集成应变水凝胶微纤维的角膜塑形镜生物力学仿真  

作　　者：张佳楠 刘宸君 冯泊淞 王祥博 李阳 高志鹏 李晓娜 陈松 陈维毅 

机构地区：[1]太原理工大学生物医学工程学院,太原030024

出　　处：《医用生物力学》2024年第S01期433-433,共1页Journal of Medical Biomechanics

基　　金：国家自然科学基金项目,12072218,12172243;山西省卫健委“四个一批”医学重点项目,2023XM01

摘　　要：目的对角膜塑形镜进行功能集成,以期实现对眼睑力和眼内压的实时监测。方法采用逆向建模及浇筑成型的方法制备了有序排列的AM-WPU-PVP水凝胶微纤维,两端接入导线并连接数字源表,检测水凝胶微纤维在变形过程中的电阻率变化;建立嵌入水凝胶微纤维的角膜塑形镜与角膜接触的三维有限元模型,分析确定眼睑力和眼内压作用对水凝胶微纤维变形的影响规律。结果在1%应变范围内,水凝胶微纤维的电阻变化率与应变变化的比值(即灵敏度)为0.53,R2=0.954;眼内压每增加5 mm Hg,水凝胶应变微纤维的变形量增加4.6μm(对应的应变为0.18%),眼睑力每增加0.5 mm Hg,水凝胶应变微纤维的变形量减小0.4μm(对应的应变为0.015%)。结论水凝胶微纤维的电阻变化率与其应变量、眼睑力和眼内压的变化均具有线性关系,控制眼睑力不变,即保持闭眼或睁眼状态,可根据电阻变化率得到眼内压的实时变化;通过睁闭眼过程中的电阻变化,可得到眼睑力的大小。本文所集成的嵌入水凝胶微纤维角膜塑形镜可通过对水凝胶微纤维电阻的检测,实现对眼睑力和眼内压的在体实时监测,这对调整塑形镜片的形状以实现更理想的角膜塑形和眼部健康监测有临床实际意义。

关 键 词：角膜塑形镜 眼内压 微纤维 电阻变化率 水凝胶 电阻率变化 逆向建模 有序排列 

分 类 号：R318.01[医药卫生—生物医学工程] R778.11[医药卫生—基础医学]