最後更新日期: 2022 年 9 月 22 日
不論是軟式或是硬式隱形眼鏡,它們都有一個共通點,就是要符合角膜的曲率與大小。不過玩家們是否有想過以下問題:
- 為什麼隱形眼鏡要符合角膜的設計?
- 為什麼角膜對人體的屈光能力是如此重要?
- 角膜的功能有哪些?
有以上問題,這篇文章會幫助到你/妳。
角膜是什麼
角膜(Cornea)是一個透明、卻含有高度蛋白質與細胞的眼睛組織,足了提供光線聚焦的能力,也抵禦外在危害的能力。
角膜屬於約7.8mm的球型組織,占眼球的表面積的六分之一,是與隱形眼鏡的相關性最高的組織。
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 3 角膜與它的分層](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-12.png?resize=390%2C262&ssl=1)
角膜的各項數據
以下是角膜的各項參數:
屈光度來源
角膜的屈光度占了極大的貢獻,占了眼球的三分之二的屈光度,一般眼睛的屈光度在60D,而角膜的屈光度約43D。能夠形成此屈光度取決於角膜前、後表面的曲率半徑;介質中房水與空氣的折射率不同。
角膜的中心厚度
在中央,厚度是最薄的,僅0.53mm,愈往周邊,角膜厚度會愈厚,是影響眼壓判讀的關鍵之一。
角膜的折射率
角膜是一個透明具有高度蛋白與膠原纖維的組織,在介質的折射率上,超過了房水與空氣,折射率可高達1.3376。
角膜的其他功能
在一般人的感覺中,是無法察覺到角膜上的波動變化,存在著晝夜的變化,其中包含的因素有眼皮壓力、淚膜壓力、賀爾蒙等。
值得一提的是,國外有製造一款隱形眼鏡,藉由角膜的波動來測試眼內壓力,為了預防青光眼的症狀。
角膜的有血管嗎?
在健康的角膜中,是沒有任何的血管,這也是角膜提供清晰的視覺品質的原因之一。
假設人眼的角膜中有血管,代表視力可能受到影響,代表角膜可能有問題。
角膜的養分與氧氣來源?
在上一段提到,角膜是沒有血管分布,那麼問題來了,一般人體組織是需要體內的血管來供應養分來源,那麼角膜的養分來源源自於哪裡?
答案就是,眼前段的房水,它除了能夠提供角膜養分外,水晶體也可以。不僅提供養分,亦有折射率的介質提供、眼球的眼內壓平衡等,房水,是個多功能的後勤部隊,給予眼前段組織、甚至眼球的基本需求。
養分的答案找到了,那氧氣呢? 由鄰近部分的擴散吸收而來,來源有兩種,一是從眼球表面空氣含有的氧氣溶於淚液中之後,再利用擴散進入角膜組織;二是部分的氧氣會由眼角膜外圍輪部的柵狀微血管擴散而來。
而這些參考資料的來源,來自於角膜的初步認識、角膜構造、眼睛構造。
角膜分層-5層組織
從解剖學分析,角膜的組織構造可疑共有五層,這五層組織扮演各自的作用,相輔相成,形成了一片完整的角膜,以下為玩家們分析是哪五層組織分層:
上皮層(Epithelium)
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 4 上皮層](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-13.png?resize=365%2C109&ssl=1)
是角膜的組織分層中,最外部的組織,從球結膜延續,一共有5~6層的鱗狀上皮細胞,愈靠近角膜周邊,可多達十多層。
角膜上皮細胞壽命只有4~8天,隨著新陳代謝,老舊細胞就會脫落。
代謝時間為7~14天,在上皮層中,底層的細胞形狀是單層柱狀細胞,可以進行細胞分裂,細胞逐漸往外,會變成多邊形翼狀,約為2~3層。
以表層是2層的扁平狀細胞,細胞內具有細胞和但是沒有角質化,為緊密相連的排列。
以胚胎學說明,是角膜分層中,最早形成的角膜分層,由角膜外胚層形成。
使用角膜塑型片時,便是改變上皮層的形狀來控制近視。
角膜上皮層的主要功能
#1 面對外在因素,成了眼睛的保衛前線,抵禦外在的危害物質入侵眼睛內部,如:細菌、病毒、灰塵等。
#2 提供淚液一處光滑的表面,從淚液吸收角膜所需的養分與氧氣,並散布至角膜其他位置。
#3 角膜上皮具有數以千計的神經末梢,對於微小的物質觸碰是很敏感的,中央位置主要是觸覺與痛覺;周邊位置是溫覺。
#4 角膜上皮具有許多的微絨毛與微皺摺,功用為淚膜黏液的表面,每次眨眼能讓淚液重新分布在角膜上。
