大氣壓下輝光放電：疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體改性與生物相容性的探索一、引言1.1研究背景與意義眼科疾病嚴(yán)重影響著人們的視覺(jué)健康和生活質(zhì)量，其中白內(nèi)障作為全球首位致盲性眼病，給患者帶來(lái)了極大的困擾。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)，全球約有2000萬(wàn)白內(nèi)障患者，且隨著人口老齡化的加劇，這一數(shù)字還在不斷上升。目前，白內(nèi)障摘除聯(lián)合人工晶狀體植入手術(shù)是治療白內(nèi)障的主要手段，該手術(shù)通過(guò)摘除混濁的晶狀體并植入人工晶狀體，使患者能夠恢復(fù)視力，極大地改善了患者的生活質(zhì)量。人工晶狀體作為白內(nèi)障手術(shù)中關(guān)鍵的植入物，其性能直接影響手術(shù)效果和患者術(shù)后的視覺(jué)質(zhì)量。疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體憑借其出色的光學(xué)性能、良好的柔韌性以及較高的穩(wěn)定性，在臨床上得到了廣泛應(yīng)用。這種材料具有良好的屈光度，能夠精確矯正視力，為患者提供清晰的視覺(jué)；其柔韌性使得人工晶狀體在植入過(guò)程中能夠更輕松地適應(yīng)眼部結(jié)構(gòu)，減少對(duì)眼部組織的損傷；較高的穩(wěn)定性則保證了人工晶狀體在眼內(nèi)長(zhǎng)期發(fā)揮作用，不易發(fā)生降解或變形。此外，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面粘度高，與后囊粘連性強(qiáng)，這一特性能夠有效抑制晶狀體上皮細(xì)胞的遷移和增殖，顯著降低后囊混濁的發(fā)生率，后囊混濁是白內(nèi)障術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥之一，會(huì)導(dǎo)致視力再次下降，而該材料在這方面的優(yōu)勢(shì)無(wú)疑為患者帶來(lái)了更好的預(yù)后。然而，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體也存在一些局限性，其中生物相容性問(wèn)題尤為突出。由于其疏水性強(qiáng)，容易吸附細(xì)胞和細(xì)菌，這會(huì)引發(fā)一系列不良反應(yīng)。吸附的細(xì)胞和細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致術(shù)后炎癥反應(yīng)嚴(yán)重，患者可能出現(xiàn)眼內(nèi)疼痛、紅腫、視力模糊等癥狀，不僅影響患者的恢復(fù)過(guò)程，還可能對(duì)眼部組織造成進(jìn)一步的損害；炎癥反應(yīng)還可能增加感染的風(fēng)險(xiǎn)，一旦發(fā)生感染，將對(duì)患者的視力造成嚴(yán)重威脅，甚至可能導(dǎo)致失明。此外，材料與周圍組織的相互作用也可能引發(fā)免疫反應(yīng)，影響人工晶狀體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和有效性，使得人工晶狀體在眼內(nèi)的使用壽命縮短，需要再次手術(shù)更換，給患者帶來(lái)身心痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。為了克服疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的生物相容性問(wèn)題，眾多研究致力于尋找有效的表面改性方法。輝光放電表面改性技術(shù)作為一種新興的材料表面處理技術(shù)，近年來(lái)在生物材料領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。輝光放電能夠在低溫下產(chǎn)生等離子體，等離子體中的活性粒子（如離子、電子、自由基等）可以與材料表面發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)精確控制氣體種類、功率、時(shí)間等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面性質(zhì)的定向調(diào)控。在生物材料表面改性方面，輝光放電處理可以在材料表面引入羥基、羧基、氨基等活性官能團(tuán)，這些官能團(tuán)的引入能夠顯著增強(qiáng)材料的親水性和生物活性，促進(jìn)細(xì)胞黏附和增殖，同時(shí)減少細(xì)胞和細(xì)菌的吸附，從而提高生物相容性；輝光放電刻蝕還可以精確調(diào)控材料表面的微觀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境，進(jìn)一步提升材料的生物性能。與傳統(tǒng)的表面改性方法相比，輝光放電表面改性技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、處理效率高、對(duì)材料本體性能影響小等優(yōu)點(diǎn)，且其處理過(guò)程為干式，不會(huì)帶入新的雜質(zhì)，安全有效，非常適合用于人工晶狀體這種對(duì)性能要求極高的醫(yī)療器械的表面改性。綜上所述，對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體進(jìn)行大氣壓下輝光放電表面改性及其生物相容性研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。從理論層面來(lái)看，深入研究輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體性能的影響，有助于揭示材料表面與生物分子、細(xì)胞之間的相互作用機(jī)制，為生物材料表面改性的理論發(fā)展提供新的依據(jù)；從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化表面改性工藝，提高人工晶狀體的生物相容性，能夠減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，提高手術(shù)成功率和患者的滿意度，為廣大白內(nèi)障患者帶來(lái)更好的治療效果和生活質(zhì)量，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在眼科醫(yī)療器械研究領(lǐng)域，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，在白內(nèi)障手術(shù)治療中占據(jù)著重要地位，而圍繞其表面改性及生物相容性提升的研究一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。在國(guó)外，相關(guān)研究起步較早，并且取得了一系列具有重要參考價(jià)值的成果。美國(guó)、日本等國(guó)家的科研團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)的材料表征技術(shù)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)手段，深入研究了疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的表面性質(zhì)對(duì)細(xì)胞行為的影響。例如，美國(guó)的某研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)原子力顯微鏡（AFM）和X射線光電子能譜（XPS）等技術(shù)，精確分析了人工晶狀體表面的微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)材料表面的疏水性導(dǎo)致蛋白質(zhì)吸附和細(xì)胞黏附增加，進(jìn)而引發(fā)炎癥反應(yīng)?；谶@些研究，他們嘗試采用多種表面改性方法來(lái)改善其生物相容性。其中，輝光放電表面改性技術(shù)備受關(guān)注，美國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)利用輝光放電在疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面成功引入了親水性基團(tuán)，顯著降低了細(xì)胞的吸附，減少了炎癥反應(yīng)的發(fā)生。在臨床應(yīng)用方面，國(guó)外已經(jīng)有部分經(jīng)過(guò)表面改性的人工晶狀體產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，并在長(zhǎng)期的臨床觀察中顯示出了較好的安全性和有效性，為后續(xù)研究提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)在疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面改性及生物相容性研究方面也取得了顯著進(jìn)展。眾多高校和科研機(jī)構(gòu)積極開(kāi)展相關(guān)研究，在材料改性方法和生物相容性評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了深入探索。國(guó)內(nèi)研究人員通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地分析了不同表面改性材料和方法對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體性能的影響。一些團(tuán)隊(duì)采用輝光放電接枝親水性聚合物的方法，對(duì)人工晶狀體表面進(jìn)行改性，不僅提高了材料的親水性，還增強(qiáng)了其與周圍組織的生物相容性。在生物相容性評(píng)價(jià)方面，國(guó)內(nèi)建立了一套較為完善的體外和體內(nèi)評(píng)價(jià)體系，通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及臨床研究，全面評(píng)估改性后人工晶狀體的生物安全性和有效性。部分研究成果已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，為我國(guó)人工晶狀體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持。在輝光放電表面改性技術(shù)的研究進(jìn)展方面，隨著等離子體物理學(xué)和材料科學(xué)的不斷發(fā)展，輝光放電技術(shù)在材料表面改性領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。傳統(tǒng)的輝光放電技術(shù)通常在低氣壓條件下進(jìn)行，存在設(shè)備復(fù)雜、成本高、處理效率低等問(wèn)題。近年來(lái)，大氣壓下輝光放電技術(shù)得到了快速發(fā)展，它克服了低氣壓輝光放電的缺點(diǎn)，能夠在常溫常壓下產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，處理效率高，非常適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。在生物材料表面改性方面，大氣壓下輝光放電技術(shù)能夠在材料表面引入多種活性官能團(tuán)，如羥基、羧基、氨基等，有效改善材料的親水性和生物活性。通過(guò)精確控制放電參數(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面微觀結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控，為細(xì)胞的黏附、增殖和分化提供良好的微環(huán)境。在應(yīng)用現(xiàn)狀方面，輝光放電表面改性技術(shù)已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了一定程度的應(yīng)用。除了在人工晶狀體表面改性中的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于心血管支架、組織工程支架、生物傳感器等生物材料的表面處理。在心血管支架領(lǐng)域，通過(guò)輝光放電在支架表面引入抗凝血涂層，能夠有效提高支架的血液相容性，減少血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)；在組織工程支架領(lǐng)域，利用輝光放電技術(shù)對(duì)支架表面進(jìn)行改性，能夠促進(jìn)細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，提高組織修復(fù)的效果；在生物傳感器領(lǐng)域，輝光放電表面改性可以增強(qiáng)傳感器對(duì)生物分子的識(shí)別能力和結(jié)合效率，提高傳感器的靈敏度和選擇性。然而，輝光放電表面改性技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)，如改性層的穩(wěn)定性、均勻性以及與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度等問(wèn)題，需要進(jìn)一步深入研究和解決。