[发明专利]利用UVLED可调光源实现光化学交联的系统

说明书

技术领域

本发明涉及光化学交联领域，具体地，涉及利用UV LED可调光源实现光化学交联的系统。其中，UV LED即紫外发光二极管。

背景技术

光化学交联是一种通过光敏物质(核黄素)在激发光源(紫外光)作用下产生光化学反应，引起胶原蛋白分子在胶原纤维之间形成共价交联来连接的方法，这种方法在角膜或巩膜组织可以起到增强组织张力、抵抗微生物酶消化等作用，治疗圆锥角膜、准分子屈光手术后角膜膨隆以及眼表感染等疾病。

光化学交联的原理是光敏剂在特定波长的激活下起作用，LED和laser都可以输出特定光波的光子起作用。通常用激光来作为工作光源，激光光源为单色性平行光，光强和能量可以满足治疗需要。

但是激光光化学交联仍然存在局限，由于激光光源极为耀眼，在临床治疗眼病过程中会对病人造成极大的不适，从而降低治疗过程中的依从性，影响治疗效果。相比较而言，LED光线较为柔和，更有利于治疗，同时，LED使用冷发光技术，发热量低很多。

然而，LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的，由于单个发光面比较窄，通常大规模集成在线路板上，形成一个比较大的发光源，由此会造成大量热量积累。而临床治疗要求在目标弧形立体区域得到一个均匀光密度的光斑，现有LED的缺陷影响了实际应用。

本发明涉及光化学交联技术，具体地，涉及技术原理如下：

1、光化学反应：光化学反应指生物组织吸收激光能量并将光能转变成化学能，导致化学反应，主要分为四种，光致分解、光致氧化、光致聚合、光致敏化。它们的一个最基本的规律是，特定的光化学反应要特定波长的光子来引发。光化学反应在眼表角膜、巩膜组织的效果：重新构建新的胶原纤维间共价链接，从而提高胶原纤维机械强度，增强角膜基质的生物化学和力学稳定性。另外，角膜内多种酶含量及种类的增加，是角膜溃疡发生发展的重要因素，研究发现经紫外线和核黄素交联加固的角膜抵抗胃蛋白酶、胰蛋白酶、胶原酶消化的能力增强。光化学反应中可以起到组织粘合作用的有两种机制：A光热作用(Photothermal reaction)，它使组织的连接点快速地吸收热能，之后达到胶原蛋白的变性温度(温度会大大升高)，部分变性的胶原蛋白可以互相影响交织，因此，冷却后形成胶原纤维间连续的闭合。这种作用可以促进角膜或者巩膜溃疡病灶尽快的纤维化和疤痕化而起到治疗作用。B光化学作用(Photochemical reaction)，它是通过胶原蛋白分子在组织表面形成共价交联来连接的，光化学交联可以不通过温度的升高和蛋白质的变性，而且它还可以在两个层面上产生持续的分子层面的密封，核黄素-UVA交联技术治疗圆锥角膜及屈光手术后角膜膨隆主要是依靠光化学作用。

2、光化学反应相关机制：核黄素吸收紫外线后被激发形成单线态核黄素(singlet riboflavin)，随后单线态核黄素转化形成三线态核黄素(triplet-excited riboflavin)。此过程有两种反应方式：I型和II型。当氧充足时发生II型反应，三线态氧(3O2)会被激发产生高活性的单线态氧(1O2)(氧分子的电子数量虽没有变化，但是电子旋转状态发生改变)，随后这些活性氧与组织中胶原纤维的羰基反应，促进局部胶原和蛋白多糖分子建立新的共价链接；当氧被耗尽时发生I型反应，产生的自由基离子可导致角膜基质中大分子物质发生共价交联。

3、光波损伤：

a.光化学反应性损伤：首先，紫外光在眼球中的光路传导止于人眼晶状体，不会抵达视网膜，因此对视网膜不存在损伤的问题。但是紫外光在晶状体内吸收可以引起光化学反应引起白内障。其次，紫外光暴露对宿主正常细胞的致突变作用也无法忽视。最后，角膜缘干细胞直接暴露于紫外光下也容易导致光化学治疗后上皮再生不良或者上皮功能失代偿。

b.光热反应性损伤：虽然核黄素-UVA交联技术治疗圆锥角膜及屈光手术后角膜膨隆主要是依靠光化学作用，如果在增强角膜交联过程中，光化学反应过度造成局部温度升高演变成光热反应为主则会引起原本透明的角膜组织浑浊甚至疤痕化，可能会导致眼球天然的透光性减低出现治疗并发症，超过正常体温10℃则会导致角膜纤维化导致疤痕形成影响角膜透明度从而影响视力。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种利用UV LED可调光源实现光化学交联的系统。

根据本发明提供的一种利用UV LED可调光源实现光化学交联的系统，包括：光源系统、光学系统；

所述光源系统向所述光学系统提供光能量可调的UV紫外光；