摘要

白内障手术已从传统的复明手术演变为高精度的屈光手术,患者对术后视觉质量,特别是脱镜率的期望显著提高。然而,尽管生物测量学和计算公式不断进步,术后残余屈光不正(RRE)或“屈光意外”仍是临床上的主要挑战,这一问题在高端(Premium)人工晶体(IOL)的应用中尤为突出。为解决这一未满足的临床需求,一种基于飞秒激光(FSL)的非侵入性术后IOL调节技术应运而生。本综述详细阐述了利用飞秒激光在已植入IOL内部进行光学特性修饰的核心原理、关键技术路径、临床前证据及未来潜力。其核心机制并非传统的光爆破或热烧蚀,而是一种低能量、非线性的光化学过程。通过多光子吸收,飞秒激光在IOL聚合物(丙烯酸酯)内部的水性微环境中诱导光致水解(Photo-induced hydrolysis),使材料局部亲水性增加,进而导致含水量上升和折射率(RI)的精确降低。为了在IOL的有限厚度内实现显著的屈光力改变,该技术采用了“相位包裹”(Phase Wrapping)算法,在IOL内部“打印”出菲涅尔透镜(Fresnel Lens)等衍射光学形态。Perfect Lens (RIS) 和 Clerio Vision (LIRIC) 是该领域的两条主要技术路径。大量集中在2017年至2018年发表的体外(In Vitro)和体内(In Vivo)兔模型研究证实了该技术的高度精确性(误差<0.1 D)、安全性(无显著炎症或毒性)和卓越的光学质量(MTF和散射无临床意义的变化)。该技术不仅能矫正球镜和柱镜,更展示了“写入”或“擦除”多焦点功能的颠覆性潜力。与光调节晶体(LAL)不同,FSL调节技术适用于市售的标准丙烯酸酯IOL,且理论上可重复调节。尽管该技术(LIRIC于2018年,RIS约2019年)已进入早期人体试验阶段并展现出良好前景,但其商业化仍面临两大挑战:高精度3D对位(患者接口)的技术难题(这一点在2022年重启的试验中被明确指出),以及IOL材料长期稳定性的验证。若能克服这些挑战,飞秒激光IOL调节技术有望成为术后屈光定制的黄金标准,开创一个“个性化、可定制、终身维护”的屈光白内障手术新时代。


1. 引言:白内障术后屈光调节的临床挑战与未满足的需求

1.1. 白内障手术的范式转变:从复明到屈光

在过去几十年中,白内障手术经历了深刻的范式转变。当前的手术实践已远非仅仅移除混浊的晶状体以恢复视力;它已明确演变为一项高精度的屈光手术1。随着手术技术的成熟和患者期望的提高,手术目标已转向最大化术后视觉质量和最小化对眼镜的依赖1

1.2. “屈光意外”:高端IOL的“阿喀琉斯之踵”

这种向屈光目标的转变,由散光矫正型(Toric)、多焦点(Multifocal, MFOL)和扩展焦深(EDOF)等高端IOL的普及而进一步加速1。患者为这些高端IOL支付了高额费用,因此对术后完美的屈光状态抱有极高期望2
然而,高端IOL的光学系统对微小的残余屈光不正(Residual Refractive Error, RRE)极其敏感1。例如,轻微的IOL偏心或倾斜会显著影响其光学性能,而精确的有效晶体位置(ELP)是多焦点IOL发挥功能的先决条件1。因此,轻微的“屈光意外”(如残余散光或球镜度数)就可能导致患者出现严重的眩光、光晕或视觉质量下降,造成“20/unhappy”(视力达标但不满意)的困局3
尽管生物测量学和IOL计算公式不断进步,术后RRE的发生率仍然显著4。这一问题在曾接受过角膜屈光手术(如LASIK或RK)的患者中尤为突出,他们的角膜结构已改变,导致IOL度数预测极其困难5。RRE的存在已成为阻碍高端IOL市场渗透和影响患者满意度的核心障碍。

1.3. 现有RRE解决方案的局限性

目前,临床上解决RRE的方法均存在显著局限性:

  • 侵入性手术:IOL置换术或Piggyback IOL(背驮式IOL植入)是眼内的二次手术,具有增加手术创伤和术后并发症(如囊袋损伤、葡萄膜炎、青光眼)的风险5
  • 角膜屈光手术:通过LASIK、PRK或飞秒激光角膜弓形切开(FSAK)在角膜上进行“补救”是一种常用策略6。然而,FSAK对中高度散光或不规则散光的矫正可预测性较差1,且LASIK/PRK本身是额外的侵入性手术,它改变了角膜的生物力学特性6

1.4. 对非侵入性术后调节技术的迫切需求

飞秒激光辅助白内障手术(FLACS)的出现,旨在通过提高撕囊的圆形度和居中性、以及角膜切口的精确性来改善IOL的长期稳定性1。然而,大量对比研究(FLACS vs. 传统超声乳化)表明,尽管FLACS在手术步骤上更精确,但在最终的屈光结果上(如RRE的发生率)并未显示出具有临床意义的显著优势1
这揭示了一个根本问题:当前屈光意外的主要来源已不是手术操作的精确性,而是术前生物测量和IOL计算公式的固有局限性。既然术前预测无法做到100%准确,那么解决问题的最佳途径就是转向“术后可定制化”。
因此,临床上迫切需要一种非侵入性、高精度、高可预测性的术后调节技术,允许医生在IOL植入眼内、囊袋稳定、屈光状态明确后,再对IOL的度数进行微调4。本综述聚焦于利用飞秒激光(FSL)在IOL内部进行折射率或形态学修饰的前沿技术,该技术被认为是解决上述挑战的最有前途的途径之一7


2. 飞秒激光与IOL聚合物相互作用的基础科学

飞秒激光(FSL)之所以能实现IOL内部的精确修饰,依赖于其独特的超快物理特性和由此引发的非线性光化学反应。

2.1. 物理学原理:非烧蚀性的非线性光吸收

FSL的脉冲宽度在飞秒($10^{-15}$秒)量级8。这种超短脉冲特性使其能在极短时间内将能量聚焦,产生极高的峰值功率,其焦点处的电场强度足以在透明介质(如IOL材料)中引发非线性光学效应9
IOL材料(如丙烯酸酯)对其工作波长(如绿光或蓝紫光)的单光子是透明的,因为单光子能量低于其吸收带隙9。然而,FSL的极高峰值功率使得在焦点处发生多光子吸收(Multiphoton Absorption, MPA),例如双光子吸收(Two-Photon Absorption, TPA)9
关键在于,用于IOL调节的FSL所使用的能量远低于组织烧蚀或切割(如FLACS或LASIK制瓣)所需的阈值5。能量被精确限制在亚微米级的焦点体积内10,仅在焦点处引发光化学反应,而不会对焦点之外的IOL材料或周围眼组织(如角膜、视网膜)造成热损伤或冲击波损伤9。这是一种非烧蚀、非破坏性的“冷”加工方式。

2.2. 核心化学机制:光致水解与亲水性改变

该技术的核心并非物理切割,而是一种新发现的光化学机制,即在水性介质中(Aqueous Medium,即眼内的房水环境),FSL辐射诱导聚合物材料发生光致水解(Photo-induced hydrolysis)11。这一关键化学机制在2017年被Bille、Werner等团队明确阐述11
详细的化学过程如下:FSL的能量在水分子的参与下,作用于IOL的聚合物(丙烯酸酯)主链,打开了酯基(Ester group)的化学键,形成了两个新的亲水官能团:酸基(Acid group)和醇基(Alcohol group)11
这一化学键的重组导致了激光作用区域的材料亲水性(Hydrophilicity)显著增加11

2.3. 物理结果:折射率的精确降低

化学改变后,物理变化随之发生。在术后24至72小时内,房水中的水分子会缓慢扩散到这些新生成的亲水区域,并通过氢键与之结合11
由于水的折射率(约1.33)远低于丙烯酸酯IOL材料的折射率(约1.49或更高),局部含水量的增加导致了该区域折射率(Refractive Index, RI)的永久性降低11。这种折射率的改变($\Delta n$)是高度可控且均匀的11。这个需要水分子扩散的“延迟反应”是临床应用中必须考虑的重要因素。

2.4. 历史机制与其他材料(PMMA)

早期的FSL材料改性研究(主要针对PMMA材料)曾探索过其他机制12。早在2000年代(如2009年)的研究就已证实,在PMMA中,FSL被证明可引起解聚(Depolymerization)(导致RI降低12)和交联(Crosslinking)(导致RI增加12)的复杂组合。
然而,目前用于可折叠IOL的丙烯酸酯材料的调节机制,已明确为上述的“亲水性改变”11。这一新机制被证实更稳定、更可控,且专门适用于在体(in vivo)的房水环境中11