1.3研究目的與內(nèi)容本研究旨在通過(guò)大氣壓下輝光放電技術(shù)對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體進(jìn)行表面改性，系統(tǒng)地研究改性后材料的生物相容性，以期找到一種高效、可行的表面改性方法，為提高人工晶狀體的臨床應(yīng)用效果提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。具體研究?jī)?nèi)容如下：疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的大氣壓下輝光放電表面改性實(shí)驗(yàn)：首先，準(zhǔn)備一系列疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體樣本，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，確保表面清潔無(wú)污染，為后續(xù)改性實(shí)驗(yàn)奠定良好基礎(chǔ)。然后，使用自主搭建或?qū)I(yè)購(gòu)置的大氣壓下輝光放電設(shè)備，精確調(diào)控氣體種類（如氧氣、氮?dú)?、氨氣等）、功率（在一定范圍?nèi)進(jìn)行梯度設(shè)置，如50W、100W、150W等）、時(shí)間（從幾分鐘到幾十分鐘進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的處理，如5min、10min、15min等）等參數(shù)，對(duì)人工晶狀體表面進(jìn)行改性處理。通過(guò)改變這些參數(shù)，制備出多組具有不同表面性質(zhì)的改性人工晶狀體樣本，為后續(xù)性能測(cè)試和生物相容性評(píng)價(jià)提供豐富的實(shí)驗(yàn)材料。改性前后人工晶狀體的性能測(cè)試：運(yùn)用靜態(tài)水接觸角測(cè)量?jī)x，精確測(cè)量改性前后人工晶狀體表面的水接觸角，以此直觀地評(píng)估材料表面親水性的變化。水接觸角越小，表明材料表面親水性越強(qiáng)，與水分子的相互作用越緊密。利用X-射線光電子能譜（XPS），深入分析人工晶狀體表面的化學(xué)元素組成和化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，確定輝光放電處理后表面引入的活性官能團(tuán)種類和含量，為理解材料表面性質(zhì)的改變提供化學(xué)層面的依據(jù)。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和原子力顯微鏡（AFM），仔細(xì)觀察材料表面的微觀形貌，包括表面粗糙度、微觀結(jié)構(gòu)等特征的變化，從微觀角度揭示改性對(duì)材料表面的影響。按照醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人工晶狀體的光焦度、像質(zhì)、光譜透過(guò)率及動(dòng)態(tài)疲勞耐久性等關(guān)鍵光學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，確保改性過(guò)程不會(huì)對(duì)其基本的光學(xué)和力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，保證人工晶狀體在眼內(nèi)能夠正常發(fā)揮作用，為患者提供清晰的視力和穩(wěn)定的視覺(jué)質(zhì)量。改性后人工晶狀體的生物相容性評(píng)價(jià)：開(kāi)展體外細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)，選用血小板、巨噬細(xì)胞以及人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）等與人工晶狀體在眼內(nèi)實(shí)際接觸的細(xì)胞類型。將改性前后的人工晶狀體樣本分別與這些細(xì)胞共同培養(yǎng)，在特定的培養(yǎng)條件下（如適宜的溫度、濕度、二氧化碳濃度等），經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（如24h、48h、72h等）的培養(yǎng)后，采用細(xì)胞計(jì)數(shù)、形態(tài)觀察（通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞的形態(tài)、伸展情況等）、免疫熒光染色（標(biāo)記特定的細(xì)胞蛋白，觀察細(xì)胞的活性和功能狀態(tài)）等方法，全面評(píng)估細(xì)胞在材料表面的粘附、增殖和活性情況，初步判斷改性后人工晶狀體的體外生物相容性。進(jìn)行體內(nèi)生物相容性實(shí)驗(yàn)，選擇合適的動(dòng)物模型（如新西蘭大白兔、比利時(shí)色素兔等），按照嚴(yán)格的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理規(guī)范和手術(shù)操作流程，將改性后的人工晶狀體植入動(dòng)物眼內(nèi)。在術(shù)后的不同時(shí)間點(diǎn)（如第1天、3天、7天、14天、30天、60天、90天等），利用裂隙燈顯微鏡詳細(xì)觀察前房炎癥反應(yīng)（包括房水閃輝、細(xì)胞計(jì)數(shù)等指標(biāo)）、虹膜、瞳孔、人工晶狀體位置和囊膜等眼前節(jié)情況，并依據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)分；使用后照法拍攝后囊膜照片，通過(guò)專業(yè)的圖像分析軟件（如EPCO軟件）分析后囊膜混濁（PCO）情況，評(píng)估人工晶狀體對(duì)后囊膜的影響。術(shù)后三個(gè)月，對(duì)動(dòng)物進(jìn)行取材，采用Miyake-Apple后照法拍照進(jìn)行PCO評(píng)分，進(jìn)一步準(zhǔn)確評(píng)估后囊膜混濁程度；取出人工晶狀體，進(jìn)行表面細(xì)胞蘇木精-伊紅（HE）染色細(xì)胞計(jì)數(shù)和掃描電子顯微鏡觀察，分析人工晶狀體表面細(xì)胞的附著和生長(zhǎng)情況；對(duì)眼球進(jìn)行石蠟包埋切片，通過(guò)HE染色、高碘酸-希夫（PAS）染色和三色法（Masson）染色等組織學(xué)染色方法，觀察晶狀體囊膜、LECs細(xì)胞增殖情況及其與周圍組織的關(guān)系；運(yùn)用免疫組織化學(xué)法觀察collagenI、collagenⅢ和α-SMA等相關(guān)蛋白在囊膜及其周圍的表達(dá)情況，從分子層面揭示人工晶狀體與周圍組織的相互作用機(jī)制；利用透射電子顯微鏡進(jìn)行超微結(jié)構(gòu)分析，深入研究晶狀體囊膜中細(xì)胞與胞外基質(zhì)的增殖狀況，全面評(píng)價(jià)改性后人工晶狀體在體內(nèi)的生物相容性。1.4研究方法與技術(shù)路線實(shí)驗(yàn)方法：本研究選用疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體作為實(shí)驗(yàn)樣本，通過(guò)一系列嚴(yán)格的預(yù)處理步驟，確保其表面清潔無(wú)污染，為后續(xù)的改性實(shí)驗(yàn)提供可靠的基礎(chǔ)。在大氣壓下輝光放電表面改性實(shí)驗(yàn)中，自主搭建或選用專業(yè)的輝光放電設(shè)備，精確調(diào)控氣體種類（如氧氣、氮?dú)狻睔獾龋?、功率（設(shè)置50W、100W、150W等不同梯度）、時(shí)間（分別設(shè)置5min、10min、15min等時(shí)長(zhǎng)）等關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)人工晶狀體表面進(jìn)行改性處理。通過(guò)系統(tǒng)地改變這些參數(shù)，制備出多組具有不同表面性質(zhì)的改性人工晶狀體樣本，為后續(xù)的性能測(cè)試和生物相容性評(píng)價(jià)提供豐富的數(shù)據(jù)支持。測(cè)試技術(shù)：運(yùn)用靜態(tài)水接觸角測(cè)量?jī)x，精確測(cè)量改性前后人工晶狀體表面的水接觸角，以此直觀地評(píng)估材料表面親水性的變化情況。采用X-射線光電子能譜（XPS），深入分析人工晶狀體表面的化學(xué)元素組成和化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，確定輝光放電處理后表面引入的活性官能團(tuán)種類和含量，從化學(xué)層面揭示改性對(duì)材料表面的影響。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和原子力顯微鏡（AFM），仔細(xì)觀察材料表面的微觀形貌，包括表面粗糙度、微觀結(jié)構(gòu)等特征的變化，從微觀角度深入了解改性效果。按照醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人工晶狀體的光焦度、像質(zhì)、光譜透過(guò)率及動(dòng)態(tài)疲勞耐久性等關(guān)鍵光學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，確保改性過(guò)程不會(huì)對(duì)其基本性能產(chǎn)生負(fù)面影響，保證人工晶狀體在眼內(nèi)能夠正常發(fā)揮作用，為患者提供清晰的視力和穩(wěn)定的視覺(jué)質(zhì)量。分析方法：對(duì)靜態(tài)水接觸角測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用合適的統(tǒng)計(jì)方法（如方差分析、顯著性檢驗(yàn)等），確定改性前后水接觸角的差異是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，從而準(zhǔn)確評(píng)估改性對(duì)材料親水性的影響程度。運(yùn)用專業(yè)的XPS數(shù)據(jù)分析軟件，對(duì)XPS譜圖進(jìn)行分峰擬合和定量分析，精確確定表面元素的組成和含量變化，以及活性官能團(tuán)的種類和相對(duì)含量，深入理解材料表面化學(xué)性質(zhì)的改變。通過(guò)FESEM和AFM圖像分析軟件，測(cè)量材料表面的粗糙度參數(shù)（如算術(shù)平均粗糙度Ra、均方根粗糙度Rq等），統(tǒng)計(jì)表面微觀結(jié)構(gòu)的特征尺寸和分布情況，全面分析改性對(duì)材料表面微觀形貌的影響。在生物相容性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，比較不同實(shí)驗(yàn)組之間細(xì)胞粘附數(shù)量、活性等指標(biāo)的差異，判斷改性后人工晶狀體對(duì)細(xì)胞行為的影響；對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，結(jié)合裂隙燈顯微鏡觀察結(jié)果、后囊膜混濁評(píng)分、組織學(xué)染色結(jié)果、免疫組織化學(xué)分析結(jié)果等，全面評(píng)估改性后人工晶狀體在體內(nèi)的生物相容性。技術(shù)路線如圖1-1所示：首先進(jìn)行疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的準(zhǔn)備工作，包括樣本的挑選和預(yù)處理；接著進(jìn)行大氣壓下輝光放電表面改性，通過(guò)改變氣體種類、功率、時(shí)間等參數(shù)制備不同改性樣本；然后對(duì)改性前后的人工晶狀體進(jìn)行性能測(cè)試，包括表面親水性、化學(xué)組成、微觀形貌以及光學(xué)和力學(xué)性能的測(cè)試；最后開(kāi)展生物相容性評(píng)價(jià)，通過(guò)體外細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，全面評(píng)估改性后人工晶狀體的生物相容性，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)，得出研究結(jié)論。[此處插入技術(shù)路線圖1-1][此處插入技術(shù)路線圖1-1]二、相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)2.1疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體概述疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體是一種廣泛應(yīng)用于白內(nèi)障手術(shù)的重要眼科植入物，在眼科治療領(lǐng)域占據(jù)著關(guān)鍵地位。其獨(dú)特的材料特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和光學(xué)性能，使其成為眾多眼科醫(yī)生和患者的重要選擇，在恢復(fù)患者視力、提高生活質(zhì)量方面發(fā)揮著不可替代的作用。從材料特性來(lái)看，疏水性聚丙烯酸酯是一種有機(jī)高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的碳-碳鍵和酯基，這些化學(xué)鍵賦予了材料良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能。材料本身具有較強(qiáng)的疏水性，這一特性使得人工晶狀體在眼內(nèi)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，不易受到眼內(nèi)液體的侵蝕和溶解。然而，疏水性也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如容易吸附細(xì)胞和細(xì)菌，導(dǎo)致術(shù)后炎癥反應(yīng)的發(fā)生。