综述:激光引起的视网膜组织病理学变化:综述
《Survey of Ophthalmology》:Laser-induced histopathological changes to the retina: A Review
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时间:2025年08月07日
来源:Survey of Ophthalmology 5.9
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视网膜激光治疗机制及病理变化研究。连续波光凝术仍是研究最深入的,但新型技术如亚阈值微脉冲激光、选择性视网膜治疗等对神经视网膜损伤更小,但高能量仍导致热损伤。研究显示短脉冲技术可减少 collateral损伤,光生物调节能刺激RPE产生HSP70修复细胞。本文系统综述了不同激光类型(包括PDT、PUT)的病理学特征,指出激光波长、脉冲时长及能量设置显著影响视网膜结构。研究强调需平衡治疗效果与组织损伤风险,为新型激光应用提供病理学依据。
激光技术在眼科领域已有悠久的历史,其应用范围和方式也在不断演变。尽管近年来随着玻璃体腔内注射疗法的兴起,激光在治疗视网膜疾病中的适应症有所减少,但激光仍是一种重要的临床工具,并且新的激光技术持续涌现。本文将探讨不同类型的激光对视网膜组织的影响,从基础的连续波光凝到新兴的光生物调节、视网膜再生治疗、选择性视网膜治疗、亚阈值微脉冲激光治疗以及光介导超声治疗,深入分析其在组织病理学层面的反应机制和临床意义。
激光的基本原理基于光的受激辐射和光子的群体反转,这一概念最早由爱因斯坦在1917年提出。随后,Ted Maiman在1960年成功制造了第一台功能性的激光器,使用合成红宝石晶体在694纳米波长下实现了受激发射。这一技术的出现为眼科疾病治疗带来了新的可能性,尤其是在视网膜疾病的干预方面。最早的临床应用之一是通过激光产生瘢痕,以防止视网膜脱离或促进其重新附着。此外,激光还被用于凝固视网膜微动脉瘤等血管异常,以及通过破坏耗氧的视网膜光感受器来增加视网膜毛细血管的供氧量,从而减少新生血管形成的驱动因素。
连续波(CW)激光光凝是目前研究最为深入的激光类型之一,其对视网膜组织的影响已被广泛记录。这种技术通常使用绿色频率加倍的钕-钇铝石榴石(Nd:YAG)激光或黄色半导体激光,其波长分别为532纳米和577纳米。研究表明,CW激光在治疗糖尿病性视网膜病变(DME)和中心性浆液性脉络膜视网膜病变(CSC)等方面具有显著的临床价值。然而,这种技术也伴随着一些副作用,如激光引起的萎缩性损伤扩散(“creep”)、黄斑烧伤、视力下降、视野缩小、色觉变化、夜视能力减弱以及对比敏感度降低。这些副作用主要源于对神经感光层的热损伤,因此如何在保持疗效的同时减少对视网膜的破坏成为研究重点。
为减少对神经感光层的损伤,研究者们开发了亚阈值微脉冲激光治疗(SMLT)。SMLT通过在激光脉冲期间短暂施加能量,使视网膜色素上皮(RPE)产生热休克蛋白(HSPs),从而调节其代谢并改善功能。这种技术在治疗糖尿病性视网膜病变、黄斑水肿以及一些难治性疾病方面显示了良好的效果。研究发现,SMLT能够在不引起细胞死亡的情况下产生类似凝固的病变,同时减少对周围组织的热扩散,从而降低瘢痕形成和相关的治疗风险。不同波长的SMLT激光(如532纳米、577纳米和810纳米)在治疗效果和安全性方面有所差异,其中810纳米波长的激光因其更宽的安全边际而受到关注。此外,SMLT的组织病理学变化相对轻微,主要表现为RPE细胞的轻微变化,如细胞大小不一和细胞迁移,而对神经感光层的损伤则非常有限。