2.5. 关键激光参数的影响

激光参数的选择对实现精确、安全的改性至关重要:

  • 波长 (Wavelength):不同的技术平台选用了不同的波长。Clerio Vision (LIRIC) 技术使用405 nm(蓝紫光),利用TPA机制10。Perfect Lens (RIS) 技术使用约520 nm(绿光)5
  • 脉冲能量 (Pulse Energy):必须严格控制在“改性阈值”以上,但在“烧蚀/损伤阈值”以下13。能量过高会导致空化泡(Cavitation bubbles)14和材料损伤,破坏IOL的光学完整性。

3. 核心技术路径分析:RIS 与 LIRIC

基于上述科学原理,目前已形成两条主要的技术路径,分别由Perfect Lens和Clerio Vision两家公司推动。

3.1. Perfect Lens LLC:折射率整形 (Refractive Index Shaping, RIS)

RIS技术由Perfect Lens公司开发,其关键技术专家包括Josef Bille博士15。该技术高度专注于IOL的术后调节。

  • 激光参数:使用绿色飞秒激光,波长约520 nm5
  • 核心机制:利用低能量脉冲诱导IOL丙烯酸酯材料内部发生光化学反应(光致水解),增加局部亲水性,导致含水量上升,从而实现可控的负向折射率改变(RI降低)5
  • 专利布局:该公司拥有“亲水性改变系统和方法” (Hydrophilicity alteration system and method) 的一系列核心专利,其相关的核心专利主要在2012年至2015年间提交并获批16

3.2. Clerio Vision:激光诱导折射率改变 (LIRIC)

LIRIC技术由罗切斯特大学 (University of Rochester) 的研究成果(Krystel Huxlin, Wayne Knox等)孵化而来17。该团队的基础研究(最初与博士伦合作)最早可追溯到2003年17,其在角膜上的应用(当时称为IRIS)的关键论文发表于2011年18

  • 激光参数:使用蓝紫色飞秒激光,波长约405 nm10
  • 核心机制:利用双光子吸收(TPA)过程10。其在IOL上的应用原理与RIS相似13,但在角膜应用中,被描述为改变胶原纤维密度10
  • 应用领域(平台型技术):LIRIC的战略布局更为广泛,是一个平台型技术。其应用不仅包括IOL,还重点布局于角膜(实现非侵入性屈光矫正,被视为“角膜上的LASIK”)和隐形眼镜(如制造先进的多焦点设计)17

3.3. 关键光学设计:相位包裹(Phase Wrapping)——内部形态的重塑

无论是RIS还是LIRIC,它们在IOL应用中都面临一个共同的物理挑战:IOL的光学部分很薄(如均质区域仅约200 μm19),而光化学反应诱导的折射率变化量($\Delta n$)本身很小。如果仅通过传统的“透镜”形态(即弯月面)来改变屈光力,所能实现的屈光度改变将微乎其微19
解决这一难题的关键,在于彻底改变IOL的内部形态,这通过一种名为“相位包裹”(Phase Wrapping)的算法来实现16
该算法的实质是,利用FSL像“细尖笔”10一样的精确定位能力,在IOL内部一个极薄的层(例如仅50 μm厚20)内,“雕刻”或“打印”出一个复杂的衍射光学结构9
这种内部形态的改变,在光学上等效于一个高屈光度的透镜,但形态上是扁平的。这相当于在IOL内部制造了一个高精度的菲涅尔透镜(Fresnel Lens)19。FSL技术制造的内部菲涅尔透镜在光学上优于传统模具制造的菲涅尔透镜,因为它可以实现真正的曲率保留和精确的90度角19,从而在极薄的厚度内实现高达数个屈光度(如+3.6 D或更高21)的精确改变21
因此,FSL-IOL技术的本质是:以“折射率改变”(化学机制)为墨水,以“相位包裹”(光学设计)为绘图算法,在IOL内部(基底)上打印出一个全新的、功能性的衍射光学元件。这同时回答了用户关于“改变折射率”和“改变内部形态”的查询。