材料還具有一定的柔韌性，這使得人工晶狀體在植入過(guò)程中能夠更方便地通過(guò)較小的切口進(jìn)入眼內(nèi)，減少手術(shù)對(duì)眼部組織的損傷，同時(shí)也能更好地適應(yīng)眼內(nèi)的生理環(huán)境，提高患者的舒適度。在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)方面，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體通常由光學(xué)部和支撐襻兩部分組成。光學(xué)部是人工晶狀體的核心部分，負(fù)責(zé)聚焦光線，使物體清晰成像在視網(wǎng)膜上。其形狀和曲率經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，以滿足不同患者的視力矯正需求。支撐襻則起到固定人工晶狀體的作用，使其能夠穩(wěn)定地位于眼內(nèi)的合適位置，保證光學(xué)部的正常工作。支撐襻的設(shè)計(jì)和材質(zhì)也會(huì)影響人工晶狀體的穩(wěn)定性和生物相容性，例如，一些支撐襻采用特殊的形狀和表面處理，以減少對(duì)眼內(nèi)組織的摩擦和刺激，降低炎癥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。光學(xué)性能是疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的重要性能指標(biāo)之一。該材料具有良好的光學(xué)透明性，能夠保證光線的高效透過(guò)，減少光線的散射和吸收，從而為患者提供清晰的視覺(jué)。其折射率可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同度數(shù)近視、遠(yuǎn)視或散光的矯正。一些疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體還具有特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)，如非球面設(shè)計(jì)、多焦點(diǎn)設(shè)計(jì)等。非球面設(shè)計(jì)可以減少像差，提高視覺(jué)質(zhì)量，使患者在不同距離下都能獲得更清晰的圖像；多焦點(diǎn)設(shè)計(jì)則可以同時(shí)滿足患者看遠(yuǎn)和看近的需求，減少對(duì)眼鏡的依賴，極大地提高了患者的生活便利性。在眼科手術(shù)中，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。由于其良好的柔韌性，可通過(guò)小切口植入眼內(nèi)，這大大減少了手術(shù)創(chuàng)傷，降低了術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，如角膜散光、眼內(nèi)炎等，同時(shí)也縮短了患者的恢復(fù)時(shí)間，使患者能夠更快地恢復(fù)正常生活。其與后囊粘連性強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠有效抑制晶狀體上皮細(xì)胞的遷移和增殖，顯著降低后囊混濁的發(fā)生率。后囊混濁是白內(nèi)障術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥之一，會(huì)導(dǎo)致視力再次下降，而疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體在這方面的優(yōu)勢(shì)為患者提供了更好的長(zhǎng)期視覺(jué)效果。然而，疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體也存在一定的局限性。如前所述，其較強(qiáng)的疏水性使其容易吸附細(xì)胞和細(xì)菌，引發(fā)術(shù)后炎癥反應(yīng)，這不僅會(huì)給患者帶來(lái)不適，還可能影響手術(shù)效果和人工晶狀體的使用壽命。材料與周圍組織的相互作用也可能引發(fā)免疫反應(yīng)，導(dǎo)致人工晶狀體周圍組織的纖維化和瘢痕形成，影響其穩(wěn)定性和光學(xué)性能。這些問(wèn)題限制了疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體在臨床上的進(jìn)一步應(yīng)用，因此，尋找有效的表面改性方法來(lái)改善其生物相容性，成為當(dāng)前眼科領(lǐng)域研究的重點(diǎn)之一。2.2大氣壓下輝光放電技術(shù)原理大氣壓下輝光放電（AtmosphericPressureGlowDischarge，APGD）是一種在常壓環(huán)境下產(chǎn)生的非熱平衡等離子體放電現(xiàn)象，近年來(lái)在材料表面改性、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境治理等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，成為研究熱點(diǎn)。其產(chǎn)生原理基于氣體放電的基本理論，當(dāng)在常壓氣體中施加足夠高的電壓時(shí)，氣體中的少量自由電子在電場(chǎng)作用下被加速，獲得足夠的動(dòng)能。這些高能電子與氣體分子發(fā)生碰撞，通過(guò)非彈性碰撞過(guò)程，將能量傳遞給氣體分子，使氣體分子發(fā)生激發(fā)、電離等過(guò)程，從而產(chǎn)生大量的帶電粒子（如電子、離子）和中性活性粒子（如自由基、激發(fā)態(tài)原子和分子），這些粒子共同構(gòu)成了等離子體，形成了大氣壓下的輝光放電。大氣壓下輝光放電具有一系列獨(dú)特的放電特性，與傳統(tǒng)的低氣壓輝光放電存在明顯差異。從電子特性來(lái)看，其電子密度通常在10^{11}-10^{13}cm^{-3}范圍內(nèi)，相較于低氣壓輝光放電，電子密度較低。這是因?yàn)樵诔涵h(huán)境下，氣體分子密度大，電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與氣體分子的碰撞頻率高，電子能量損失較快，難以維持較高的密度。而電子溫度則相對(duì)較高，一般在1000-3000K之間，這使得電子具有較高的活性，能夠引發(fā)各種化學(xué)反應(yīng)。在放電過(guò)程中，還存在著明顯的電場(chǎng)分布不均勻性。由于氣體密度大，離子的遷移率較低，在電極附近容易形成空間電荷積累，導(dǎo)致電場(chǎng)畸變，使得放電區(qū)域的電場(chǎng)分布呈現(xiàn)出復(fù)雜的非均勻狀態(tài)。這種非均勻電場(chǎng)會(huì)影響帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和能量分布，進(jìn)而對(duì)放電特性和等離子體化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生重要影響。大氣壓下輝光放電產(chǎn)生的等離子體組成豐富多樣，包含多種活性成分。其中，電子作為等離子體中的重要組成部分，具有較高的能量，能夠引發(fā)氣體分子的電離和激發(fā)反應(yīng)。離子則包括正離子和負(fù)離子，它們?cè)陔妶?chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)對(duì)等離子體的電流傳輸和化學(xué)反應(yīng)起到關(guān)鍵作用。自由基是一類具有未成對(duì)電子的高活性粒子，如羥基自由基（\cdotOH）、氧自由基（\cdotO）等，它們具有極強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性，能夠與材料表面發(fā)生快速的化學(xué)反應(yīng)，是實(shí)現(xiàn)材料表面改性的關(guān)鍵活性物種。等離子體中還存在激發(fā)態(tài)的原子和分子，它們處于高能級(jí)狀態(tài)，不穩(wěn)定，會(huì)通過(guò)輻射躍遷等方式釋放能量回到基態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光輻射，這也是輝光放電過(guò)程中能夠觀察到發(fā)光現(xiàn)象的原因之一。在材料表面改性中，大氣壓下輝光放電的作用機(jī)制主要通過(guò)物理和化學(xué)作用兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。從物理作用角度來(lái)看，等離子體中的高能粒子（如離子、電子）具有一定的動(dòng)能，它們?cè)谂c材料表面碰撞時(shí)，能夠?qū)Σ牧媳砻娈a(chǎn)生濺射作用。這種濺射作用可以去除材料表面的污染物和雜質(zhì)，清潔材料表面；還能夠使材料表面的原子發(fā)生位移，改變材料表面的微觀結(jié)構(gòu)，如增加表面粗糙度，從而提高材料表面的活性和表面積，有利于后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)吸附。在化學(xué)作用方面，等離子體中的活性物種（如自由基、激發(fā)態(tài)分子等）能夠與材料表面的原子或分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在材料表面引入新的官能團(tuán)或化學(xué)鍵。當(dāng)使用氧氣作為放電氣體時(shí)，等離子體中產(chǎn)生的氧自由基和臭氧等活性物種能夠與疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面的碳-碳鍵發(fā)生反應(yīng)，引入羥基（-OH）、羧基（-COOH）等親水性官能團(tuán)，從而顯著提高材料表面的親水性；若使用氨氣作為放電氣體，等離子體中的氮自由基和含氮活性物種可以與材料表面反應(yīng)，引入氨基（-NH_2）等官能團(tuán)，這些官能團(tuán)的引入不僅改變了材料表面的化學(xué)性質(zhì)，還能影響材料與生物分子、細(xì)胞之間的相互作用，提高材料的生物相容性。通過(guò)精確控制大氣壓下輝光放電的氣體種類、功率、時(shí)間等參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面改性的精確調(diào)控，滿足不同材料和應(yīng)用場(chǎng)景的需求，為疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的表面改性提供了一種高效、靈活的技術(shù)手段。2.3生物相容性評(píng)價(jià)方法生物相容性是指生物醫(yī)用材料與人體之間相互作用產(chǎn)生的復(fù)雜生物、物理、化學(xué)反應(yīng)的一種概念，它強(qiáng)調(diào)材料與宿主之間的兼容性，是衡量生物材料是否適合應(yīng)用于生物體的關(guān)鍵指標(biāo)。生物相容性主要包括組織相容性和血液相容性。組織相容性要求材料與心血管系統(tǒng)以外的組織和器官接觸時(shí)，不會(huì)引起炎癥、細(xì)胞黏附異常、細(xì)胞增殖紊亂、形成囊膜、細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)變等不良反應(yīng)，具體表現(xiàn)為細(xì)胞黏附性良好、無(wú)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)性、無(wú)細(xì)胞激活性、抗細(xì)胞原生質(zhì)變化性、抗炎癥性、無(wú)抗原性、無(wú)誘變性、無(wú)致癌性、無(wú)致畸性等。血液相容性則關(guān)注材料與心血管系統(tǒng)接觸時(shí)，與血液的相互作用情況，要求材料具備抗血小板血栓形成、抗凝血性、抗溶血性、抗白細(xì)胞減少性、抗補(bǔ)體系統(tǒng)亢進(jìn)性、抗血漿蛋白吸附性、抗細(xì)胞因子吸附性等特性。在生物相容性評(píng)價(jià)中，常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)涵蓋多個(gè)方面。從細(xì)胞層面來(lái)看，細(xì)胞毒性是重要指標(biāo)之一，它反映了材料對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝和存活的影響程度。若材料具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡、形態(tài)改變、代謝功能受損等，嚴(yán)重影響細(xì)胞的正常生理活動(dòng)。溶血率也是關(guān)鍵指標(biāo)，特別是對(duì)于與血液接觸的生物材料，如人工晶狀體在植入眼內(nèi)過(guò)程中可能與眼內(nèi)血液成分接觸，溶血率過(guò)高表明材料對(duì)紅細(xì)胞的破壞作用較強(qiáng)，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的生理問(wèn)題。炎癥反應(yīng)指標(biāo)同樣不容忽視，材料引發(fā)的炎癥反應(yīng)可能表現(xiàn)為局部紅腫、疼痛、發(fā)熱，以及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等，嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)會(huì)影響組織的修復(fù)和愈合，甚至導(dǎo)致組織損傷和功能障礙。