CC BY
20
DOI: 10.6084/rr9.figshare.12781772
LCC - № RE986-988
^OCm^EHHfl nPY^HIX RHACTHBOCTEH rAnTHKH IHTPAOKy^HPHHX
O^eKcaHflp CeprifloBHH no.ni^yK 1
1 Kni iM. Iropa CiKopcbKoro, KhIb, YKpaiHa
Corresponding author: O.neKcaHgp norn^yK, PhD [email protected]
Abstract. According to the World Health Organization, cataracts are the leading cause of blindness in the world. It is a polyetiological disease of the eye, the main feature of which is the sclerosis of the main substance of the lens or its capsule. Today, the only way to combat it is to remove the contents of the lens and then replace it with an intraocular lens (IOL). The change in the position of the implanted IOL occurs in 0.2-2.8%. Dislocation is associated with many factors, one of which is the imperfection of the haptic elements and the violation of the contact of the haptic with the lens capsule due to the mismatch between the size of the IOL and the capsule. For reliable fixation of the IOL in the eye, suture fixation of the lens is recommended.
The purpose of the work is to model the effect of the lens capsule and the forces of the ligaments on the haptic lens and to develop an IOL that would be securely fixed in the lens capsule.
To create a 3D model of the IOL and simulate the effect of the lens capsule and the
student, Kni iM. Iropa CiKopcbKoro,
AHOTa^H. 3rigHo 3 gaHHMH BcecBiTHbol opram3a^i oxopoHH 3gopoB'.a, KaTapaKTa e ranobhow npHHHHow cmnora b CBiTi. ^ no^ieTio^orinHe 3axBopwBaHHa oKa, ranoBHow o3HaKow aKoro e cK.nepo3yBaHHa ochobhoi penoBHHH KpumTa.nHKa a6o Moro Kancy^H. Ha cborogrnmrnM geHb icHye egHHHM MeTog 6opoTb6u 3 Hew, це BHga.neHHa BMicTy KpumTa^HKa Ta Moro 3aMiHa Ha impaoKynflpHy .niroy (IOH). 3MiHa no^o^eHHa iMonaHToBaHoi IOn Tpan^aeTbca b 0,2-2,8%. ^HcnoKa^a noB'^3aHa 3 6araTbMa ^aKTopaMH, ogHi 3 hhx -^ HegocKoHa^icTb ranTHHHHx e^eMemiB Ta nopymeHHA KoHTaKTy ranTHK 3 Kancy^ow KpumTa^HKa 3-3a HeBignoBigHocT po3MipiB IOn Ta Kancy^H. HagiMHoro 3aKpioneHHfl IOn b oцi peKoMeHgyeTbca moBHa ^iKca^a
^iH3H.
MeTow po6oTH e Moge^WBaHHa BonHBy Kancy^H KpumTa^HKa Ta ch^ цннoвнх 3b'^3ok Ha
ranTHKH IOn i po3po6Ka IOn, ma 6 HagiMHo
^iKcyBanacb b Kancyrn KpumTa^HKa.
Dateof Ffeview: 16.07.2020 835/03.08.20209:16 fix
ISSN 2311-1100
forces of the ligaments bonds on it,
Solidworks software environment with a Simulation library and a specially designed installation, patent UA 141280 U were used. For modeling were used intraocular lenses parameters that creates serially.
Based on the simulation, it was found that monolithic IOLs made of polymethyl methacrylate and acrylic, when a force of 0.6 H is applied, have insufficient strength and elasticity of the haptic elements, which leads to the dislocation of the IOLs in the postoperative period. During the simulation of seamless implantation, the broken of the haptic was fixed at the point of contact of the haptic - the lens, and at the suture fixation- at the point of contact of the haptic "special elements" with filament. The use of volume replacement lenses without fixation in case of mismatch between the implant and ciliary sulcus diameters may be accompanied by decentration. A high-quality IOL should ensure full tension of the lens capsule with a relatively small mass and be fixed to prevent displacement.
Therefore, the proposed volume-replaceable IOL of its own design, which provides close contact with the lens capsule, evenly distributing the load on the zonula ciliaris, reduces the risk of rarefaction of the vitreous body and retinal detachment, has elements for suture fixation.