4. IOL材料的兼容性:迈向“通用型”调节平台

4.1. 核心优势:兼容市售丙烯酸酯IOL

该技术最引人注目的特点之一,是其广泛的材料兼容性。它不需要植入特殊设计的IOL材料9
大量的体外和体内实验已经证实,FSL-IOL调节技术可成功应用于目前市场上最主流的疏水性丙烯酸酯和亲水性丙烯酸酯IOL5。这两种丙烯酸酯(Acrylate)材料占据了全球IOL市场约85%的份额22,它们聚合物主链上的酯基为光致水解反应(见2.2节)提供了通用的化学基础11

4.2. 与LAL(光调节晶体)的根本区别

FSL-IOL调节技术的“普适性”使其与目前FDA批准的唯一一款可调节IOL——光调节晶体(Light Adjustable Lens, LAL; RxSight)形成了鲜明对比。

  • 材料互斥:LAL是一种特殊的IOL,由含有光敏硅酮大分子的硅胶材料制成13。FSL-IOL调节技术(RIS/LIRIC)和LAL技术在材料上是互斥的9
  • 机制互斥:LAL的调节依赖于365 nm的紫外光(而非FSL)来诱导其内部大分子聚合和迁移,从而改变IOL的形状和曲率13。这与FSL-IOL的光致水解改变折射率的机制完全不同13

FSL-IOL调节技术是一种“硬件/服务附加”模式,而LAL是一种“新植入物”模式。FSL技术允许医生继续使用他们最熟悉的IOL品牌(如临床试验中使用的Tecnis IOL13),医院也无需更换IOL库存13。这极大地降低了该技术的临床应用门槛。

4.3. 材料特性与潜在的长期互作用

尽管FSL技术对丙烯酸酯具有普适性,但不同材料的固有特性也带来了需要长期观察的潜在风险。

  • 疏水性丙烯酸酯:是目前研究的重点(如Werner等的兔模型研究23)。该材料的固有问题是长期可能出现“微泡”(Glistenings)24
  • 亲水性丙烯酸酯:也被证明兼容5。该材料的主要风险是术后“钙化”(Calcification)24

一个关键的未决问题是,FSL诱导的化学改变是否会触发这些材料的长期降解。FSL技术的核心是在疏水性的基质中强行创造一个亲水性的区域11。这种在疏水基质中人为制造“亲水孤岛”的做法,是否会在未来数年加剧材料的相分离(phase separation),或诱发新的微泡形成?尽管6个月的兔模型研究未观察到微泡25,但这仍是评估该技术长期安全性的核心问题26


5. 临床前研究汇总:从体外到体内 (In Vitro & In Vivo)

在进入人体试验前,FSL-IOL调节技术经过了大量严格的临床前研究,以验证其精确性、光学质量和生物相容性。2017年至2018年是该领域关键临床前研究成果的集中爆发期。

5.1. 体外 (In Vitro) 实验证据:精确性与光学质量

体外实验(在实验室光学平台上对IOL进行测试)提供了关键的性能数据。2018年发表的一系列研究报告了关键结果7

  • 屈光调节精确性与范围:
    • 高精确性:屈光力调节的精度极高。例如,一项研究中,目标为-2.00 D的调节,实际达到的平均值为-2.037 ± 0.047 D21。可重复性强27,误差被证明可稳定控制在0.1 D以内27
    • 大调节范围:可实现高达+3.6 D的球镜28、+4.0 D29,以及高达7.60 D的柱镜(散光)调节5
  • 高级功能(形态学)验证:
    • “写入”多焦点:成功将标准的单焦点IOL转换为多焦点IOL(例如,产生+3.6 D的近附加,实现51/49的光线分配)30
    • “擦除”多焦点:成功将市售的衍射型多焦点IOL逆转为单焦点IOL30。这一功能为术后不耐受多焦点眩光的患者提供了非侵入性的“降级”选择。
  • 光学质量评估(关键指标):
    • 调制传递函数 (MTF):MTF是评估IOL成像质量的黄金标准31。体外研究一致表明,FSL调节后,MTF有轻微下降(例如2018年的一项研究显示平均变化-0.06421),但该下降幅度在统计学和临床上均不具有显著意义32
    • 光散射 (Scattering):调节区域的后向光散射(Back Scattering)会增加21。但在光学显微镜下,该区域清晰,无材料损伤(如碎裂)32。散射增加的程度被评估为不会引起临床症状(如眩光或雾视)32
    • 安全性:未检测到有毒物质(Leachables)从调节后的IOL中浸出33,光透射率也几乎不受影响(如仅降低1.4%)32

