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背景和目的:超连续谱(supercontinuum,SC)光源是一种宽光谱、高亮度、方向性好的新光源,它已在宽带光纤通信、光谱分析、光学相干断层成像和荧光寿命成像等诸多领域应用。当前技术上最成熟且商业化的SC光源,其输出光谱主要包括易造成眼损伤的可见光和近红外光,而有关它致眼损伤研究却未见报道,也没有相关的安全标准。为此,本实验针对技术成熟度高且健康危害大的超宽谱、超高亮度可见-红外SC光源(4202500nm),开展视网膜和角膜损伤阈值随照射时间变化规律的研究,阐明视网膜和角膜损伤修复的病理特点,并与典型激光进行比较,以期为SC光源安全标准提供生物效应依据。方法:1.SC光源和532nm激光视网膜损伤阈值及损伤修复研究:滤除红外成分(避免色散效应)的420750nm SC光源0.1s,1s,10s照射时间和532nm激光0.1s照射时间,在3mm角膜光斑直径和平行光入射条件下,分别以不同剂量照射青紫蓝灰兔视网膜。照后即刻和1天用检眼镜观察视网膜损伤情况,在照后1天统计损伤发生率,采用加权概率单位法计算损伤发生率为50%时所对应的角膜照射剂量,即损伤阈值(ED50)。用眼底相机活体观察和拍照,组织取材后H-E染色观察,SC光源和532nm激光0.1s照射条件下视网膜照后4h,1,3,7,14天损伤修复过程。2.SC光源角膜损伤阈值及损伤修复研究:滤除可见光的7702500nm SC光源2s和10s照射时间,在560μm角膜光斑直径条件下,分别以不同剂量照射新西兰白兔角膜,于照后1h和1天裂隙灯显微镜观察角膜,在照后1h统计损伤发生率,采用加权概率单位法计算损伤阈值。用裂隙灯观察,SC光源10s照射条件下角膜照后1h,2,4,6天损伤修复过程。H-E染色观察SC光源10s照后1天角膜损伤情况。结果:1.SC光源和532nm激光视网膜损伤阈值及损伤修复规律(1)波长420750nm SC光源0.1s、1s和10s照射时间,3mm角膜光斑直径,青紫蓝灰兔视网膜损伤阈值功率为15.7mW、12.1mW和8.6mW;损伤阈值ED50与照射时间t变化规律为ED50=0.17t0.87(J/cm2)。532nm激光0.1s,3mm角膜光斑直径,兔视网膜损伤阈值功率为13.9mW。(2)420750nm SC光源和532nm激光0.1s照射视网膜的病理观察。检眼镜下,SC光源和532nm激光阈值水平视网膜损伤特点相似:照后即刻至1天,损伤斑逐渐清晰,为针尖样浅灰色小圆斑;照后3-14天,增生的色素使损伤斑连成一条线。H-E染色观察,照后4h,两种光源损伤的视网膜外核层(ONL)固缩深染,感光细胞外节与视网膜色素上皮层(RPE)粘连;照后1天,RPE层色素增生,损伤的ONL细胞丢失,损伤进行性加重;照后3-14天,色素上皮细胞开始向外核层和内核层(INL)迁移,胶质细胞填充损伤区域,进行损伤修复。2.SC光源角膜损伤阈值及损伤修复规律(1)波长7702500nm SC光源2s和10s照射时间,560μm角膜光斑直径,新西兰白兔角膜损伤阈值功率分别为1.14 W和0.82W;损伤阈值ED50与照射时间t变化规律为ED50=533t0.79(J/cm2)。(2)7702500nm SC光源10s照射角膜损伤病理修复。裂隙灯观察,照后1h,损伤斑为浅白色的小圆斑,角膜呈现出均匀一致圆形小凹坑,损伤区角膜散射光增强;照后2-4天,损伤斑变淡或消失,角膜光滑平整;照后6天,损伤斑模糊消失,角膜损伤区散射光减弱。H-E染色观察,照后1天阈值水平照射的角膜上皮层紊乱增厚、核固缩变圆,部分基质层细胞染色加深;1.5倍阈值导致角膜上皮层隆起脱离、周围细胞紊乱空泡化,基质层细胞核消失,内皮层脱落丢失。结论:1.波长420750nm SC光源0.1s,1s和10s照射时间,3mm角膜光斑直径,青紫蓝灰兔视网膜损伤阈值功率为15.7mW,12.1mW和8.6mW;损伤阈值ED50与照射时间t变化规律为ED50=0.17t0.87(J/cm2)。532nm激光0.1s,3mm角膜光斑直径,兔视网膜损伤阈值功率为13.9mW。2.波长7702500nm SC光源2s和10s照射时间,560μm角膜光斑直径,新西兰白兔角膜损伤阈值功率分别为1.14 W和0.82 W;损伤阈值ED50与照射时间t变化规律为ED50=533t0.79(J/cm2)。3.SC光源可见光(420750nm)和532nm激光在相同条件下,视网膜损伤特点相似,即阈值水平视网膜损伤均为浅灰色小圆斑;照后即刻至3天是急性反应期,主要损伤外核层和色素上皮层,随后损伤区域扩大;照后3天进入修复期,色素细胞和胶质细胞填充损伤区域。4.SC光源红外光10s阈值水平照射角膜形成浅白圆斑,导致角膜上皮层增厚,基质层核固缩深染;略高阈值水平除了上皮层和基质层损伤,还有内皮层脱落丢失。