白内障是最常见的眼病之一,也是首位致盲性眼病。人工晶状体作为白内障手术以及其它晶状体疾病中普遍使用的晶状体替代器件,在患者健康和恢复视力中发挥着重要的作用。而可调节人工晶状体是近十几年来发展的新型器件,它可以帮助患者恢复调节能力,使患者能看清远处物体和近处物体,从而极大方便患者的日常生活,得到产业界和学术界的密切关注。现有可调节人工晶状体采用类似于照相机的工作原理,利用透镜延光轴前后移动改变光焦度。理论上,单光和双光可调节人工晶状体的调节幅度的最大值分别为1.9D和2.5D。针对现有可调节人工晶状体调节范围有限,无法满足患者需求的问题,我们引入液体透镜技术,利用晶体囊的形变过程,设计并制作了像人眼一样可改变透镜表面形貌的液体人工晶状体。我们基于有限元分析软件和超弹体材料描述公式,建立了透镜薄膜的二维轴对称模型,获得了液体人工晶状体透镜表面形变图,并详细分析了透镜曲率随压力变化曲线。这些数据将在优化透镜表面形貌及人眼光学质量、改善液体透镜制作工艺、选取合适的薄膜材料和光学液体等方面具有指导意义。基于Liou和Brennan的人眼光学模型,利用光学仿真软件CODEV,我们还考察了年轻人眼和老年人眼的光学质量,建立了平凸型或双凸型液体人工晶状体的人眼光学模型,并对其光学像差和调节幅度进行了详细分析。结果表明,双凸型液体人工晶状体具有良好的光学质量。利用折射率高于晶状体的光学液体,可以大大改善老年人的调节能力。我们还实验测量了液体人工晶状体的光学质量和机械性能,获得了液体人工晶状体的质量、表面光滑度、表面形貌和调节幅度等数据。实验证明,液体人工晶状体采用弹性材料(PDMS),使该器件具有一定的延展性,便于植入晶体囊袋内,并实现小创口手术。晶体囊0.3 mm的赤道半径变化量,和6g的径向受力可使液体人工晶状体产生12D的调节幅度。其调节幅度大于29岁的年轻人眼,更是照相机式可调节人工晶状体的5倍之多。因此,液体人工晶状体有望使患者恢复原有调节能力。