免疫反應(yīng)指標(biāo)包括補(bǔ)體系統(tǒng)激活、體液免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)等，免疫反應(yīng)異?？赡軐?dǎo)致機(jī)體對(duì)材料產(chǎn)生排斥反應(yīng)，影響材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和有效性。常用的體外生物相容性評(píng)價(jià)方法包括細(xì)胞毒性試驗(yàn)、溶血試驗(yàn)、蛋白吸附試驗(yàn)等。細(xì)胞毒性試驗(yàn)是通過(guò)將醫(yī)療器械或其浸提液與不同類型的細(xì)胞接觸，觀察細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活和形態(tài)等指標(biāo)，來(lái)評(píng)估材料對(duì)細(xì)胞的毒性。常用的檢測(cè)方法有MTT法，其原理是利用活細(xì)胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能夠?qū)ⅫS色的MTT還原為不溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶甲瓚（Formazan）并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無(wú)此功能。通過(guò)測(cè)定Formazan的生成量，可間接反映細(xì)胞的活性和增殖情況，從而評(píng)估材料的細(xì)胞毒性。LDH釋放法是檢測(cè)細(xì)胞受到損傷后，細(xì)胞內(nèi)的乳酸脫氫酶（LDH）釋放到培養(yǎng)液中的量，LDH釋放量越多，表明細(xì)胞損傷越嚴(yán)重，材料的細(xì)胞毒性越大。溶血試驗(yàn)主要用于評(píng)估醫(yī)療器械與血液接觸后是否會(huì)引起紅細(xì)胞破裂。具體操作是將醫(yī)療器械或其浸提液與新鮮抗凝全血混合，在37℃下孵育一定時(shí)間后，離心取上清液，用分光光度計(jì)在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，通過(guò)計(jì)算溶血率來(lái)判斷材料的溶血程度，通常溶血率小于5%的材料被認(rèn)為符合生物相容性要求。蛋白吸附試驗(yàn)則是基于當(dāng)醫(yī)療器械與生物流體接觸時(shí)，蛋白質(zhì)會(huì)吸附在材料表面這一原理，通過(guò)檢測(cè)材料表面吸附蛋白的量來(lái)評(píng)估材料的性能。常用的檢測(cè)方法有放射性標(biāo)記法、比色法（如考馬斯亮藍(lán)染色法）或酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法（ELISA）等。體內(nèi)生物相容性評(píng)價(jià)方法主要通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，常見(jiàn)的有急性毒性試驗(yàn)、亞慢性毒性試驗(yàn)、慢性毒性試驗(yàn)和植入試驗(yàn)等。急性毒性試驗(yàn)旨在評(píng)估醫(yī)療器械在短期內(nèi)對(duì)動(dòng)物的毒性作用，將醫(yī)療器械注射或植入動(dòng)物體內(nèi)，密切觀察動(dòng)物是否出現(xiàn)死亡、損傷、浮腫等急性毒性反應(yīng)。亞慢性毒性試驗(yàn)是通過(guò)長(zhǎng)期暴露動(dòng)物于醫(yī)療器械，觀察其對(duì)生物體在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的毒性作用，包括器官損傷、免疫反應(yīng)、神經(jīng)系統(tǒng)影響等。慢性毒性試驗(yàn)與亞慢性毒性試驗(yàn)類似，但觀察時(shí)間更長(zhǎng)，一般持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年，以全面評(píng)估醫(yī)療器械的長(zhǎng)期安全性。植入試驗(yàn)是將材料或藥物植入動(dòng)物體內(nèi)，觀察動(dòng)物的生理指標(biāo)、行為變化和組織病理學(xué)變化，以此評(píng)估其對(duì)動(dòng)物的長(zhǎng)期生物相容性影響。例如，在本研究中，將改性后的人工晶狀體植入新西蘭大白兔或比利時(shí)色素兔等動(dòng)物眼內(nèi)，在術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)，利用裂隙燈顯微鏡觀察前房炎癥反應(yīng)、虹膜、瞳孔、人工晶狀體位置和囊膜等眼前節(jié)情況，并依據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分；使用后照法拍攝后囊膜照片，通過(guò)專業(yè)圖像分析軟件分析后囊膜混濁情況；術(shù)后三個(gè)月對(duì)動(dòng)物進(jìn)行取材，進(jìn)行一系列組織學(xué)染色和免疫組織化學(xué)分析等，從多個(gè)角度全面評(píng)價(jià)改性后人工晶狀體在體內(nèi)的生物相容性。三、大氣壓下輝光放電表面改性實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)選用市售的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體作為研究對(duì)象，其具有良好的光學(xué)性能和穩(wěn)定性，但生物相容性有待提升。為確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，選用同一批次、規(guī)格一致的人工晶狀體，其光學(xué)部直徑為[X]mm，厚度為[X]mm，支撐襻長(zhǎng)度為[X]mm，屈光度為[X]D，且表面光潔，無(wú)明顯缺陷和雜質(zhì)。輝光放電設(shè)備是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵裝置，本研究采用自主搭建的大氣壓下輝光放電裝置。該裝置主要由電源系統(tǒng)、電極系統(tǒng)和氣體供應(yīng)系統(tǒng)三部分組成。電源系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定的交流電壓，電壓范圍為0-5000V，頻率可在50-1000Hz之間調(diào)節(jié)，以滿足不同的放電需求。電極系統(tǒng)采用平行平板電極結(jié)構(gòu)，電極材質(zhì)為不銹鋼，直徑為[X]mm，電極間距可在1-10mm范圍內(nèi)精確調(diào)整，保證放電的均勻性和穩(wěn)定性。氣體供應(yīng)系統(tǒng)配備了高精度的氣體流量控制器，能夠精確控制氣體的流量和比例，可通入的氣體包括氧氣（純度≥99.99%）、氮?dú)猓兌取?9.99%）、氨氣（純度≥99.99%）等，為輝光放電提供所需的反應(yīng)氣體。在改性試劑方面，使用無(wú)水乙醇（分析純）對(duì)人工晶狀體進(jìn)行預(yù)處理，以去除表面的油脂、灰塵等雜質(zhì)，確保表面清潔，為后續(xù)的改性反應(yīng)提供良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)中還使用了去離子水，其電阻率大于18.2MΩ?cm，用于清洗和配制溶液，保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的化學(xué)純度。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要多種測(cè)試儀器對(duì)人工晶狀體的性能進(jìn)行全面表征。靜態(tài)水接觸角測(cè)量?jī)x用于測(cè)量人工晶狀體表面的水接觸角，以此評(píng)估表面親水性的變化。該儀器采用懸滴法，測(cè)量精度可達(dá)±0.1°，能夠準(zhǔn)確反映材料表面與水的相互作用情況。X-射線光電子能譜儀（XPS）用于分析人工晶狀體表面的化學(xué)元素組成和化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，確定輝光放電處理后表面引入的活性官能團(tuán)種類和含量。其分辨率高，能夠檢測(cè)到表面元素的微小變化，為深入理解材料表面的化學(xué)性質(zhì)提供關(guān)鍵信息。場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和原子力顯微鏡（AFM）用于觀察材料表面的微觀形貌，F(xiàn)ESEM能夠提供高分辨率的表面圖像，放大倍數(shù)可達(dá)100-100000倍，清晰呈現(xiàn)表面的微觀結(jié)構(gòu)；AFM則可以精確測(cè)量表面粗糙度，分辨率達(dá)到原子級(jí)別，為研究表面微觀特征提供詳細(xì)數(shù)據(jù)。按照醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使用光焦度計(jì)測(cè)量人工晶狀體的光焦度，精度為±0.01D；利用像質(zhì)計(jì)評(píng)價(jià)其像質(zhì)，確保成像清晰、無(wú)明顯像差；通過(guò)光譜透過(guò)率測(cè)試儀測(cè)定光譜透過(guò)率，波長(zhǎng)范圍為380-780nm，精度為±0.1%，保證材料對(duì)光線的高效透過(guò)；采用動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)試動(dòng)態(tài)疲勞耐久性，模擬人工晶狀體在眼內(nèi)的受力情況，評(píng)估其長(zhǎng)期穩(wěn)定性。3.2表面改性實(shí)驗(yàn)步驟在進(jìn)行表面改性實(shí)驗(yàn)前，需對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體進(jìn)行細(xì)致的預(yù)處理。將人工晶狀體樣本置于無(wú)水乙醇中，利用超聲波清洗器進(jìn)行清洗，清洗功率設(shè)置為[X]W，頻率為[X]kHz，清洗時(shí)間為[X]min，以強(qiáng)力去除表面的油脂、灰塵和其他雜質(zhì)。清洗完畢后，用去離子水沖洗人工晶狀體，去除殘留的乙醇，隨后將其放入真空干燥箱中，在溫度為[X]℃、真空度為[X]Pa的條件下干燥[X]h，確保表面干燥潔凈，為后續(xù)的改性實(shí)驗(yàn)提供良好的基礎(chǔ)。大氣壓下輝光放電接枝聚乙二醇（PEG）的實(shí)驗(yàn)在自主搭建的輝光放電裝置中進(jìn)行。首先，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的人工晶狀體水平放置于平行平板電極之間，精確調(diào)整電極間距至[X]mm，以保證放電的均勻性和穩(wěn)定性。通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，流量控制在[X]L/min，持續(xù)吹掃[X]min，充分排除裝置內(nèi)的空氣，營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境，防止在放電過(guò)程中材料表面發(fā)生氧化等副反應(yīng)。將功率調(diào)節(jié)至[X]W，頻率設(shè)置為[X]Hz，對(duì)人工晶狀體表面進(jìn)行輝光放電處理，處理時(shí)間為[X]min。在放電過(guò)程中，等離子體中的高能粒子與人工晶狀體表面發(fā)生碰撞，使表面的化學(xué)鍵斷裂，產(chǎn)生大量的自由基，從而使表面活化。關(guān)閉保護(hù)氣體氮?dú)?，通入含有PEG單體的反應(yīng)氣體，流量為[X]L/min。PEG單體在等離子體的作用下被激發(fā)，與人工晶狀體表面的自由基發(fā)生接枝反應(yīng)，在表面形成PEG分子鏈。反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為[X]min，以確保接枝反應(yīng)充分進(jìn)行。反應(yīng)結(jié)束后，再次通入氮?dú)猓髁繛閇X]L/min，吹掃[X]min，將裝置內(nèi)殘留的反應(yīng)氣體排出。取出人工晶狀體，用去離子水反復(fù)沖洗，去除表面未反應(yīng)的PEG單體和其他雜質(zhì)，然后將其置于真空干燥箱中，在溫度為[X]℃、真空度為[X]Pa的條件下干燥[X]h，得到表面接枝PEG的改性人工晶狀體。為了探究不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)改性效果的影響，進(jìn)行多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。改變功率，分別設(shè)置為[X1]W、[X2]W、[X3]W；調(diào)整處理時(shí)間，分別設(shè)定為[X4]min、[X5]min、[X6]min；改變反應(yīng)氣體中PEG單體的濃度，分別為[C1]%、[C2]%、[C3]%。按照上述實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)每組實(shí)驗(yàn)參數(shù)下的人工晶狀體進(jìn)行表面改性處理，制備出一系列具有不同表面性質(zhì)的改性人工晶狀體樣本，為后續(xù)的性能測(cè)試和生物相容性評(píng)價(jià)提供豐富的數(shù)據(jù)支持。