5.2. 动物模型 (In Vivo) 证据:生物相容性与体内有效性

体内研究是验证技术安全性的关键。核心证据来自Liliana Werner教授团队在犹他大学John A. Moran眼科中心进行的兔模型系列研究,其关键成果集中发表于2017年25

  • 研究设计:研究人员在兔子双眼植入市售的疏水性丙烯酸酯IOL23。在囊袋愈合2周后,对一只眼进行FSL调节,另一只眼作为阴性对照23。术后继续观察4周至6个月34
  • 核心发现:生物相容性(安全性):这是最关键的阳性结果。在2017年报道的这项研究中,长达6个月的随访中,通过裂隙灯检查和最终的组织病理学分析,FSL调节眼与对照眼之间未发现任何显著差异25。未观察到术后炎症、毒性反应、IOL材料损伤或微泡25。在以高反应性著称的兔眼中,后囊膜混浊(PCO)的发生率也无差异25。这一系列稳健的安全数据表明,FSL诱导的光化学反应被严格限制在IOL内部,具有高度的生物相容性。
  • 瞬时现象与技术问题:
    • 唯一的瞬时现象是FSL术后立即在IOL后方观察到微小气泡,但这在几小时内完全消失13,这在FLACS中也很常见,无临床意义。
    • 唯一被指出的技术问题是观察到某些治疗存在轻度偏中心21,这指向了后续临床应用中对位系统的挑战。
  • 体内有效性:体内调节的屈光力变化与体外结果高度一致。在2017年的研究中,屈光目标为+3.60 D,体内兔眼IOL的实际平均变化为+3.58 ± 0.26 D21,精度保持在±0.1 D的目标范围内23

6. 临床应用现状、潜能与挑战

基于2017-2018年强大的临床前数据,FSL-IOL调节技术已开始进入人体临床试验阶段,展现出广阔的应用前景和亟待解决的挑战。

6.1. 核心应用:非侵入性矫正术后屈光不正

该技术的首要临床应用是作为一种非侵入性手段,在门诊矫正白内障术后残余的球镜(近视/远视)和柱镜(散光)35。治疗流程被设计为在标准白内障术后数周,待屈光状态稳定后进行。患者仅需表面麻醉,在门诊激光室接受治疗13。整个激光治疗过程极快,动物实验中为23秒21,早期人体试验中约89秒13

6.2. 拓展应用:IOL功能的“按需定制”

FSL-IOL调节技术的真正颠覆性在于其“平台”潜力。理论上,它几乎可以改变IOL的任何光学参数,包括球镜、散光、非球面性7

  • 功能增减:如体外实验所证实的,FSL技术可以为单焦点IOL“添加”多焦点/EDOF功能(“写入”)28,也可以“擦除”已有的多焦点功能(“降级”)28
  • 可重复性(关键优势):由于每次调节仅使用IOL厚度中一个极薄的层(如50 μm)36,理论上可以在IOL的不同深度“堆叠”(stack)多次调节35。这与LAL技术(必须“锁定”13)形成鲜明对比。FSL-IOL技术使IOL从“一次性调节”产品升级为“终身可维护”平台,患者在术后数年若再次出现屈光变化(如散光轴改变),仍可回来接受二次调节。

这种将IOL硬件(植入物)与软件(光学功能)相分离的模式,可能催生IOL功能的“按需付费”商业模式,彻底改变IOL市场格局。

6.3. 人体临床试验 (First-in-Human) 进展

  • LIRIC (Clerio Vision):LIRIC的人体试验已于2018年启动37。但其早期研究主要集中在角膜应用上38。角膜LIRIC试验显示了良好的安全性(无雾霾、瘢痕、内皮损伤)和改善近视力的效果39。其IOL应用目前仍处于研发阶段40
  • RIS (Perfect Lens):针对IOL调节的人体试验已在巴拿马启动25,(约2019-2020年)启动,但因COVID-19疫情中断,并于2022年恢复13。该试验使用的是市售的Tecnis单焦点IOL13。2022年获得的初步数据显示,接受球镜和柱镜矫正的患者,其视觉功能(如未矫正远视力、视觉干扰)得到了改善21
  • 未来规划:RIS技术计划在欧洲开展进一步的临床试验,以测试在体(in vivo)“写入”多焦点的功能21

