Анализ методом конечных элементов профиля хрусталика во время аккомодации
Введение
Сила, которую цинновые связки (зонулярные волокна) прикладывают к хрусталику для изменения его формы во время аккомодации (фокусировки на близком расстоянии), остается предметом исследований. Во время аккомодации сокращение цилиарной мышцы приводит к значительному увеличению оптической силы центра хрусталика (COP). В данной работе использован метод конечных элементов (FE-анализ) для оценки связи между зонулярными силами и кривизной поверхности хрусталика, его центральной толщиной, COP, общей формой и продольной сферической аберрацией (LSA).
Методы
Для анализа использованы свежеизолированные хрусталики доноров в возрасте 20, 24, 26 и 30 лет. Модули упругости ядра хрусталика варьировались: равные коре, а также в 2, 3, 10, 20 и 30 раз превышающие модуль упругости коры. При увеличении экваториальной зонулярной силы (Ez) с шагом 3.125 × 10-6 Н и одновременном уменьшении передней (Az) и задней (Pz) зонулярных сил с тем же шагом оценивалось изменение COP.
Результаты
Независимо от увеличения модуля упругости ядра, для увеличения COP на 10 диоптрий требовалось менее 0.02 Н силы Ez при уменьшении сил Az и Pz. Периферические поверхности хрусталика уплощались, центральные — становились круче, центральная толщина увеличивалась, COP возрастал, а LSA смещалась в отрицательном направлении, что согласуется с опубликованными исследованиями in vivo. Минимальная сила Ez, необходимая для увеличения COP на 10 диоптрий, подтверждает, что именно увеличение Ez при уменьшении Az и Pz лежит в основе изменения формы хрусталика при аккомодации.
Выводы
Поскольку увеличение COP не зависело от роста модуля упругости ядра, уплотнение ядра хрусталика не является причиной возрастного снижения амплитуды аккомодации, приводящего к пресбиопии к пятому десятилетию жизни. Увеличение натяжения Ez во время аккомодации имеет значение для разработки методов лечения миопии, глаукомы, пресбиопии, кортикальных катаракт и дизайна аккомодирующих интраокулярных линз.
Термины и сокращения
- COP (Central Optical Power) – оптическая сила центра хрусталика.
- LSA (Longitudinal Spherical Aberration) – продольная сферическая аберрация.
- FE (Finite Element) – метод конечных элементов.
- Ez (Equatorial Zonular) – экваториальная зонулярная сила.
- Az (Anterior Zonular) – передняя зонулярная сила.
- Pz (Posterior Zonular) – задняя зонулярная сила.