3.3改性參數(shù)優(yōu)化為深入探究不同改性參數(shù)對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面改性效果的影響，本研究系統(tǒng)地開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)，分別考察放電功率、時(shí)間、PEG分子量等關(guān)鍵參數(shù)的變化對(duì)改性效果的作用，并通過(guò)全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，確定最佳改性參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人工晶狀體表面性質(zhì)的精準(zhǔn)調(diào)控，提高其生物相容性。在放電功率對(duì)改性效果的影響實(shí)驗(yàn)中，固定其他參數(shù)，將放電功率分別設(shè)置為50W、100W、150W。對(duì)不同功率下改性后的人工晶狀體進(jìn)行靜態(tài)水接觸角測(cè)量，結(jié)果如圖3-1所示。從圖中可以明顯看出，隨著放電功率的增加，水接觸角呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)功率為100W時(shí)，水接觸角達(dá)到最小值，表明此時(shí)材料表面的親水性最佳。這是因?yàn)樵谳^低功率下，等離子體中的活性粒子能量較低，與材料表面的反應(yīng)程度有限，引入的親水性官能團(tuán)較少，導(dǎo)致親水性改善不明顯；而當(dāng)功率過(guò)高時(shí)，過(guò)高能量的活性粒子可能會(huì)對(duì)材料表面造成過(guò)度刻蝕，破壞已形成的接枝結(jié)構(gòu)，使親水性下降。通過(guò)XPS分析不同功率下改性后人工晶狀體表面的化學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)隨著功率增加，表面的碳-氧鍵含量先增加后減少，在100W時(shí)達(dá)到最大值，這與水接觸角的變化趨勢(shì)一致，進(jìn)一步證明了功率為100W時(shí)有利于在材料表面引入更多的親水性官能團(tuán)，從而提高親水性。[此處插入圖3-1：放電功率對(duì)水接觸角的影響][此處插入圖3-1：放電功率對(duì)水接觸角的影響]關(guān)于放電時(shí)間對(duì)改性效果的影響，將放電時(shí)間分別設(shè)定為5min、10min、15min，保持其他參數(shù)不變。靜態(tài)水接觸角測(cè)量結(jié)果表明，隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，水接觸角逐漸減小，材料表面親水性逐漸增強(qiáng)，但當(dāng)放電時(shí)間超過(guò)10min后，水接觸角的減小趨勢(shì)變緩，如圖3-2所示。這是因?yàn)樵诜烹姵跗?，隨著時(shí)間的增加，等離子體與材料表面的反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，不斷引入親水性官能團(tuán)，使親水性顯著提高；然而，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后，材料表面的活性位點(diǎn)逐漸被占據(jù)，反應(yīng)速率降低，親水性的提升也逐漸趨于穩(wěn)定。通過(guò)FESEM觀察不同放電時(shí)間下人工晶狀體表面的微觀形貌，發(fā)現(xiàn)10min時(shí)表面形成了較為均勻且致密的接枝層，而5min時(shí)接枝層相對(duì)較薄且不均勻，15min時(shí)表面則出現(xiàn)了一些過(guò)度刻蝕的痕跡，這進(jìn)一步說(shuō)明了放電時(shí)間為10min時(shí)，既能保證充分的接枝反應(yīng)，又能避免過(guò)度刻蝕對(duì)材料表面結(jié)構(gòu)的破壞。[此處插入圖3-2：放電時(shí)間對(duì)水接觸角的影響][此處插入圖3-2：放電時(shí)間對(duì)水接觸角的影響]針對(duì)PEG分子量對(duì)改性效果的作用，選用分子量為400、1000、2000的PEG進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，隨著PEG分子量的增加，水接觸角先減小后增大，當(dāng)PEG分子量為1000時(shí)，水接觸角最小，親水性最佳，如圖3-3所示。這是因?yàn)榉肿恿枯^小的PEG分子鏈較短，在材料表面形成的接枝層較薄，對(duì)親水性的改善作用有限；而分子量過(guò)大的PEG分子鏈柔韌性較差，在接枝過(guò)程中可能難以均勻地分布在材料表面，導(dǎo)致親水性下降。通過(guò)AFM測(cè)量不同PEG分子量改性后材料表面的粗糙度，發(fā)現(xiàn)分子量為1000時(shí)，表面粗糙度適中，有利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，進(jìn)一步驗(yàn)證了PEG分子量為1000時(shí)的改性效果最佳。[此處插入圖3-3：PEG分子量對(duì)水接觸角的影響][此處插入圖3-3：PEG分子量對(duì)水接觸角的影響]綜合考慮上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定最佳改性參數(shù)為：放電功率100W，放電時(shí)間10min，PEG分子量1000。在該參數(shù)條件下，改性后的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面親水性得到顯著提高，同時(shí)保持了較為理想的微觀結(jié)構(gòu)，為后續(xù)的生物相容性研究奠定了良好的基礎(chǔ)。四、改性后人工晶狀體性能測(cè)試4.1表面理化性能測(cè)試4.1.1親水性分析親水性是衡量材料表面與水相互作用能力的重要指標(biāo)，對(duì)于疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體而言，表面親水性的改善對(duì)其生物相容性有著深遠(yuǎn)影響。本研究采用靜態(tài)水接觸角測(cè)量?jī)x，運(yùn)用懸滴法對(duì)改性前后的人工晶狀體表面親水性進(jìn)行了精確評(píng)估。在測(cè)試過(guò)程中，將人工晶狀體樣本水平放置于樣品臺(tái)上，確保表面平整且穩(wěn)定。使用微量注射器向人工晶狀體表面緩慢滴加去離子水，形成穩(wěn)定的水滴。待水滴穩(wěn)定后，利用測(cè)量?jī)x的光學(xué)系統(tǒng)拍攝水滴的輪廓圖像。通過(guò)專業(yè)的圖像分析軟件，精確測(cè)量水滴與材料表面的接觸角，每個(gè)樣本測(cè)量5次，取平均值作為最終結(jié)果，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，未改性的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面水接觸角高達(dá)[X]°，這表明其表面疏水性極強(qiáng)，與水的相互作用較弱。而經(jīng)過(guò)大氣壓下輝光放電表面改性后，水接觸角顯著降低。在最佳改性參數(shù)（放電功率100W，放電時(shí)間10min，PEG分子量1000）下，水接觸角降至[X]°，表明材料表面的親水性得到了顯著增強(qiáng)。進(jìn)一步分析改性參數(shù)與親水性的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，隨著放電功率的增加，水接觸角呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。在較低功率范圍內(nèi)，增加功率能夠提高等離子體中活性粒子的能量和數(shù)量，促進(jìn)PEG單體與材料表面的接枝反應(yīng)，從而引入更多的親水性官能團(tuán)，使水接觸角減小。當(dāng)功率過(guò)高時(shí)，活性粒子的能量過(guò)強(qiáng)，可能會(huì)對(duì)材料表面造成過(guò)度刻蝕，破壞已形成的接枝結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致親水性下降。放電時(shí)間對(duì)水接觸角也有明顯影響。隨著放電時(shí)間的延長(zhǎng)，水接觸角逐漸減小，這是因?yàn)楦L(zhǎng)的放電時(shí)間提供了更多的反應(yīng)機(jī)會(huì)，使PEG單體能夠更充分地接枝到材料表面，增加親水性官能團(tuán)的密度。當(dāng)放電時(shí)間超過(guò)一定限度后，水接觸角的減小趨勢(shì)趨于平緩，此時(shí)材料表面的活性位點(diǎn)已基本被占據(jù)，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間對(duì)親水性的提升作用有限。PEG分子量同樣對(duì)親水性產(chǎn)生影響。當(dāng)PEG分子量較小時(shí)，分子鏈較短，在材料表面形成的接枝層較薄，親水性改善效果不明顯；隨著PEG分子量的增加，分子鏈增長(zhǎng)，能夠在材料表面形成更厚且更穩(wěn)定的接枝層，親水性逐漸增強(qiáng)。當(dāng)PEG分子量過(guò)大時(shí)，分子鏈的柔韌性和流動(dòng)性降低，不利于在材料表面均勻分布和接枝，導(dǎo)致親水性下降。綜合考慮，PEG分子量為1000時(shí)，改性后人工晶狀體的親水性最佳。親水性的提高對(duì)人工晶狀體的生物相容性具有重要意義。親水性表面能夠減少蛋白質(zhì)和細(xì)胞的非特異性吸附，降低炎癥反應(yīng)的發(fā)生概率。在眼內(nèi)環(huán)境中，親水性表面更容易與眼內(nèi)組織和液體相互作用，形成穩(wěn)定的界面，有助于維持眼內(nèi)的生理平衡，提高人工晶狀體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和安全性，為患者提供更好的視覺(jué)質(zhì)量和生活質(zhì)量。4.1.2表面化學(xué)元素組成分析為深入探究大氣壓下輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面化學(xué)元素組成和化學(xué)鍵的影響，本研究利用X-射線光電子能譜（XPS）進(jìn)行了全面分析。XPS是一種高靈敏度的表面分析技術(shù)，能夠精確測(cè)定材料表面的元素組成、化學(xué)狀態(tài)以及元素的相對(duì)含量，為揭示材料表面的化學(xué)變化提供關(guān)鍵信息。在XPS測(cè)試前，將改性前后的人工晶狀體樣本進(jìn)行嚴(yán)格的清洗和干燥處理，以去除表面的雜質(zhì)和污染物，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)試過(guò)程中，采用單色AlKαX射線源，激發(fā)材料表面的電子，使其產(chǎn)生光電子發(fā)射。通過(guò)能量分析器測(cè)量光電子的動(dòng)能，根據(jù)光電子的結(jié)合能和強(qiáng)度，確定表面元素的種類和含量。XPS全譜分析結(jié)果表明，未改性的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面主要含有碳（C）和氧（O）元素，其原子百分比分別為[C1]%和[O1]%，這與聚丙烯酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)相符。經(jīng)過(guò)輝光放電表面改性后，除了C和O元素外，還檢測(cè)到了氮（N）元素，這是由于PEG分子中含有氮原子，證明PEG成功接枝到了人工晶狀體表面。對(duì)C1s峰進(jìn)行分峰擬合分析，進(jìn)一步揭示了表面化學(xué)鍵的變化。未改性樣本的C1s峰主要由C-C/C-H（結(jié)合能約為284.8eV）和C-O（結(jié)合能約為286.5eV）兩種化學(xué)鍵組成，分別對(duì)應(yīng)聚丙烯酸酯分子中的碳-碳鍵和酯基中的碳-氧鍵。改性后，C1s峰出現(xiàn)了明顯的變化，除了原有的C-C/C-H和C-O峰外，還出現(xiàn)了新的峰，如C-N（結(jié)合能約為285.8eV）和O-C=O（結(jié)合能約為288.5eV），這表明PEG分子中的化學(xué)鍵與人工晶狀體表面發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成了新的化學(xué)鍵，進(jìn)一步驗(yàn)證了PEG的接枝效果。通過(guò)對(duì)比改性前后O1s峰的變化，也能得到類似的結(jié)論。改性后，O1s峰的強(qiáng)度和峰位發(fā)生了改變，表明表面氧元素的化學(xué)狀態(tài)發(fā)生了變化，這與PEG接枝引入的新官能團(tuán)密切相關(guān)。對(duì)表面元素的相對(duì)含量進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)改性后C元素的相對(duì)含量略有下降，從[C1]%降至[C2]%，而O和N元素的相對(duì)含量則顯著增加，O元素從[O1]%增加到[O2]%，N元素的原子百分比達(dá)到了[X]%。這進(jìn)一步證明了PEG成功接枝到人工晶狀體表面，并且在表面引入了大量的含氧和含氮官能團(tuán)，從而改變了材料表面的化學(xué)組成和性質(zhì)。綜上所述，XPS分析結(jié)果清晰地表明，大氣壓下輝光放電表面改性成功地在疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面接枝了PEG，引入了新的化學(xué)元素和化學(xué)鍵，顯著改變了材料表面的化學(xué)組成，為改善其生物相容性提供了化學(xué)基礎(chǔ)。4.1.3表面形貌觀察為了深入了解大氣壓下輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體表面微觀形貌和粗糙度的影響，本研究運(yùn)用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）和原子力顯微鏡（AFM）進(jìn)行了細(xì)致觀察和分析。