角膜上皮層的分化
角膜上皮細胞的完整性,主要是細胞的生理性老花與脫落的現象,並且基底細胞不斷增殖然後向上推來取代脫落的細胞。
這一過程是由在角膜緣基質層的角膜緣幹細胞(Limbal stem cells)所發生的。
角膜緣幹細胞(Limbal stem cells),位於角膜緣基質層,該處的細胞密度密集,具有10層以上細胞層且排列成不規則狀。
該細胞排列是柵欄狀,該處含有色素與微血管網與基底膜緊密相連,有利於營養供給與增殖調節。
細胞會自動增殖並進一步分化成為成熟的角膜上皮細胞,以垂直向前、水平向中央的方向移動。
鮑曼氏膜(Bowman Membrane)
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 5 鮑曼氏膜](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-14.png?resize=362%2C290&ssl=1)
又稱為前彈力層,位於角膜上皮層與基質層之間。
以胚胎學說明,是最晚形成的角膜分層,是角膜外胚層分化形成。
在這裡,僅有蛋白纖維、沒有細胞,因此從這裡開始,是無法細胞分裂,而該膠原纖維屬於第一類膠原纖維。
鮑曼氏膜的作用是保護角膜的基質層,要是角膜的創傷太大,角膜恢復後,鮑曼氏膜會形成疤痕。
基質層(Stroma)
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 6 基質層](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-15.png?resize=383%2C322&ssl=1)
是所有角膜組織分層中,厚度最厚的一層,大約有500微米的厚度,此層大約有200~250層,大約佔了角膜的90%。
以胚胎學說明,是由神經脊細胞的間質組織形成,是第二順序生長的角膜分層。
基質層的組成與排列方式
基質層是一種緻密的結締組織,組織內包含了膠原纖維、纖維母細胞、黏多醣等細胞與物質,其中的膠原纖維是第一類的膠原纖維,相互交織且平行於表面排列,與相鄰內的膠原纖維交叉成90度,其細胞排列方式主要以矩陣整齊排列。
仔細說明該層的排列方式,關鍵是糖胺聚糖(glgcosaminoglycans, GAG)以及蛋白聚糖(proteoglycans)的貢獻,這兩種物質會與膠原纖維之間形成架橋的部分;此外,纖維母細胞的功能是以間接連接(gapjunctions)的方式形成網狀的結構,這種結構有利於代謝物的擴散與附著在膠原纖維上。該細胞密度為每毫升20000~24000個細胞,愈往基質層下方密度變少,不過到了德斯密氏膜會變多。
在基質層中,沒有血管,膠原纖維具有角膜的強度、彈性、形狀且具有獨有個性的排列,是角膜呈現透明度與透光性的主要因素。
此外,如果角膜變形或是要進行角膜雷射手術,基本是以基質層作為手術目標。
德斯密氏膜(Descemet’s membrane)
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 7 德斯密氏膜](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-16.png?resize=362%2C290&ssl=1)
如果鮑曼氏膜又稱為前彈力層的話,那麼德斯密氏膜則會稱為後彈力層,是真正的彈力層,具有板層的結構。
以胚胎學說明,是第四順位的角膜分層,由內皮層的膠原纖維組成。
位於基質層與內皮層的中間,是一層薄且強韌的組織,它的功能是預防角膜內皮受到傷害。
當德斯密氏膜進入了小樑細胞後,邊緣終止於角膜緣的許瓦爾倍氏腺(Schwalbe’s line)
此層會誕生一種細胞,來確定進入的30歲的年齡,在德斯密氏膜中會形成一種突起的組織,稱為後彈性疣(Hassall-henle bodies),出現了這種突起物,並非代表角膜生病了,而是進入三十而立的時光,日後可能會增多。
膠原纖維與鮑曼氏膜、基質層不同,是第四型膠原纖維,與第一型不同的是,剛性極強,因此可抵禦內皮層受到傷害。
內皮層(Endothelium)