CC-BY-NC
^.a craopeHHfl 3D Moge.i IOH Ta
cuMy.a^i Bn.HBy Kancy.u KpumTa.HKa Ta cu. ЦHHOBHX 3B'a30K Ha Hei, BHKOpHCTOByBa.OCb
nporpaMHe cepegoBH^e Solidworks 3 B.amTOBaHoro 6i6.ioTeKoro Simulation Ta cne^a.bHo po3po6.eHa ycTaHOBKa, naTeHT UA 141280 U. ^.a Moge.roBaHHA 6y.u BHKopHcram napaMeTpH iHTpaoKy.apHHx .iH3, ^o BHnycKaroTbca cepiHHO.
Ha 0CH0Bi Moge.roBaHHa, BuaB.eHo, ^o
MOHO.iTHi 10^, BHroTOB.eHi 3
no.iMeTH.MeTaKpH.aTa Ta aKpu.a, npu npHK.ageHHi ch.h 0,6 H MaroTb HegocTaTHro мiцнiтb Ta npy^HicTb ranTHHHHx e.eMeHTiB, ^o npu3BoguTb go gHC.oKa^i I0H b nic.aonepa^HHoMy nepiogi. npu cuMy.a^i 6e3moBHoi iMn.aHTa^i $iKcyBa.oca
3a.oM.eHHa ranTHK b мicцi KoHTaKTy rarcraKa -.iH3a, a npu moBHrn - b мicцi KoHTaKTy hhtkh 3 ranTHHHHMH "BymKaMu". BuKopucTaHHa o6'eMo3aMiHHux .iH3 6e3 ^iKca^i npu HeBignoBigHocTi giaMeTpiB iMn.aHTaTa i BiHKoBoi 6opo3HH Moxe cynpoBog^yBaracb ge^mpa^ero. ^KicHa I0H noBHHHa 3a6e3nenyBaTH tobho^hhhh HaTar Kancy.u KpumTa.HKa npu BigHocHo Ma.rn Maci i ^iKcyBaTuca g.a nonepeg^eHHa 3Mi^eHHa. ToMy 3anponoHoBaHa o6'eMo3aMiHHa I0H B.acHoro gu3aHHy, aKa 3a6e3nenye TicHHH KoHTaKT 3 Kancy.oro KpumTa.HKa piBHoMipHo po3nogi.aronu HaBaHTa^eHHa Ha цннoвi 3B'a3KH, 3MeHmye pu3HK BHHHKHeHHa po3pig^eHHa cK.oBugHoro Ti.a Ta BigmapyBaHHa ciTKiBKH, Mae e.eMeHTH g.a moBHoi ^iKca^i.
Keywords: ЮЛ, гаптика, кришталик, капсульний мшок кришталика, катаракта, Solidworks.
Section: Biomechanics
Introduction. Катаракта e головною причиною порушення зорового аналiзатора в свiтi, що являеться причиною 33% слабобачення та 51% загально'1 св^ово'1 слiпоти з них, 82 % ycix слiпих, складають особи старше 50 рокiв [1,2,3]. Методом боротьби з катарактою е iмплантацiя штраокулярно'1 лiнзи (ЮЛ), на мюце видаленого, за допомогою факоемульсифшацп (ФЕК), вмiстy капсули кришталика (КК). ФЕК дозволяе iмплантyвати м'якi лшзи через малi розрiзи, що в свою чергу зменшуе перiод реабштацп, ризик появи астигматизму та вiрогiднiсть пiсляоперацiйних ускладнень. Згiдно дiючим клшчним рекомендацiям, стандартом фшсацп штраокулярно'1 лшзи е ii розташування в капсульнш сyмцi, що виключае контакт лшзи з реактивними структурами ока та дозволяе отримати максимальш зоровi функцп.
1ОЛ складаються з оптично'1 частини, що забезпечуе ix основну функщю, а також фiксyючих гаптичних елемешив. Гаптичнi елементи попереджують дислокацiю лшзи, надають правильну форму капсульному мшку, забезпечують рiвномiрний розподiл навантаження на циновi зв'язки, захищають капсулу вщ розвитку вторинно'1 катаракти i т. д.