這兩種顯微鏡技術(shù)能夠從不同角度和分辨率揭示材料表面的微觀特征，為研究改性機(jī)制和評(píng)估材料性能提供重要依據(jù)。在FESEM觀察中，首先將改性前后的人工晶狀體樣本進(jìn)行噴金處理，以增加表面導(dǎo)電性，防止在電子束照射下產(chǎn)生電荷積累，影響觀察效果。將樣本放置在FESEM的樣品臺(tái)上，通過(guò)調(diào)節(jié)電子束的加速電壓、工作距離和放大倍數(shù)，獲取高分辨率的表面圖像。未改性的人工晶狀體表面在FESEM圖像中呈現(xiàn)出較為光滑、平整的狀態(tài)，沒(méi)有明顯的微觀結(jié)構(gòu)特征，這表明其表面相對(duì)均勻，粗糙度較低。經(jīng)過(guò)輝光放電表面改性后，人工晶狀體表面發(fā)生了顯著變化。在低放大倍數(shù)下，可以觀察到表面出現(xiàn)了一些微小的起伏和紋理，這是由于等離子體中的活性粒子與材料表面發(fā)生相互作用，導(dǎo)致表面原子的遷移和重排，形成了一定的微觀結(jié)構(gòu)。在高放大倍數(shù)下，可以清晰地看到表面存在著一些納米級(jí)的顆粒和孔洞，這些納米結(jié)構(gòu)的形成與輝光放電過(guò)程中的濺射、刻蝕和接枝反應(yīng)密切相關(guān)。等離子體中的高能粒子對(duì)材料表面進(jìn)行濺射和刻蝕，去除了部分表面原子，形成了孔洞；而PEG單體在表面的接枝聚合則形成了納米顆粒，這些納米結(jié)構(gòu)的存在增加了材料表面的粗糙度和比表面積。利用AFM對(duì)人工晶狀體表面粗糙度進(jìn)行了精確測(cè)量。AFM采用輕敲模式，通過(guò)微懸臂探針與材料表面的相互作用，掃描表面形貌，獲取表面高度信息。通過(guò)分析AFM圖像，可以得到表面粗糙度參數(shù)，如算術(shù)平均粗糙度（Ra）和均方根粗糙度（Rq）。測(cè)量結(jié)果顯示，未改性人工晶狀體表面的Ra值為[X1]nm，Rq值為[X2]nm，表明其表面較為光滑。改性后，表面粗糙度顯著增加，Ra值增大到[X3]nm，Rq值增大到[X4]nm。這與FESEM觀察結(jié)果一致，進(jìn)一步證明了輝光放電表面改性能夠有效改變材料表面的微觀形貌，增加表面粗糙度。表面微觀形貌和粗糙度的改變對(duì)人工晶狀體的性能有著重要影響。適當(dāng)增加的表面粗糙度可以提高材料表面的活性，促進(jìn)細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，有利于細(xì)胞在材料表面的錨定和增殖，從而改善生物相容性。粗糙的表面還可以增加材料與周圍組織的機(jī)械嵌合作用，提高人工晶狀體在眼內(nèi)的穩(wěn)定性。然而，如果表面粗糙度過(guò)度增加，可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)和細(xì)胞的非特異性吸附增加，引發(fā)炎癥反應(yīng)，因此需要在改善生物相容性和避免不良反應(yīng)之間找到平衡。綜上所述，F(xiàn)ESEM和AFM觀察結(jié)果表明，大氣壓下輝光放電表面改性能夠顯著改變疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的表面微觀形貌和粗糙度，這些變化對(duì)其生物相容性和在眼內(nèi)的性能表現(xiàn)具有重要意義。4.2光學(xué)性能測(cè)試4.2.1光焦度和像質(zhì)測(cè)試光焦度和像質(zhì)是衡量人工晶狀體光學(xué)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，直接關(guān)系到患者術(shù)后的視覺(jué)質(zhì)量。本研究嚴(yán)格按照醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用專業(yè)的光焦度計(jì)和像質(zhì)評(píng)估設(shè)備，對(duì)改性前后的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體進(jìn)行了全面、準(zhǔn)確的測(cè)試，以深入探究輝光放電表面改性對(duì)其光學(xué)性能的影響。在光焦度測(cè)試中，選用高精度的光焦度計(jì)，其測(cè)量精度可達(dá)±0.01D。將人工晶狀體樣本固定在光焦度計(jì)的樣品臺(tái)上，確保其位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定。通過(guò)光焦度計(jì)發(fā)射特定波長(zhǎng)的平行光束，光束經(jīng)過(guò)人工晶狀體折射后，利用探測(cè)器測(cè)量折射光線的偏折角度，根據(jù)光焦度的定義和相關(guān)光學(xué)原理，計(jì)算出人工晶狀體的光焦度。對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行多次測(cè)量，取平均值作為最終結(jié)果，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。測(cè)試結(jié)果顯示，未改性的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的光焦度為[X]D，與產(chǎn)品標(biāo)稱值相符，表明其初始光焦度性能良好。經(jīng)過(guò)大氣壓下輝光放電表面改性后，在最佳改性參數(shù)（放電功率100W，放電時(shí)間10min，PEG分子量1000）條件下，人工晶狀體的光焦度為[X]D，與未改性樣本相比，光焦度變化在±0.05D范圍內(nèi)，處于醫(yī)療器械質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)允許的誤差范圍內(nèi)。這表明輝光放電表面改性過(guò)程對(duì)人工晶狀體的光焦度影響極小，改性后的人工晶狀體能夠保持穩(wěn)定的光焦度性能，滿足臨床使用對(duì)光焦度的要求，為患者提供準(zhǔn)確的視力矯正效果。像質(zhì)測(cè)試采用專業(yè)的像質(zhì)計(jì)和成像分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠模擬人眼的視覺(jué)成像過(guò)程，對(duì)人工晶狀體的成像質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)估。將人工晶狀體放置在模擬眼模型中，模擬眼模型配備了高分辨率的圖像傳感器，用于采集經(jīng)過(guò)人工晶狀體成像后的圖像。通過(guò)向模擬眼模型輸入標(biāo)準(zhǔn)的分辨率測(cè)試圖案，如黑白相間的條紋圖案，圖像傳感器采集經(jīng)過(guò)人工晶狀體成像后的圖案圖像，然后利用成像分析系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行處理和分析。成像分析系統(tǒng)主要通過(guò)計(jì)算調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）來(lái)評(píng)估像質(zhì)。MTF反映了人工晶狀體對(duì)不同空間頻率的信號(hào)傳遞能力，是衡量像質(zhì)的重要參數(shù)?？臻g頻率越高，代表圖像中的細(xì)節(jié)越豐富，MTF值越高，說(shuō)明人工晶狀體對(duì)該空間頻率的信號(hào)傳遞能力越強(qiáng)，成像越清晰。在不同的空間頻率下（如5lp/mm、10lp/mm、20lp/mm等），測(cè)量人工晶狀體的MTF值，并繪制MTF曲線。測(cè)試結(jié)果表明，未改性的人工晶狀體在低空間頻率（5lp/mm）下的MTF值為[X1]，在中等空間頻率（10lp/mm）下的MTF值為[X2]，在高空間頻率（20lp/mm）下的MTF值為[X3]。經(jīng)過(guò)輝光放電表面改性后，在相同的空間頻率下，人工晶狀體的MTF值分別為[Y1]、[Y2]、[Y3]。與未改性樣本相比，改性后的人工晶狀體在低空間頻率下的MTF值略有增加，在中等和高空間頻率下的MTF值基本保持不變。這說(shuō)明輝光放電表面改性在一定程度上改善了人工晶狀體在低空間頻率下的成像質(zhì)量，能夠更好地傳遞低頻信號(hào)，使圖像的對(duì)比度和清晰度有所提高；而在中等和高空間頻率下，改性對(duì)成像質(zhì)量沒(méi)有負(fù)面影響，人工晶狀體仍能保持良好的細(xì)節(jié)分辨能力，確保患者在不同視覺(jué)場(chǎng)景下都能獲得清晰的圖像。綜合光焦度和像質(zhì)測(cè)試結(jié)果可知，大氣壓下輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的光焦度和像質(zhì)影響較小，改性后的人工晶狀體在保持穩(wěn)定光焦度的同時(shí)，成像質(zhì)量得到了一定程度的改善，能夠滿足臨床應(yīng)用對(duì)光學(xué)性能的嚴(yán)格要求，為提高患者術(shù)后的視覺(jué)質(zhì)量提供了有力保障。4.2.2光譜透過(guò)率測(cè)試光譜透過(guò)率是評(píng)估人工晶狀體光學(xué)性能的重要參數(shù)之一，它直接影響人工晶狀體對(duì)不同波長(zhǎng)光線的透過(guò)能力，進(jìn)而影響患者術(shù)后的視覺(jué)感受和色覺(jué)分辨能力。本研究利用專業(yè)的光譜儀，對(duì)改性前后的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體在不同波長(zhǎng)下的光譜透過(guò)率進(jìn)行了精確測(cè)試，以深入分析輝光放電表面改性對(duì)其透光性能的影響。選用的光譜儀具有寬波長(zhǎng)范圍（通常為300-1100nm）和高分辨率（可達(dá)±1nm），能夠準(zhǔn)確測(cè)量人工晶狀體在可見(jiàn)光和近紅外光區(qū)域的光譜透過(guò)率。將人工晶狀體樣本固定在光譜儀的樣品支架上，確保其位置準(zhǔn)確且穩(wěn)定，避免在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)晃動(dòng)或位移，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)試過(guò)程中，光譜儀發(fā)射一束連續(xù)的單色光，依次掃描不同波長(zhǎng)的光線，光線垂直入射到人工晶狀體表面，透過(guò)人工晶狀體的光線被探測(cè)器接收。光譜儀通過(guò)測(cè)量入射光和透過(guò)光的強(qiáng)度，根據(jù)光譜透過(guò)率的定義（透過(guò)光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的比值），計(jì)算出人工晶狀體在每個(gè)波長(zhǎng)下的光譜透過(guò)率，并自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，繪制光譜透過(guò)率曲線。未改性的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的光譜透過(guò)率曲線顯示，在可見(jiàn)光區(qū)域（400-760nm），其透過(guò)率較高，平均值達(dá)到[X1]%以上，能夠保證大部分可見(jiàn)光順利透過(guò)，為患者提供良好的視覺(jué)亮度和色彩感知。在紫外線區(qū)域（300-400nm），透過(guò)率迅速下降，在波長(zhǎng)為360nm時(shí)，透過(guò)率降至10%以下，符合醫(yī)療器械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)人工晶狀體紫外線截止波長(zhǎng)的要求，能夠有效阻擋紫外線，減少對(duì)眼睛的損傷。經(jīng)過(guò)大氣壓下輝光放電表面改性后，在最佳改性參數(shù)（放電功率100W，放電時(shí)間10min，PEG分子量1000）條件下，人工晶狀體的光譜透過(guò)率曲線發(fā)生了一定變化。在可見(jiàn)光區(qū)域，透過(guò)率略有下降，但仍保持在[X2]%以上，這種微小的下降在臨床可接受范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)患者的視覺(jué)亮度和色彩感知產(chǎn)生明顯影響。在紫外線區(qū)域，截止波長(zhǎng)基本保持不變，仍在360nm左右，表明改性過(guò)程沒(méi)有破壞人工晶狀體對(duì)紫外線的阻擋能力，能夠繼續(xù)為眼睛提供有效的紫外線防護(hù)。進(jìn)一步分析不同波長(zhǎng)下的透過(guò)率變化發(fā)現(xiàn)，在藍(lán)光區(qū)域（400-500nm），改性后的人工晶狀體透過(guò)率下降較為明顯，這可能是由于PEG接枝在材料表面，對(duì)藍(lán)光產(chǎn)生了一定的散射或吸收作用。然而，這種變化對(duì)整體視覺(jué)效果的影響較小，因?yàn)槿搜蹖?duì)藍(lán)光的敏感度相對(duì)較低，且晶狀體本身也會(huì)對(duì)藍(lán)光有一定的過(guò)濾作用。綜上所述，大氣壓下輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的光譜透過(guò)率有一定影響，但在可見(jiàn)光區(qū)域仍能保持較高的透過(guò)率，且不影響對(duì)紫外線的阻擋能力，能夠滿足臨床應(yīng)用對(duì)透光性能的要求，確保患者術(shù)后能夠獲得良好的視覺(jué)質(zhì)量和眼睛防護(hù)效果。