6.4. 关键挑战:长期稳定性与对位精度

从2017年关键动物实验成功到2022年才重启人体试验,这近5年的时间差凸显了该技术从实验室走向临床所面临的巨大障碍,主要集中在两大挑战:

  1. 长期稳定性:这是最大的未知数。FSL诱导的RI改变是否会随着时间(5年、10年)推移而衰退或变化26?(角膜LIRIC的动物数据显示效果至少持续2年41,但IOL的人体长期数据仍然缺乏)。此外,如4.3节所述,其对IOL材料的长期结构完整性(如微泡风险)的影响亟待验证。
  2. 对位(Alignment)精度:这是最大的技术障碍。兔模型中出现的“轻度偏中心”21和人体试验中提到的“患者接口(Patient Interface)的设计”问题(在2022年重启的试验中被明确指出)21均指向了这一瓶颈。激光系统必须高精度地追踪并瞄准一个位于角膜和虹膜后方、且可能随心跳和呼吸微动的IOL的光学中心。这比角膜屈光手术的追踪和配准要复杂得多。如果对位失败(偏中心),一个“打印”偏了的菲涅尔衍射透镜34所造成的视觉干扰将是灾难性的。

7. 对比分析:FSL-IOL调节技术与其他术后调节方案

FSL-IOL调节技术在临床应用上并非没有竞争者。它必须与现有的LAL和角膜屈光手术等方案进行比较。

7.1. 对比:光调节人工晶体 (RxSight LAL)

FSL-IOL和LAL是术后调节的两条主要技术路线,它们在机制、材料和调节窗口上具有根本区别35

  • 机制:FSL-IOL是光化学(水解)改变RI13;LAL是光聚合改变形状13
  • 材料:FSL-IOL适用标准丙烯酸酯13;LAL必须使用特殊硅胶IOL13
  • 调节窗口:FSL-IOL理论上可重复/堆叠(终身可调)35;LAL在3-5次调节后必须“锁定”(Lock-in),锁定后不可再调13
  • 患者依从性:FSL-IOL无特殊要求13;LAL患者在锁定前必须全程佩戴专用UV防护镜,依从性负担较重13
  • 功能:FSL-IOL已在体外验证可“写入/擦除”多焦点28。LAL目前主要用于球镜和散光调节13

7.2. 对比:角膜屈光手术 (LASIK / PRK / FSAK)

  • 作用靶点:FSL-IOL作用于晶状体7;后者作用于角膜6
  • 侵入性:FSL-IOL是完全非侵入性的25;LASIK/PRK/FSAK是侵入性或微创的(切割/烧蚀角膜组织)6
  • 生物力学:FSL-IOL不改变角膜生物力学或完整性;LASIK/PRK会削薄角膜,带来潜在的长期风险38

7.3. 术后屈光调节技术多维度对比

下表总结了FSL-IOL调节技术与其他主要RRE解决方案的关键特性对比:

特性 FSL-IOL调节 (RIS/LIRIC) 光调节晶体 (LAL) 角膜激光手术 (LASIK/PRK) IOL置换/Piggyback
作用机制 光化学(水解)改变RI13 光聚合改变形状13 光烧蚀改变角膜曲率6 机械替换5
作用靶点 IOL内部5 IOL内部13 角膜基质层6 囊袋内5
IOL依赖性 否(适用标准丙烯酸酯)5 是(必须使用特殊LAL)13 否(适用任何IOL)
侵入性 非侵入性5 非侵入性(光照)13 侵入性6 高侵入性5
可调节窗口 可重复/可堆叠(终身)13 一次性(锁定前)13 可重复(有角膜厚度限制) 一次性
患者负担 13 高(必须戴UV防护镜)13 中(手术恢复期) 高(手术恢复期)
高级功能 是(可增/删多焦点)28 否(目前)13 否(仅角膜) 是(若更换为多焦点IOL)

该对比清晰地显示了FSL-IOL调节技术的独特市场占位:它是目前已知的唯一结合了“非侵入性”、“可重复性”和“IOL材料普适性”的术后调节技术。此外,FSL-IOL调节激光13和FLACS激光8都是飞秒激光。未来两者极有可能整合到同一台设备中25,形成一个强大的“屈光白内障手术生态系统”:用同一台机器完成FLACS手术,几周后用同一台机器(切换到低能量调节模式)对植入的IOL进行微调。


