类型a

主要作者与机构及发表信息
这篇研究的主要作者包括陈凌峰（Lingfeng Chen）、黄阳毅（Yangyi Huang）和张晓宇（Xiaoyu Zhang），他们共同作为第一作者。通讯作者是来自复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科研究所的周行涛（Xingtao Zhou）教授，以及太原理工大学生物医学工程学院的李小娜（Xiaona Li）教授。这项研究于2023年7月21日发表在《Investigative Ophthalmology & Visual Science》（IOVS）期刊上。

学术背景
本研究属于眼科与视觉科学领域，特别是角膜生物力学特性及其与近视眼轴长度（axial length, AL）的关系。近视是一种全球性的公共卫生问题，预计到2050年将影响世界人口的一半。高度近视常伴随眼球结构的变化，包括巩膜、脉络膜、视网膜和角膜，并可能导致多种威胁视力的并发症，如脉络膜新生血管化、视网膜脱离和青光眼。角膜生物力学特性在维持眼球前表面形态中起着重要作用，同时也有助于探索近视发展的机制、诊断和分期各种角膜疾病，以及优化角膜屈光手术。然而，关于近视眼中角膜生物力学特性的知识仍然有限。此外，眼轴长度的增加通常被认为是近视发展的关键因素之一，但其对角膜生物力学的具体影响尚未明确。因此，本研究旨在通过体外和体内实验，探讨近视眼中角膜生物力学特性的变化，并分析影响这些特性的相关因素。

研究流程
本研究包括以下主要步骤：

1. 样本采集与分组
   研究从接受SMILE（小切口透镜摘除术）手术的近视患者中获取了51个角膜基质透镜样本。所有样本根据眼轴长度分为两组：AL < 26 mm 和 AL ≥ 26 mm。样本的提取和保存均严格遵循标准化操作流程。

2. 眼轴长度测量
   使用商用光学相干生物测量仪（IOLMaster, Carl Zeiss Meditec AG）测量眼轴长度。每个眼睛连续进行五次测量，取平均值用于后续分析。

3. 体内角膜生物力学测量
   使用Corvis ST（Oculus Optikgeräte GmbH）设备测量角膜的体内生物力学特性。Corvis ST通过记录空气喷射引起的角膜变形过程来评估角膜的应力-应变指数（Stress-Strain Index, SSI）。该设备以4330帧/秒的速度捕捉角膜变形图像。

4. 双轴拉伸测试
   在术后24小时内，使用双轴拉伸系统（CellScale BioTester 5000）对角膜基质透镜样本进行机械性能测试。测试方向为水平和垂直方向，中心区域为4 mm × 4 mm。样本被浸泡在乳酸缓冲林格溶液中，温度保持在37°C。拉伸速率接近6微米/秒，以确保准静态加载条件。

5. 数据分析
   使用R 4.1.0软件进行统计分析。描述性统计结果以均值±标准差表示。组间差异采用单因素方差分析（ANOVA）进行检验，相关性分析采用皮尔逊相关检验和简单线性回归。P值小于0.05被认为具有统计学意义。

主要结果
1. 角膜生物力学特性随眼轴长度增加而降低
在AL ≥ 26 mm组中，SSI显著低于AL < 26 mm组（P = 0.048）。双轴拉伸测试结果显示，AL ≥ 26 mm组的水平和垂直方向切线模量分别下降了37.2%和28.6%。这表明随着眼轴长度的增加，角膜的生物力学特性显著降低。

1. 角膜各向异性参数与眼轴长度呈正相关
   全部数据组中，角膜各向异性参数（anisotropic parameter）与眼轴长度呈正相关（r = 0.307, P = 0.028）。在AL ≥ 26 mm组中，各向异性参数为正值，而在AL < 26 mm组中为负值。这表明AL ≥ 26 mm组的角膜在垂直方向上的生物力学特性更强，而AL < 26 mm组则相反。

2. SSI与眼轴长度的相关性
   在AL < 26 mm组中，SSI与眼轴长度呈负相关（r = -0.380, P < 0.05），但在AL ≥ 26 mm组中无显著相关性。这可能是因为在AL ≥ 26 mm组中，角膜的垂直方向切线模量变化较小，导致无法计算相关性。

3. 不同眼轴长度组间的差异
   在AL ≥ 26 mm组中，水平方向的切线模量显著低于AL < 26 mm组，但垂直方向无显著差异。这表明随着眼轴长度的增加，角膜的水平方向生物力学特性下降更快。

结论与意义
本研究表明，随着眼轴长度的增加，角膜的生物力学特性逐渐降低，特别是在水平方向上。角膜的各向异性特性也随眼轴长度的增加而发生变化，从水平增强转变为垂直增强。SSI能够准确反映AL < 26 mm组的角膜生物力学特性，但在AL ≥ 26 mm组中失效，这可能是由于角膜的各向异性变化所致。

这项研究具有重要的科学价值和应用价值。首先，它揭示了近视发展中角膜生物力学特性的变化规律，为理解近视机制提供了新的视角。其次，研究结果提示在计算角膜生物力学参数时需要考虑眼轴长度的影响，从而提高参数的有效性。此外，本研究还强调了角膜各向异性的重要性，为未来开发更精确的角膜生物力学评估方法奠定了基础。

研究亮点
1. 首次通过体外双轴拉伸测试和体内Corvis ST测量相结合的方法，全面评估了近视眼中角膜生物力学特性的变化。
2. 揭示了角膜各向异性特性随眼轴长度增加的变化规律，提出了角膜在不同方向上的生物力学特性差异。
3. 发现SSI在AL ≥ 26 mm组中失效的现象，为改进现有角膜生物力学评估模型提供了重要依据。

其他有价值内容
研究还讨论了角膜生物力学特性变化的潜在机制，包括眼球非均匀扩张对角膜纤维激活的影响。此外，研究指出了一些局限性，如样本量较小、仅使用角膜前基质层代表整个角膜等，为未来研究提供了改进建议。