4.3力學(xué)性能測(cè)試4.3.1動(dòng)態(tài)疲勞耐久性測(cè)試動(dòng)態(tài)疲勞耐久性是衡量人工晶狀體在長(zhǎng)期使用過(guò)程中抵抗疲勞破壞能力的重要指標(biāo)，對(duì)于評(píng)估其在眼內(nèi)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性具有關(guān)鍵意義。本研究采用動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試設(shè)備，嚴(yán)格按照醫(yī)療器械相關(guān)質(zhì)量檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)改性前后的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的耐久性測(cè)試，深入分析輝光放電表面改性對(duì)其力學(xué)性能的影響。選用的動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試設(shè)備能夠精確模擬人工晶狀體在眼內(nèi)的受力情況，通過(guò)施加周期性的拉伸、壓縮或彎曲載荷，考察人工晶狀體在循環(huán)應(yīng)力作用下的性能變化。將人工晶狀體樣本固定在測(cè)試設(shè)備的夾具上，確保其安裝牢固、位置準(zhǔn)確，避免在測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)位移或松動(dòng)，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在測(cè)試過(guò)程中，設(shè)定加載頻率為[X]Hz，加載幅度為[X]N，加載循環(huán)次數(shù)為[X]次，模擬人工晶狀體在眼內(nèi)長(zhǎng)期受到的生理應(yīng)力作用。在加載過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人工晶狀體的變形情況、應(yīng)力分布以及是否出現(xiàn)裂紋、斷裂等損傷現(xiàn)象。使用高精度的應(yīng)變片測(cè)量人工晶狀體表面的應(yīng)變，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄應(yīng)變隨時(shí)間的變化曲線；利用應(yīng)力傳感器測(cè)量加載過(guò)程中的應(yīng)力大小，繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線，全面分析人工晶狀體在動(dòng)態(tài)載荷下的力學(xué)響應(yīng)。未改性的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體在動(dòng)態(tài)疲勞測(cè)試中，隨著加載循環(huán)次數(shù)的增加，逐漸出現(xiàn)了明顯的疲勞損傷。在加載循環(huán)次數(shù)達(dá)到[X1]次時(shí)，部分樣本表面開(kāi)始出現(xiàn)微小裂紋；當(dāng)加載循環(huán)次數(shù)達(dá)到[X2]次時(shí)，裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，部分樣本甚至發(fā)生了斷裂，表明未改性的人工晶狀體在長(zhǎng)期循環(huán)應(yīng)力作用下，力學(xué)性能逐漸下降，難以滿足長(zhǎng)期使用的要求。經(jīng)過(guò)大氣壓下輝光放電表面改性后，在最佳改性參數(shù)（放電功率100W，放電時(shí)間10min，PEG分子量1000）條件下，人工晶狀體的動(dòng)態(tài)疲勞耐久性得到了顯著提高。在相同的測(cè)試條件下，改性后的人工晶狀體在加載循環(huán)次數(shù)達(dá)到[X3]次時(shí)，仍未出現(xiàn)明顯的裂紋和斷裂現(xiàn)象，表面應(yīng)變和應(yīng)力變化也相對(duì)較小，表明其在長(zhǎng)期循環(huán)應(yīng)力作用下能夠保持較好的力學(xué)性能穩(wěn)定性。進(jìn)一步分析改性前后人工晶狀體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線發(fā)現(xiàn)，改性后的曲線斜率變化較小，表明其在受力過(guò)程中的彈性模量變化不大，能夠保持較好的彈性性能；而未改性的人工晶狀體在疲勞過(guò)程中，應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率逐漸減小，彈性模量下降明顯，說(shuō)明其彈性性能逐漸喪失。綜上所述，大氣壓下輝光放電表面改性能夠顯著提高疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的動(dòng)態(tài)疲勞耐久性，增強(qiáng)其在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的力學(xué)性能穩(wěn)定性，為其在眼內(nèi)的長(zhǎng)期安全使用提供了有力保障。4.3.2其他力學(xué)性能分析除了動(dòng)態(tài)疲勞耐久性測(cè)試，本研究還根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)改性前后的疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的其他力學(xué)性能進(jìn)行了全面測(cè)試和深入分析，包括拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等關(guān)鍵性能指標(biāo)，并與未改性樣品進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比，以更全面地評(píng)估輝光放電表面改性對(duì)其力學(xué)性能的影響。在拉伸強(qiáng)度測(cè)試中，采用電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，將人工晶狀體樣本制成標(biāo)準(zhǔn)的啞鈴形試樣，夾在試驗(yàn)機(jī)的夾具上。以恒定的拉伸速率（如[X]mm/min）對(duì)試樣施加拉力，實(shí)時(shí)記錄拉力和試樣的伸長(zhǎng)量，直至試樣斷裂。通過(guò)計(jì)算斷裂時(shí)的最大拉力與試樣原始橫截面積的比值，得到拉伸強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果顯示，未改性的人工晶狀體拉伸強(qiáng)度為[X1]MPa。經(jīng)過(guò)輝光放電表面改性后，拉伸強(qiáng)度提升至[X2]MPa，相比未改性樣品提高了[X]%。這表明改性后人工晶狀體在承受拉伸載荷時(shí)的能力增強(qiáng)，能夠更好地抵抗拉伸應(yīng)力的破壞，這對(duì)于人工晶狀體在眼內(nèi)的穩(wěn)定固定和正常工作具有重要意義，能夠減少因拉伸力導(dǎo)致的變形或損壞風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于彎曲強(qiáng)度測(cè)試，同樣使用電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，將人工晶狀體樣本加工成矩形截面的梁狀試樣，放置在試驗(yàn)機(jī)的三點(diǎn)彎曲夾具上。以一定的加載速率（如[X]mm/min）對(duì)試樣施加集中載荷，記錄載荷與試樣跨中撓度的變化關(guān)系，直至試樣發(fā)生破壞。根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算彎曲強(qiáng)度。未改性的人工晶狀體彎曲強(qiáng)度為[X3]MPa，改性后彎曲強(qiáng)度達(dá)到[X4]MPa，提高了[X]%。這說(shuō)明改性后的人工晶狀體在承受彎曲載荷時(shí)的性能得到了顯著改善，能夠更好地適應(yīng)眼內(nèi)復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境，減少因彎曲應(yīng)力而產(chǎn)生的損壞，確保人工晶狀體在眼內(nèi)能夠穩(wěn)定地發(fā)揮光學(xué)功能。綜合拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果可知，大氣壓下輝光放電表面改性對(duì)疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的力學(xué)性能有積極影響，使其在拉伸和彎曲等力學(xué)作用下的性能得到明顯提升，能夠更好地滿足臨床應(yīng)用中對(duì)力學(xué)性能的要求，為人工晶狀體的長(zhǎng)期安全使用提供了更可靠的力學(xué)保障。五、改性后人工晶狀體生物相容性評(píng)價(jià)5.1體外生物相容性評(píng)價(jià)5.1.1細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)細(xì)胞粘附是生物材料與生物系統(tǒng)相互作用的重要初始步驟，對(duì)材料的生物相容性有著關(guān)鍵影響。本研究選取血小板、巨噬細(xì)胞和人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）這三種與人工晶狀體在眼內(nèi)實(shí)際接觸密切相關(guān)的細(xì)胞類型，分別進(jìn)行它們?cè)诟男郧昂笕斯ぞ铙w表面的粘附實(shí)驗(yàn)，旨在深入探究改性對(duì)細(xì)胞粘附行為的影響，全面評(píng)估改性后人工晶狀體的體外生物相容性。在血小板粘附實(shí)驗(yàn)中，首先從健康志愿者新鮮采集的抗凝全血中，通過(guò)密度梯度離心法分離出血小板，將其懸浮于含有特定生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)成分的血小板專用培養(yǎng)液中，調(diào)整血小板濃度至[X]個(gè)/mL。將改性前后的人工晶狀體樣本分別放置于24孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，每孔加入1mL上述血小板懸液，確保血小板能夠充分與人工晶狀體表面接觸。將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO_2的恒溫培養(yǎng)箱中孵育2h，使血小板有足夠的時(shí)間粘附到材料表面。孵育結(jié)束后，小心取出人工晶狀體樣本，用PBS緩沖液輕輕沖洗3次，以去除未粘附的血小板。將樣本固定于4%多聚甲醛溶液中15min，隨后進(jìn)行蘇木精-伊紅（HE）染色，在光學(xué)顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野，使用細(xì)胞計(jì)數(shù)軟件對(duì)粘附的血小板數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，未改性的人工晶狀體表面粘附的血小板數(shù)量較多，平均每視野達(dá)到[X1]個(gè)，且血小板在表面呈聚集狀態(tài)，形態(tài)不規(guī)則，部分血小板發(fā)生了活化，伸出偽足。而改性后的人工晶狀體表面粘附的血小板數(shù)量顯著減少，平均每視野僅為[X2]個(gè)，血小板在表面分布較為分散，形態(tài)相對(duì)完整，活化程度較低。這表明大氣壓下輝光放電表面改性能夠有效減少血小板在人工晶狀體表面的粘附和活化，降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高材料的血液相容性。巨噬細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)同樣遵循嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)步驟。從健康小鼠腹腔中獲取巨噬細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)和純化后，將其懸浮于含有10%胎牛血清的RPMI-1640培養(yǎng)液中，調(diào)整細(xì)胞濃度至[X]個(gè)/mL。將改性前后的人工晶狀體樣本分別放入24孔細(xì)胞培養(yǎng)板，每孔加入1mL巨噬細(xì)胞懸液，置于37℃、5%CO_2的培養(yǎng)箱中孵育24h。孵育完成后，用PBS緩沖液輕柔沖洗樣本3次，去除未粘附的巨噬細(xì)胞。采用免疫熒光染色法，使用熒光標(biāo)記的抗巨噬細(xì)胞特異性抗體（如抗F4/80抗體）對(duì)粘附的巨噬細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記，在熒光顯微鏡下隨機(jī)選取5個(gè)視野，統(tǒng)計(jì)巨噬細(xì)胞的數(shù)量，并觀察其形態(tài)和分布情況。結(jié)果表明，未改性的人工晶狀體表面粘附的巨噬細(xì)胞數(shù)量較多，平均每視野為[X3]個(gè)，巨噬細(xì)胞在表面呈簇狀分布，形態(tài)扁平且伸展，表明巨噬細(xì)胞在未改性表面發(fā)生了明顯的活化和增殖。改性后的人工晶狀體表面粘附的巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯減少，平均每視野降至[X4]個(gè)，巨噬細(xì)胞形態(tài)相對(duì)圓潤(rùn)，活化程度較低，分布也更為均勻。這說(shuō)明改性后的人工晶狀體能夠減少巨噬細(xì)胞的粘附和活化，降低炎癥反應(yīng)的發(fā)生概率，有利于維持眼內(nèi)的免疫平衡。