8. 结论与未来展望

8.1. 技术总结

利用飞秒激光对IOL内部进行非烧蚀性修饰,已从理论概念7发展为具有坚实临床前证据25(2017-2018年)并已进入早期人体试验13(2018-2022年)的前沿技术。其物理基础是非线性多光子吸收9,化学基础是2017年确立的光致水解引起的亲水性增加和折射率降低11。而“相位包裹”算法19是实现高屈光度调节和功能性形态改变(如内部菲涅尔透镜)的关键34

8.2. 核心优势与潜力

该技术最大的优势在于其(对丙烯酸酯IOL的)“普适性”5、“非侵入性”25和“可重复性”35。它不仅能完美解决术后屈光意外5,更有潜力实现IOL功能的“按需定制”(如添加/擦除多焦点)28,这是对现有IOL商业模式的根本性颠覆。

8.3. 面临的挑战与未来研究方向

尽管前景光明,但该技术仍面临两大挑战:

  1. 首要挑战(长期安全):必须通过大规模、长随访的人体临床试验证明其长期稳定性26,排除FSL诱导的化学改变在数年后发生衰退,或诱发材料降解(如微泡、钙化)的远期风险。动物(角膜)模型的数据显示效果至少持续2年41,但IOL的人体长期数据仍然缺乏。
  2. 技术挑战(精确执行):必须开发和完善高精度的3D追踪与对位系统(患者接口),以确保衍射光学结构在眼内的完美居中21,避免因偏中心导致的光学像差21。2017年的兔模型21和2022年的人体试验21均指出了“偏中心”和“患者接口设计”是亟待解决的瓶颈问题。

8.4. 最终展望

如果FSL-IOL调节技术能够成功克服上述挑战,它将凭借其在材料普适性和可重复性上的绝对优势,超越LAL成为术后调节的黄金标准。它将使屈光白内障手术真正进入一个“个性化、可定制、终身维护”的全新时代35


引用的著作


  1. Update on Femtosecond Laser-Assisted Cataract Surgery: A Review - PMC, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  2. Femtosecond laser-assisted RLE offering better outcomes | Ophthalmology Times - Clinical Insights for Eye Specialists, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  3. Femtosecond Laser-assisted Lens Surgery with Low-energy Pulse versus Conventional Phacoemulsification for Presbyopia Correction: An Intraindividual Study - The Open Ophthalmology Journal, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  4. Femtosecond Laser-Assisted Cataract Surgery versus Conventional Phacoemulsification Surgery: Clinical Outcomes with EDOF IOLs - MDPI, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎

  5. IOL Power Adjustment by Femtosecond Laser - CRST Global, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  6. Surgical options for correction of refractive error following cataract surgery - PubMed Central, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  7. Femtosecond laser-assisted cataract surgery: Update and perspectives - PubMed Central, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  8. Femtosecond Laser-Assisted Cataract Surgery: A Current Review - PMC - NIH, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎

  9. Femtosecond Laser Direct Writing of Diffraction Gratings for Modifying the Refractive Index of Intraocular Lenses | ACS Omega - ACS Publications, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

  10. Laser-Induced Refractive Index Change - MillennialEYE, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

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  13. Laser and Lens Adjustability - CRSToday, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

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  22. Current State of the Art and Next Generation of Materials for a ..., 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

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  30. IOL POWER ADJUSTMENT BY FEMTOSECOND LASER - Cataract & Refractive Surgery Today, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎

  31. Femtosecond Laser-Assisted Cataract Surgery versus Conventional Phacoemulsification Surgery: Clinical Outcomes with EDOF IOLs - MDPI, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  32. Intraocular lens power adjustment by a femtosecond laser: In vitro evaluation of power change, modulation transfer function, light transmission, and light scattering in a blue light-filtering lens - PubMed, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎ ↩︎ ↩︎

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  36. Refractive Index Shaping - CRSToday, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  37. Clerio Vision Performs First Noninvasive Laser Vision Correction Procedure, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  38. Laser-Induced Refractive Index Change - CRSToday, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎

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  40. Clerio Vision begins first-in-human clinical trial for laser refractive surgery method, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎

  41. LIRIC: A Novel LVC Treatment - Review of Ophthalmology, 访问时间为 十月 28, 2025 ↩︎ ↩︎