生物医学工程与医疗设备杂志
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抽象的

紫外线激活角膜交联装置临床问题的解析公式

林瑞腾

目的：对紫外线引发的角膜胶原交联动力学的关键问题进行建模，包括新的安全标准、交联时间和功效。方法：对耦合动力学方程进行数值求解，并导出三个关键参数的解析公式：安全剂量 (E*)、交联时间 (T*) 和由角膜硬度增加定义的功效 (S)。通过九个参数探讨角膜交联的关键问题：三个消光系数、核黄素溶液的浓度和扩散深度、紫外线剂量、照射时间、内皮细胞的细胞毒性能量阈值和角膜厚度。结果：对于0.1%至0的RF浓度，安全剂量（E*）的范围很宽，为3.5至12（J/cm2）。2%，扩散深度为200μm至400μm。结果表明，T*和E*是核黄素浓度、穿透深度和角膜厚度的指数递增函数。E* 还与内皮细胞的细胞毒性能量阈值成正比。发现最佳光引发速率和角膜硬度增加是紫外光强度和引发剂浓度之间竞争参数的结果。较高的光强度和消光系数导致较短的表面交联时间，而T*随着角膜厚度(z)的增加而增加。传统建议的紫外线剂量 5.4 J/cm2 应减少至 1.0 至 2.0 J/cm2 的最佳值，以获得最大的角膜硬度增加或角膜交联效率。结论：这项研究表明，本生罗斯科定律的线性理论需要非线性修正，以显示最大刚度增加的最佳紫外线剂量和浓度。解析公式为角膜交联的方案设计和优化提供了有用的指导。