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为解决巩膜生物力学体内测量难及角膜生物力学参数与弹性模量关系不明的问题，研究人员开展巩膜弹性模量及其与角膜生物力学相关性研究。结果发现部分体内参数与角膜、巩膜弹性模量相关并建立预测模型，为相关研究和临床工作提供依据。
在眼睛的微观世界里，巩膜就像一座坚固的城堡城墙，默默守护着眼内如视网膜、视神经等 “宝藏” 结构，维持着眼球形态的稳定。它的生物力学特性至关重要，不仅与近视、青光眼等眼部疾病的发生发展紧密相连，还影响着整个眼睛的健康。然而，由于巩膜大多位于眼球后部，在临床实践中，一直缺乏有效的体内测量方法来探究它的生物力学奥秘。传统的体外测量手段，如拉伸试验、膨胀试验和原子力显微镜等，虽然能获取一些数据，但属于破坏性检测，无法直接应用于患者。
与此同时，角膜可视化 Scheimpflug 技术（Corvis ST）作为检测角膜生物力学的 “得力助手”，已获美国食品药品监督管理局批准。它通过空气脉冲使角膜变形，并用 Scheimpflug 相机记录这一过程，从而得到能反映角膜生物力学特性的参数。这些参数与青光眼、近视和角膜扩张性疾病密切相关，临床应用价值颇高。但角膜生物力学参数与传统的弹性测量指标 —— 弹性模量之间的关系却迷雾重重，它们能否准确反映巩膜和角膜客观的生物力学特性，亟待研究解答。
为了揭开这些谜团，来自国内的研究人员挺身而出。他们以新西兰兔为研究对象，开展了一项极具意义的研究。通过一系列严谨的实验，研究人员得出了重要结论，成功建立了巩膜弹性模量预测模型，这一成果为未来的体内生物力学研究和临床工作提供了坚实的基础和有力的指导，相关论文发表在《Experimental Eye Research》杂志上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，使用 Corvis ST 测量 21 只兔眼的体内生物力学参数；接着，对角膜和巩膜（前部、赤道部和后部）条带进行单轴拉伸试验，获取低应变和高应变切线弹性模量（LSTM 和 HSTM） ；利用 Pearson 和 Spearman 相关性分析探究参数间的关系；构建多元线性回归模型来描述体内弹性模量；最后，借助透射电镜观察巩膜前部、赤道部和后部胶原纤维的排列情况。
在生物和弹性模量测量方面，研究人员对 21 只兔子的眼睛进行单轴拉伸试验。结果显示，角膜平均厚度为 352.82±32.28μm，巩膜前部、赤道部和后部的平均厚度分别为 482.79±33.46μm、451.56±26.36μm 和 501.39±29.62μm。兔眼角膜的 LSTM 和 HSTM 分别为 0.134±0.032MPa 和 4.174±2.015MPa，前部巩膜的 LSTM 和 HSTM 也各有相应数值 。
在相关性分析中，研究发现 12 个体内参数与角膜 LSTM 显著相关（P<0.05） ，但没有参数与角膜 HSTM 相关。具体来说，SP-HC（Rho = 0.442）和 HC Deflection Amp（HC DA，r = -0.605）与前部巩膜 LSTM 相关；DA ratio 1 mm（r = 0.446）与赤道部巩膜 LSTM 相关；Integrated Radius（Rho = 0.483）和 Radius（r = -0.473）与赤道部巩膜 HSTM 相关。
基于这些数据，研究人员构建了代表性的多元线性回归模型。其中，角膜 LSTM = 0.046 + 0.01?SP-A1 + 0.066?SSI；前部巩膜 LSTM = 0.294–0.120?HC DA；赤道部巩膜 LSTM = 0.22 + 0.114?DA Ratio 1 mm - 0.049?HC DA。
研究结论表明，此次研究首次通过体内和体外试验，验证了巩膜和角膜弹性生物力学特性之间的关系。体内角膜生物力学参数，如 SP-HC 和 HC Deflection Amp，与客观的巩膜和角膜弹性模量存在显著相关性（P<0.05）。这些发现为未来的生物力学研究奠定了基础，提供了关键的临床诊断和评估参数。
从讨论部分来看，该研究首次明确了体内生物力学参数与客观巩膜、角膜弹性模量之间的相关性。像 SP-A1、SP-HC 和 A2 Time 等角膜生物力学参数与角膜弹性模量显著相关（P<0.05） ，这表明体内生物力学参数能够反映角膜的弹性生物力学，为临床聚焦的体内研究提供了有力支持。巩膜弹性模量预测模型的建立，更是为非破坏性表征巩膜生物力学开辟了新的道路，让我们对巩膜和角膜的生物力学特性有了更深入的认识，有望在未来推动眼部疾病的诊断、治疗和预防取得新的突破。