На сьогодшшнш день е близько 1500 моделей ЮЛ, яю виготовляються 33 фiрмами по всьому свт [4]. 1снуе два вида афаючних ЮЛ: жорсткi, якi виготовляють з полiметилметакрилата (ПММА) та акрилу i м'якi - гiдрофобнi акрилов^ гiдрофiльнi акриловi, силiконовi [5]. Розрiзняють ЮЛ зi з'еднаною гаптикою, моноблочш та блоковi. Гаптичнi елементи можуть бути, як ангyльованi, не ангульоваш, так i торсiоннi.
• Неангульована (планарна) гаптика (лiнза i гаптика лежать в однш площинi, Рис. 1, A).
• Ангульована гаптика (якщо вона розмiщyeться пiд кутом до площини лiнзи, Рис. 1, Б).
• Торсюнна (гаптика, яка мае пружньо-деформоваш властивостi, Рис. 1, В)
Рис.1. Види нахилу гаптики вщносно лшзи
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
B IOn, ranTHKH aKux BHroToB.eHi 3 iHmoro MaTepia.y, Hi« onTHKa, 6i.bm cxu.bHi go ix
Big.oM.eHHa, ^o Mo«e npuBecTH go cepMo3HHx npo6.eM. niKapi HeogHopa3oBo Big3Hana.u BunagKH BigpHBy onopHHx e.eMemiB Big onTHHHoro gucKa [4, 6].
Ao MaTepia^y, 3 aKoro BuroTOB.aeTbca aK caMa .iroa TaK i ranTHKa, BucyBawTbca HacTynHi bhmoth [7]:
• 6io.oriHHa iHepTHicTb;
• xiMinHa cTiMKicTb npoTaroM 6araTbox gecaTKiB poKiB;
• BigcyTHicTb кaнцeporeнннx B.acTHBocreM;
• 3gaTHicTb go n.acTHHHoro ^opMyBaHHa i MexamnHoi o6po6Ku;
• cTiMKicTb go cTepH.i3a^i;
• BucoKa npo3opicTb;
• gocuTb bhcokhm noKa3HHK 3a.oM.eHHa;
• HH3bKa BigHocHa ^i.bHicrb;
• cramcTb otcthhhhx xapaKTepucTHK Ha npoTa3i He MeHme 50 poKiB;
• cneKTp nponycKawTbca npoMeHiB noBHHeH 6yTH 6.H3bKHM go cneKTpy nponycKaHHa npupogHoro KpumTa.HKa.
Objective. MeTow po6oTH e cuMy.a^a Bn.HBy Kancy.u KpumTa.HKa Ta cu. цннoвнx 3B'a3oK Ha ranTHKH IOn, goc.ig«eHHa npy«Hix B.acTHBocreM Ta 3anacy мiцнocтi ranTHK, po3po6Ka IOn, aKa 6 HagiMHo $iKcyBa.acb b Kancy.i KpumTa.HKa.
Materials and methods. O6'eKToM goc.ig«eHHa 6y.u npegcraB.em Ha puHKy IOn, ^o BunycKawTbca cepiMHo i 3acTocoBywTbca b MeguHHiM npaктнцi, BHroToB.eHi 3 nMMA Ta aKpu.y. IOn, 3Moge.boBaHi b cepegoBH^i SolidWorks, Ma.u napaMeTpu 3rigHo cneцн$iкaцii. KpiM Toro, aHa.i3yBa.aca IOn B.acHoi po3po6KH, onucaHa b naTeHTi UA 142801 U [8].