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 8 內皮層](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-17.png?resize=406%2C316&ssl=1)
是所有角膜組織分層中,最薄且最內層的分層,厚度約5~6微米,直徑是18~22微米。
以胚胎學說明,是由神經脊細胞的間質組織形成,是第三順序生長的角膜分層。
此層的細胞形狀比較獨特,細胞是六角形形狀,從顯微鏡觀察宛如蜂巢一樣,是擔任角膜能維持清晰透明的角色。
40~50歲時,內皮細胞的獨特六角形形狀有了些許變化,日後會變得更大,形成七角形、八角形形狀。
50歲以後,出現角膜內皮斑點(Cornea guttata),並且隨著年齡會逐漸變多。跟德斯密氏膜的後彈性疣(Hassall-henle bodies)是一樣的,代表變老的象徵。
一般來說,內部的液體依照角膜動力學會流入到基質層,而內皮細胞的任務是把過多的液體從基質層排出,形成液體進入角膜與排出液體的完美平衡,此作用為水合作用。
不過,一旦內皮細胞出了問題,便可能引發角膜水腫與失明的問題,目前的治療方法是角膜移植手術。
此外,如果你想要捐贈自己的角膜來幫助需要的人,需要一個條件才能捐贈,當你的角膜內皮細胞密度少於每毫升1500個細胞的話,便沒有辦法去捐贈。一般來說,新生兒或青少年的內皮細胞密度約每毫升3000~4000個細胞;到了40歲的成年人的內皮細胞密度約每毫升2500個細胞;60、70歲的老年人是約每毫升2000個細胞。
角膜神經
認識人體中最敏感的部位,對角膜的營養、代謝是有重要的作用。
神經來源
角膜神經緣自於腦神經的第五對,也就是三叉神經,再細分的話,控制角膜的是眼分支中的鼻睫神經,所形成的睫狀後長神經(long posterior ciliary nurve)。
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 9 三叉神經眼分支的睫狀後長神經](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-18.png?resize=397%2C252&ssl=1)
其中的神經在角膜邊緣的後面1毫米處,會脈絡膜上腔進入鞏膜,少部分神經的工作場所是鞏膜,其餘的是在結膜。
在這些神經中有約60~70條神經分支會延伸到鞏膜的淺層三分之一。在角膜的神經中,為了角膜的高度透明性,該處的神經均會脫去自身的神經束膜與髓鞘,成為了透明的軸突。
![[眼睛組織攻略]角膜分層是什麼? 新手升等至大師的5層分析攻略 10 角膜神經的分布](https://i0.wp.com/eyesplayer.com/wp-content/uploads/2022/08/image-19.png?resize=412%2C229&ssl=1)
在角膜的分布
在基質層內,神經還會繼續分支,形成0.1~0.5微米的細絲狀,呈不規則走向。
不只在鮑曼氏膜下方形成神經叢,同時有些神經會穿透並穿行上皮細胞層,在形成神經叢,成為了球型的神經末梢。
角膜的神經細胞密度是皮膚的300~600倍、牙髓的20~40倍,是當之無愧的人體最敏感的器官構造。
角膜進階認識-教學影片
角膜的常見問題
Q:角膜的哪兩種細胞代表你已經年邁了?
A:後彈性疣(Hassall-henle bodies)、角膜內皮斑點(Cornea guttata)
Q:角膜的神經是由何種腦神經支配?
A:三叉神經的眼分支
Q:角膜所擔任的角色是什麼?
A:外來危害保護者、眼睛生理屈光度貢獻者、視覺品質清晰透明者、移植捐贈貢獻者。
Q:角膜為什麼可以像捐血、輸血一樣容易移植?
A:角膜並沒有血管,所以並沒有像肝臟、脾臟等需要基因與血液吻合,才不會讓自身的免疫系統誤認是危害物質入侵,所以容易移植。
總結
角膜的構造,除了給眼睛多種的功用,也提供隱形眼鏡的設計方式,而且愈做愈好,讓眼睛具有天然的屏障、良好的成像系統之一、清晰透明的眼睛等。
角膜的愛護要多加注意,否則發生疾病,對於自己的視力會有或許造成嚴重的影響。
本篇文章教導玩家們角膜構造是什麼、有何分層、各層的功能有哪些、整理出角膜的基本解剖學,希望玩家們能有所收穫。
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