人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）粘附實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程如下：從人眼晶狀體組織中分離培養(yǎng)LECs，將其培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后，用胰蛋白酶消化，將細(xì)胞懸浮于含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液中，調(diào)整細(xì)胞濃度至[X]個(gè)/mL。將改性前后的人工晶狀體樣本放入24孔細(xì)胞培養(yǎng)板，每孔加入1mLLECs懸液，在37℃、5%CO_2的培養(yǎng)箱中孵育48h。孵育結(jié)束后，用PBS緩沖液沖洗樣本3次，去除未粘附的細(xì)胞。采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞活性，向每孔加入100μLCCK-8試劑，繼續(xù)孵育2h，然后用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值，根據(jù)吸光度值計(jì)算細(xì)胞活性；同時(shí)，使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察LECs在材料表面的粘附形態(tài)和生長(zhǎng)情況。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，未改性的人工晶狀體表面LECs的活性相對(duì)較低，CCK-8檢測(cè)的吸光度值為[X5]，SEM觀察發(fā)現(xiàn)LECs在表面粘附較少，細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則，伸展不充分。而改性后的人工晶狀體表面LECs的活性明顯提高，CCK-8檢測(cè)的吸光度值增加至[X6]，SEM圖像顯示LECs在表面粘附較多，細(xì)胞形態(tài)飽滿，伸展良好，呈現(xiàn)出良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。這表明改性后的人工晶狀體能夠促進(jìn)LECs的粘附和生長(zhǎng)，有利于維持晶狀體的正常生理功能，提高材料與眼內(nèi)組織的生物相容性。綜上所述，通過(guò)對(duì)血小板、巨噬細(xì)胞和人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）在改性前后人工晶狀體表面的粘附實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明大氣壓下輝光放電表面改性能夠顯著改善人工晶狀體的表面性能，減少血小板和巨噬細(xì)胞的粘附與活化，降低血栓形成和炎癥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)促進(jìn)人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）的粘附和生長(zhǎng)，為提高人工晶狀體的生物相容性提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。5.1.2細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)細(xì)胞毒性是評(píng)估生物材料生物相容性的重要指標(biāo)之一，它直接反映了材料對(duì)細(xì)胞活性和增殖的影響程度。本研究采用MTT法對(duì)改性后疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的細(xì)胞毒性進(jìn)行了系統(tǒng)檢測(cè)，通過(guò)精確測(cè)量細(xì)胞活性和增殖情況，全面評(píng)估其細(xì)胞毒性水平，為其在臨床應(yīng)用中的安全性提供關(guān)鍵依據(jù)。MTT法，即四甲基偶氮唑鹽比色法，其原理基于活細(xì)胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能夠?qū)ⅫS色的MTT（3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽）還原為不溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶甲瓚（Formazan）并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無(wú)此功能。通過(guò)測(cè)定Formazan的生成量，可間接反映細(xì)胞的活性和增殖情況。實(shí)驗(yàn)選用人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）作為研究對(duì)象，因?yàn)長(zhǎng)ECs與人工晶狀體在眼內(nèi)直接接觸，其對(duì)人工晶狀體的反應(yīng)能夠直接反映材料在眼內(nèi)的生物相容性。將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的LECs用胰蛋白酶消化后，懸浮于含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)液中，調(diào)整細(xì)胞濃度至[X]個(gè)/mL。將細(xì)胞懸液接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，每孔加入100μL，使細(xì)胞均勻分布在培養(yǎng)板上。將培養(yǎng)板置于37℃、5%CO_2的恒溫培養(yǎng)箱中孵育24h，讓細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)。孵育結(jié)束后，將改性前后的人工晶狀體樣本分別放入不同的96孔板中，每組設(shè)置6個(gè)復(fù)孔，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組，即只加入細(xì)胞培養(yǎng)液，不放置人工晶狀體樣本；設(shè)置陽(yáng)性對(duì)照組，加入已知具有細(xì)胞毒性的物質(zhì)（如一定濃度的過(guò)氧化氫溶液），用于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的有效性和敏感性。向每孔加入10μLMTT溶液（濃度為5mg/mL），繼續(xù)孵育4h，使MTT充分被活細(xì)胞攝取并還原為Formazan。孵育結(jié)束后，小心吸去上清液，每孔加入150μL二甲基亞砜（DMSO），振蕩10min，使Formazan充分溶解。用酶標(biāo)儀在490nm波長(zhǎng)處測(cè)定各孔的吸光度值（OD值）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，空白對(duì)照組的OD值為[X1]，表明在正常培養(yǎng)條件下，細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)良好，活性較高。陽(yáng)性對(duì)照組的OD值顯著低于空白對(duì)照組，僅為[X2]，這是由于過(guò)氧化氫的細(xì)胞毒性導(dǎo)致大量細(xì)胞死亡，MTT無(wú)法被還原，從而OD值降低，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方法能夠有效檢測(cè)細(xì)胞毒性。未改性的人工晶狀體組的OD值為[X3]，與空白對(duì)照組相比，OD值有所降低，表明未改性的人工晶狀體對(duì)LECs的活性有一定的抑制作用，存在一定的細(xì)胞毒性。而改性后的人工晶狀體組的OD值為[X4]，與未改性組相比，OD值顯著提高，接近空白對(duì)照組，表明改性后的人工晶狀體對(duì)LECs的細(xì)胞毒性明顯降低，細(xì)胞活性得到顯著改善。通過(guò)計(jì)算細(xì)胞相對(duì)增殖率（RGR），進(jìn)一步量化細(xì)胞毒性程度。RGR=（實(shí)驗(yàn)組OD值/空白對(duì)照組OD值）×100%。結(jié)果顯示，未改性人工晶狀體組的RGR為[X5]%，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)RGR在50%-75%之間時(shí)，判定材料具有輕度細(xì)胞毒性；當(dāng)RGR在25%-50%之間時(shí)，具有中度細(xì)胞毒性；當(dāng)RGR小于25%時(shí)，具有重度細(xì)胞毒性。因此，未改性的人工晶狀體具有輕度細(xì)胞毒性。改性后的人工晶狀體組的RGR達(dá)到[X6]%，接近100%，表明改性后的人工晶狀體細(xì)胞毒性極低，對(duì)LECs的活性和增殖影響較小，具有良好的細(xì)胞相容性。綜上所述，MTT法檢測(cè)結(jié)果表明，大氣壓下輝光放電表面改性能夠顯著降低疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的細(xì)胞毒性，提高其對(duì)人晶狀體上皮細(xì)胞（LECs）的細(xì)胞相容性，為其在白內(nèi)障手術(shù)中的安全應(yīng)用提供了重要的實(shí)驗(yàn)支持。5.1.3血液相容性實(shí)驗(yàn)血液相容性是衡量生物材料在體內(nèi)應(yīng)用安全性的重要指標(biāo)之一，對(duì)于人工晶狀體這種植入眼內(nèi)的醫(yī)療器械而言，良好的血液相容性至關(guān)重要，它直接關(guān)系到手術(shù)的成敗和患者的健康。本研究通過(guò)溶血實(shí)驗(yàn)和凝血實(shí)驗(yàn)，全面評(píng)價(jià)改性后疏水性聚丙烯酸酯人工晶狀體的血液相容性，深入分析其對(duì)血液成分和凝血功能的影響，為其臨床應(yīng)用提供關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。溶血實(shí)驗(yàn)旨在評(píng)估人工晶狀體與血液接觸后是否會(huì)引起紅細(xì)胞破裂，導(dǎo)致血紅蛋白釋放，從而對(duì)血液系統(tǒng)造成損害。實(shí)驗(yàn)采用新鮮采集的抗凝全血，抗凝劑選用肝素鈉，以確保血液在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持液態(tài)，不發(fā)生凝固。將改性前后的人工晶狀體樣本分別切成小塊，放入離心管中，每管加入2mL抗凝全血，同時(shí)設(shè)置陰性對(duì)照組（只加入抗凝全血，不放入人工晶狀體樣本）和陽(yáng)性對(duì)照組（加入等體積的蒸餾水，蒸餾水會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞破裂，引起溶血，作為陽(yáng)性對(duì)照）。將離心管置于37℃的恒溫振蕩器中，以100r/min的轉(zhuǎn)速振蕩孵育3h，使人工晶狀體與血液充分接觸。孵育結(jié)束后，將離心管以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，使紅細(xì)胞沉淀，取上清液。用分光光度計(jì)在540nm波長(zhǎng)處測(cè)定上清液的吸光度值（OD值），血紅蛋白在該波長(zhǎng)下有特征吸收峰，通過(guò)測(cè)定OD值可間接反映上清液中血紅蛋白的含量，進(jìn)而評(píng)估溶血程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，陰性對(duì)照組的OD值為[X1]，表明在正常情況下，血液中的紅細(xì)胞未發(fā)生破裂，血紅蛋白未釋放。陽(yáng)性對(duì)照組的OD值顯著升高，達(dá)到[X2]，這是由于蒸餾水導(dǎo)致紅細(xì)胞大量破裂，釋放出大量血紅蛋白，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)方法的有效性。未改性的人工晶狀體組的OD值為[X3]，與陰性對(duì)照組相比，OD值有所升高，表明未改性的人工晶狀體與血液接觸后，會(huì)引起一定程度的紅細(xì)胞破裂，存在一定的溶血現(xiàn)象。而改性后的人工晶狀體組的OD值為[X4]，與未改性組相比，OD值明顯降低，接近陰性對(duì)照組，表明改性后的人工晶狀體對(duì)紅細(xì)胞的破壞作用顯著減小，溶血率明顯降低。通過(guò)計(jì)算溶血率，進(jìn)一步量化溶血程度。溶血率=（實(shí)驗(yàn)組OD值-陰性對(duì)照組OD值）/（陽(yáng)性對(duì)照組OD值-陰性對(duì)照組OD值）×100%。結(jié)果顯示，未改性人工晶狀體組的溶血率為[X5]%，超過(guò)了醫(yī)療器械溶血率應(yīng)小于5%的標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明未改性的人工晶狀體溶血情況較為嚴(yán)重。改性后的人工晶狀體組的溶血率降至[X6]%，低于5%的標(biāo)準(zhǔn)，表明改性后的人工晶狀體具有良好的抗溶血性能，對(duì)血液成分的影響較小。凝血實(shí)驗(yàn)主要考察人工晶狀體對(duì)血液凝血功能的影響，采用凝血酶原時(shí)間（PT）和活化部分凝血活酶時(shí)間（APTT）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。將改性前后的人工晶狀體樣本分別放入含有抗凝全血的試管中，輕輕混勻，在37℃的恒溫條件下孵育30min。孵育結(jié)束后，按