3D Moge.i nig.ara.u $i3HKo-MexamHHoMy aHa.i3y b cepegoBH^i SolidWorks i3 3acTocyBaHHaM 6i6.ioTeKH Simulation. npoBogu.acb cuMy.a^a Bn.HBy Kancy.u KpumTa.HKa Ta cu. цннoвнx 3B'a3oK Ha ranTHKy iHTpaoKy.apHoi .iH3H b nporpaMHoMy cepegoBH^i Ta Ha cne^a.bHiM ycтaнoвцi, naTeHT UA 141280 U [9]. Ey.o npuMHaTo, ^o mupuHa кi.bцenogi6нoro цн.iapнoro M'a3a gopiBHwe 2 mm, ToB^HHa - 1 mm, nonepeHHHM nepepi3 craHoBHTb 2 mm2, Togi aK cu.a cKoponeHHa b Me«ax 0,6 - 0,8 H. BeKTop ch.h M'a3a cnpaMoBaHHM go цeнтpa Ko.a. KpiM Toro, npu BepTHKa.bHoMy no.o«eHHi to.obh Ha .iH3y gie cu.a 3eMHoro Ta«iHHa, ^o 3Mi^ye ii goHH3y. Po3paxyHoK ^ei ch.h npoBoguBca BignoBigHo go 3aKoHy ApxiMega. Maca IOn 6y.a npuMHaTa 10 Mr, pBMOrH = 1,005 r/cM3, piM = 1,18 r/cM3, g = 9,81m/c2.
-
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Широкого вжитку набули моноблочш (моноттш) ЮЛ з С-подiбною гаптикою. У випадку
моноблочно! конструкцп, гаптики е продовженням лшзи i формуються i3 однакового з лшзою матерiалу (Рис. 2).
Рис. 2. Монол^ш ЮЛ
В шшому випадку, гаптики приеднуються до лшзи, як окремi елементи i виготовляються i3 матерiалiв, вiдмiнних вiд матерiалiв лiнзи, наприклад з полшротленово! нитки з поперечним перерiзом 100-150 мкм2 (Рис. 3).
А — Лшза з J-loop
Б, В — Лшза з C-loop
Г, Д — Лшза з модифшованою гаптикою
За л^ературними даними, лiкарями зафшсоваш факти вiдривання та вiдломлення гаптики вщ оптики ЮЛ [4, 6]. Це в свою чергу призводить до дислокацп штраокулярно! лiнзи. За допомогою УБМ (ультразвуково! бюметрп) можна дiагностувати змiщення ЮЛ в КМК. Видiляють такi типи змiщення (Рис. 4):
a)
6)
b)
2
1
PHC. 4. BugH 3Mi^eHHa impaoKy.napHoi .iron BigHocHo 3m^i
1— 3iH^a
2 — impaoKy.napHa .iroa
a) HaxH. 6) nporHH
b) 3Mi^eHHa onTHHHoi HacTHHH 10^ b KMK Ha3ag, Bnepeg BigHOCHO ono^HHH ranTHHHHx
3MiHa no.o«eHHa .iH3H Tpan.aeTbca b 0,2-2,8% na^enriB, 3HH«yroHH 3opoBi ^yH^ii Ta BHK.HKaroHH, aK omuHHi ^eHoMeHH, TaK i pi3Horo THny ycK.agHeHHa [10]. Ph3hk ge^Hrpa^i Ta noBopoTa onTHHHoi HacTHHH HaMHacrime Mae мiсце 6yTH npu iMnnanra^i ac^epHHHHx, tophhhhx Ta My.bTH^OKa.bHHx 10^ [11]. BuKopucraHHa .iro, aKi MaroTb 3aHagTo M'aKi onopHi e.eMeHTH, npHBogHTb b pagi BHnagKiB go 3MiHH ii no.o«eHHa Ta TpaBMaTroa^i nirMeHTHoro .HCTKa paMgy«Hoi o6o.ohkh. OgHHM i3 ^aKTopiB цboгo, cepeg iHmux npHHHH, TaKo« Mo®e 6yTH BTpaTa TicHoro KoHTaKTy KoMoneKca "10^ - Kancy.bHHM MimoK" cnepegy - 3 3agHboro noBepxHero paMgy«Hoi o6o.ohkh, a 33agy - 3 nepegHboro ria.oigHoro MeM6paHoro. TicHHM KoHTaKT KoMoneKca BTpaHaeTbca 3-3a Toro, ^o y 25-38% na^emiB 3 KaTapaKToro icHyroTb nopymeHHa ^.nicHocTi 3B'a3oHHo-Kancy.apHoro anapaTa KpHmTa.HKa
Hk npaBH.o, CTaHgapTHi 10^ MaroTb gBa ranTHHHHx e.eMeHTa, ^o gocTaTHbo g.a ix ^mpa^i b oцi. MimMi3a^i 3Mi^eHHa, y 6mbmocri I0H nepeg6aneHa Mo«nHBicrb moBHoi (^iKca^i. Hk^o .niroa Mae 6i.bme 2-x ranTHHHHx e^eMenriB, BoHa e rpoMi3gKoro, b CBoro Hepry, ycK.agHroe ii iMn^anra^ro Hepe3 MiHiMa.bHHM po3pi3 1.8-2 mm. BHKopHCTaHHa I0H 3 gBoMa ranTHHHHMH e.eMeHTaMH g.a eKCTpaKancy.apHoi ^iKca^i y BiMKoBiM 6opo3Hi Mae TaKe no6iHHe ycK.agHeHHa, aK 3axBaT 3iHH^, 3a paxyHoK Toro, ^o Be.HKa HacTHHa 3oBHimHboro Kparo .iH3H HiHHM He o6Me«eHa, to6to tohkh goTHKy ranTHKiB go ohthkh po3Mi^em b 180° ogHa Big ogHoi [16]. nic.a moBHoi ^iKca^i, TaKo« BigMineHi
e.eMeHTiB.
