青光眼致病機(jī)理——篩板的跨尺度生物力學(xué)研究
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中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所宋凡研究員等在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）發(fā)表Perspective文章，針對(duì)青光眼原發(fā)部位——篩板，分析了篩板生物力學(xué)研究中的科學(xué)問(wèn)題、研究現(xiàn)狀和發(fā)展機(jī)遇。
青光眼是全球最大的不可逆性致盲眼病，又被形象地稱為“無(wú)聲的視力盜賊（silent thief of sight）”。2020年，全世界青光眼患病人數(shù)將達(dá)到8000萬(wàn)。
青光眼的發(fā)病機(jī)理尚未完全明確，但究其病因，很大程度上歸因于兩個(gè)最重要的力學(xué)因素——眼內(nèi)壓與篩板變形：高眼內(nèi)壓會(huì)導(dǎo)致篩板結(jié)構(gòu)與形態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而擠壓穿過(guò)篩板的視覺(jué)神經(jīng)，造成視覺(jué)神經(jīng)損傷，產(chǎn)生不可逆的視覺(jué)損失。目前，控制眼內(nèi)壓是控制青光眼發(fā)展的唯一有效途徑。
由于技術(shù)的限制，目前還無(wú)法對(duì)篩板進(jìn)行實(shí)時(shí)原位觀測(cè)。因此，如果能夠構(gòu)建眼內(nèi)壓作用下篩板變形及響應(yīng)的力學(xué)模型，將對(duì)揭示青光眼發(fā)病機(jī)制、提高其診治水平有所幫助。
在這篇觀點(diǎn)文章中，作者首先對(duì)篩板結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及所處的力學(xué)微環(huán)境進(jìn)行了分析；隨后介紹了相關(guān)力學(xué)模型構(gòu)建的研究進(jìn)展，并討論了基于這些力學(xué)模型獲得的高眼壓作用下篩板在不同尺度上的響應(yīng)。其中包括篩板的整體變形（宏觀）、基質(zhì)重構(gòu)（介觀）、細(xì)胞響應(yīng)（微觀）以及分子機(jī)制（納米）。
高眼壓下篩板的多尺度力學(xué)響應(yīng)
在此基礎(chǔ)上，針對(duì)目前青光眼致病機(jī)制研究及其診斷、治療所面臨的挑戰(zhàn)，文章提出了應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的研究方向：
構(gòu)建力學(xué)模型，以準(zhǔn)確反映視神經(jīng)和毛細(xì)血管在高眼壓下的損傷演變；
確定在杯盤比臨界點(diǎn)附近，視神經(jīng)和毛細(xì)血管變形與損傷的關(guān)系；
探索篩板變形中涉及的應(yīng)力集中問(wèn)題與流固耦合問(wèn)題，確定篩板的各向異性粘彈性本構(gòu)關(guān)系。
文章最后認(rèn)為，建立篩板的多尺度生物力學(xué)模型，將為進(jìn)一步揭示青光眼發(fā)病機(jī)制，提高其治療、診斷水平做出重大貢獻(xiàn)。
注：本文轉(zhuǎn)載自國(guó)家科學(xué)評(píng)論。