选择性视网膜治疗(SRT)是另一种旨在减少对神经感光层损伤的激光技术。SRT利用短脉冲持续时间,使激光能量主要作用于RPE层,而不会显著影响神经感光层。研究表明,SRT在治疗糖尿病性视网膜病变和中心性浆液性脉络膜视网膜病变方面具有潜在的临床价值。其作用机制是通过选择性地对RPE细胞进行热处理,而不对上层的神经感光细胞造成破坏。在动物模型中,SRT治疗后,RPE细胞表现出一定的反应,如细胞膜破裂、细胞质空泡化以及细胞内蛋白凝聚。随着时间的推移,RPE细胞会逐渐迁移并覆盖治疗区域,同时神经感光层的变化则相对温和,主要表现为细胞水肿和轻微的组织重塑。
视网膜再生治疗(2RT)则基于“选择性光热消融”的原理,利用极短脉冲激光(如3纳秒)来靶向作用于RPE层,同时避免对神经感光层的损伤。2RT已被用于治疗糖尿病性视网膜病变和年龄相关性黄斑变性(AMD),并显示出一定的潜力。研究发现,2RT可以促使RPE细胞产生更多的活性基质金属蛋白酶(MMPs),这可能有助于改善Bruch膜的结构。在动物模型中,2RT治疗后,RPE层的变化包括细胞增厚、细胞迁移以及对视网膜结构的保护作用。然而,目前2RT尚未在临床中广泛应用,且缺乏对其在人类视网膜中的组织病理学变化的系统研究。
光动力疗法(PDT)是一种结合特定波长激光和光敏药物的治疗方法,主要用于治疗与血管异常相关的视网膜疾病,如年龄相关性黄斑变性和脉络膜新生血管形成。最常见的PDT药物是维替泊芬(verteporfin),其在689纳米波长下被激活。PDT通过破坏异常的血管内皮细胞来实现治疗效果,同时尽量减少对周围组织的损伤。然而,PDT也可能导致一些并发症,如RPE层的撕裂、视网膜毛细血管的闭塞以及视网膜水肿等。尽管如此,PDT在某些特定的视网膜病变中仍显示出良好的治疗潜力。
光生物调节(PBM)是一种新兴的激光治疗方法,利用远红光到近红外光(NIR)谱段的光能来调节细胞活动。研究表明,PBM可以促进视网膜细胞的线粒体呼吸和能量代谢,从而改善细胞功能。在动物实验中,PBM被用于保护视网膜免受光损伤、减轻甲醇毒性以及减少年龄相关的炎症反应。尽管PBM在临床试验中未显示出明显的组织病理学损伤,但其在高色素眼中的安全阈值仍然存在一定的挑战。
此外,激光治疗技术也在不断革新,例如半自动多点激光(MSL)、终点管理(EpM)、导航激光治疗(NLT)和靶向视网膜光凝(TRP)。这些技术通过更精确的能量控制和更高效的激光传递方式,提高了治疗的安全性和有效性。例如,PASCAL系统是一种半自动扫描激光设备,能够快速连续施加不同形状和大小的激光脉冲,从而减少患者的不适和治疗时间。EpM通过算法和计算模型,将激光能量调整到接近阈值的水平,以实现亚阈值效果。NLT则结合了数字成像和眼动追踪技术,使激光治疗更加精准和安全。
总体而言,激光技术在眼科领域的应用具有重要的临床价值,但其对视网膜组织的影响仍需进一步研究。不同类型的激光在治疗效果和安全性方面各有特点,其中连续波激光虽然已被广泛使用,但其对神经感光层的热损伤仍是主要的副作用。而亚阈值微脉冲激光、选择性视网膜治疗和光生物调节等新技术则在减少对视网膜的破坏方面表现出更好的前景。随着技术的不断进步,未来有望开发出更安全、更有效的激光治疗方法,以更好地服务于视网膜疾病的治疗需求。
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