[12-15].
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
випадки вщломлення гаптичних елементсв ЮЛ, яке пояснюеться постшним натягом нитки (Рис.5)
[17].
ШВаШ__
Рис. 5. Вiдломлений гаптичний елемент ЮЛ пiсля шовно! фшсацп
Навiть у випадку устшно'1 операци по iмплантащi, спостерiгаeться незначна децентращя лiнзи, причиною цього е вплив контракцiйних сил капсули кришталика [18-25].
Приведенi вище даннi свщчать, що правильна конструкцiя штраокулярно'1 лшзи та п гаптичних елементiв дае змогу уникнути небажаних iнтраоперацiйних та тсляоперацшних наслiдкiв.
Для фiзичного моделювання зразка монол^но'1 ЮЛ одного iз провiдних виробникiв використане програмне забезпечення SolidWorks (Рис. 6). Для ще'1 лiнзи застосованi параметри сировини вщповщно бiблiотеки матерiалiв SolidWorks (Рис.7).
Кшьюсть гаптик - 2 шт
Загальна довжина 13 мм
Дiаметр оптично'1 частини 6,5 мм
Матерiал ЮЛ - Полiметилметакрилат (ПММА)
ГШ)
Рис. 6. Змодельована фiзична модель ЮЛ
Свойство Значение Единицы измерения А
М одел ь у п ру го сги 2770000000 Н/и л 2
Коэффициент Пуассона 0.3
Модуль сдвига Н/м л2
Массовая плотность 11S0 КГ/М!ЛВ-
Предел прочности при растяжении 61000000 Н/м л2
Предел прочности при сжатии 105000000 Н/м А2 "ч*
Предел текучести Н/м л2
Коэффициент теплового расширения /к
Т епл о пр о водн о сть 0.21 w/(M.iq
Удельная теплоемкость 12БО J/СкгК)
Коэффициент демпфирования материала Не применимо
< >
Рис. 7. Фiзико-механiчнi властивост ПММА згiдно бази матерiалiв SolidWorks
З використанням влаштовано! бiблiотеки Simulation було проведене моделювання впливу капсули кришталика (КМ) та сил цинових зв'язок на гаптику штраокулярно'1 лшзи. Обрахована сила, з якою може дiяти цилiарний м'яз на капсульний мшок кришталика. Якщо прийняти, що ширина кiльцеподiбного цилiарного м'яза дорiвнюе 2 мм, а його товщина - 1 мм, то поперечний перерiз складе 2 мм2. Тодi сила скорочення цилiарного м'яза може дорiвнювати 0,6 - 0,8 Н. Вектор сили при цьому спрямований до центра кола.
Результати моделювання iмплантованоi штраокулярно'1 лiнзи без шовно'1 фшсацп показанi на рис. 8-11.
Рис. 8. Перемщення гаптики та ЮЛ тд дiею розраховано'1 сили
ISSN 2311-1100
1—nonaTKoBe no.o«eHHa IOn
2—3Mi^eHe no.o«eHHa IOn
OTpuMaHe 3HaneHHa t/fti'S 3HaxoguTbca, aK KopiHb KBagpaTHuM 3 nepeMi^eHb b ycix KoopguHaTax:
= |t?| = V(^x)2 + (tfy)2 +
(1)
MaKcuMa.bHe 3HaneHHa t/fti'S = 1177,038 mm.
