巩膜：两组对照眼巩膜胶原纤维束交织排列，纤维细胞少，基质丰富。高眼压组实验眼巩膜胶原纤维束明显变细，直径大小差别增大，成纤维细胞增多。低眼压组实验眼巩膜较对照眼比较未发现明显的变化。 3.透射电子显微镜下观察 3.1视网膜：对照眼视网膜神经节细胞形态及结构大致正常，核染色质分布均匀。高眼压组实验眼视网膜的结构：神经节细胞核固缩，胞质内线粒体肿胀，空泡化。低眼压组实验眼色素上皮细胞空泡化，感光细胞内、外节排列紊乱。 3.2巩膜：对照眼成纤维细胞形态及结构大致正常。高眼压组实验眼成纤维细胞胞质内线粒体肿胀，空泡化，粗面内质网轻度扩张。低眼压组实验眼较对照眼比较未发现明显的变化。 4.视网膜电图(ERG)检查 4.1高眼压组暗适应眼的最大反应：实验眼b波的潜伏期(32.86±5.69ms)较对照眼(30.07±4.85ms)有明显的延长，a波的振幅(57.33±20.58μV)较对照眼(95.11±22.57μV)有明显的降低，b波的振幅(97.19±18.81μV)较对照眼(126.69±25.58μV)有明显的降低，经统计学处理，p＜0.05。单次闪光视锥细胞反应：实验眼b波的潜伏期(34.21±5.77ms)较对照眼(28.93±2.01ms)有明显的延长，b波的振幅(92.50±31.68μV)较对照眼(115.96±28.51μV)有明显的降低，，a波的振幅(23.19±12.05μV)较对照眼(64.64±31.74μV)有明显的降低，经统计学处理，p＜0.05。4.2低眼压组暗适应眼的最大反应：实验眼a波的振幅(63.80±38.25μV)较对照眼(112.67±56.34μV)有明显的降低和b波的振幅(102.58±33.40μV)较对照眼(141.80±44.14μV)有明显的降低，经统计学处理，p＜0.05。单次闪光视锥细胞反应：实验眼a波的潜伏期(13.50±1.46ms)较对照眼(10.30±3.56ms)有明显的延长，振幅(18.28±12.59μV)较对照眼(41.56±28.48μV)有明显的降低，经统计学处理，p＜0.05。 5.眼轴长度 实验前：两组动物眼轴长度无差异，实验眼12.59±0.47mm，对照眼12.51±0.51mm；实验后：高眼压组眼轴长度实验眼15.09±0.36mm，对照眼15.01±0.56mm；低眼压组眼轴长度实验眼15.41±1.19mm，对照眼15.40±1.02mm。高眼压组和低眼压组实验后的眼轴长度均较实验前均有明显的延长，p＜0.05,具有统计学差异；高眼压组实验眼和对照眼的眼轴长度无差异(p＞0.05)；低眼压组实验眼和对照眼的眼轴长度无差异(p＞0.05)；高眼压组和低眼压组实验后实验眼和对照眼的眼轴长度亦无差异(p＞0.05)。 6.巩膜生物力学指标的测定 高眼压组实验眼体积变化(ml)/压力(mmH2O)值为6.06×10-5±5.57×10-6，对照眼的体积变化(ml)/压力(mmH2O)值为6.07×10-5±4.13×10-6；低眼压组实验眼体积变化(ml)/压力(mmH2O)值为7.04×10-5±9.71×10-6，对照眼的体积变化(ml)/压力(mmH2O)值为6.59×10-5±1.28×10-5。经统计学处理，高眼压组实验眼和对照眼无显著差异(p＞0.05)；低眼压组实验眼和对照眼有显著差异，p＜0.05；高眼压组和低眼压组实验眼之间有显著差异，p＜0.05；两组对照眼之间无显著差异(p＞0.05)。 7.巩膜羟脯氨酸含量的测定 高眼压组实验眼羟脯氨酸含量4.2343±1.6352μg/mg，对照眼羟脯氨酸含量3.2864±1.4277μg/mg，两者有显著性差异，p＜0.05，实验眼羟脯氨酸含量高于对照眼；低眼压组实验眼羟脯氨酸含量3.3937±0.8537μg/mg，对照眼羟脯氨酸含量3.0260±1.2587μg/mg,两者无显著性差异(p＞0.05)。 结论： 1.慢性高眼压模型和慢性低眼压模型的建立是成功的。 2.慢性高眼压模型和慢性低眼压模型都会造成视网膜结构与功能的损伤。 3.眼压控制在1.31±0.04kpa至4.68±0.37kpa的水平对幼兔眼轴长度的发育影响不大。 4.眼压控制在4.68±0.37kpa水平，没有使幼兔巩膜的变形超过其正常的弹性范围，巩膜的承载能力没有明显的改变。 5.通过巩膜下切除加虹膜部分切除的方法制作的低眼压模型会使幼兔巩膜的承载能力降低。 6.眼压控制在4.68±0.37kpa水平会引起幼兔巩膜胶原纤维的合成增加，胶原的含量增加；而眼压控制在1.31±0.04kpa的水平不会引起幼兔巩膜胶原纤维的合成明显增加，胶原的含量不会明显增加。 7.通过控制眼内压来使巩膜处于不同应力水平的状态下，是一种使巩膜被动改变的情况。在生物力学方面它与近视眼对巩膜的影响是主动塑形的过程完全不同。