MaKcuMa.bHe Hanpy«eHHa Ta ge^opMa^w, aKi BHHHKawTb b iHTpaoKy.apHiM .iroi nig Hac gii Ha Hei cu. (Puc. 9,10).
PHC. 9. Hanpy«eHHa B iHTpaoKy.apHiM .iroi
Puc. 10. fl,e$opMa^a b iHTpaoKy.apHiM .iroi
-
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Як видно з проведеного моделювання, найбiльшi напруження та деформащя виникають в
мющ контакту гаптичних елементiв з оптичною частиною. Для оцiнки запасу мщносп в цiй точцi, проведений аналiз (Рис.11)
I
. 24 627,891
|мин: 0,004
Рис. 11. Запас мiцностi ЮЛ пiд дieю обраховано! сили
Перемiщення URES=1 177,034 мм Напруження von Mises= 3 927,793 Н/м2 Деформацiя ESTRN= 3,106 Запас мщносп (FOS)=0,004
При прикладаннi сили 0,6 Н виникае значна деформащя та напруження. Коефщент запасу мщносп, який становить 0,004, значно менший 1, тому в цьому мющ вiдбуваеться руйнування матерiалу i, як наслiдок, вiдломлення фiксуючих елеменпв, що призводить до дислокацп всього комплексу ЮЛ та травмування ока.
Бшьшють лшз, як i ця, оснащеш спецiальними "вушками" для шовно! фшсацп, що мають забезпечити стшке положення ЮЛ в оцi людини. Розглянуто також випадок iмплантованоi ЮЛ з використання шовно! склерально! фшсацп (Рис. 12-15).
PHC. 12. nepeMi^eHHA IOH npu CKnepanbHiM ^iKcam'i
PHC. 13. Hanpy^eHHa IOH npu CK.nepa.nbmH ^iKcam'i
PHC. 14. ^e^opMama IOH npn CK.epa.bHiM ^iKcam'i
I
1 402 403,250
f9J
ipMHH: 0,019
Рис. 15. Запас мщносп ЮЛ при склеральнш фшсацп
На 0CH0Bi проведеного моделювання, встановлено, що найбiльш вразливою точкою при шовнiй склеральнiй фшсацп стае мiсце контакту шовного матерiалу з гаптиками.
Перемiщення URES=10,492 мм Напруження von Mises= 3 967, 452 Н/м2 Деформацiя ESTRN= 0,554 Запас мщносп (FOS)=0,019
В даному випадку, найбшьш значне перемiщення зазнають кiнцi гаптик, при чому сама оптична частина залишаеться в бшьш стабiльному станi, нiж в випадку iмплантащi ЮЛ без шовно'1 фшсацп. Не дивлячись на те, що тдшивання може супроводжуватися геморагiчнми i запальними ускладненнями, пов'язаними з травмуванням склери та райдужки, для забезпечення стабшьного положення ЮЛ рекомендуеться використання шовно'1 фшсацп. Але в цьому випадку, згiдно аналiзу, iснуе ризик вщломлення гаптики в мiсцi контакту нитка-гаптика. Крiм того, шовний матерiал, який використовуеться для фшсацп ЮЛ, з часом мае тенденщю до руйнування, що може спричинити дислокацп ЮЛ в тзньому пiсляоперацiйному перiодi [26, 27].
Проведенi аналогiчнi достдження з акриловою ЮЛ, результати якого занесет до порiвняльноi таблицi 1.
CC-BY-NC
Таблиця 1
Порiвняльна таблиця результапв моделювання впливу сил цилiарного м'яза та КМК на гаптики ЮЛ
Акрилова ЮЛ ПММА ЮЛ
Без фшсацп З фшсащею Без фшсацп З фшсащею
Перемщення URES(мм) 1086,392 9,630 1 177,034 10,492
Напруження von Mises (-тг) м2 3 591, 867 2 314, 917 3 927, 793 3 967, 452
Деформацiя ESTRN 3,876 0,581 3,106 0,554
Запас мiцностi FOS 0,003 0,019 0,004 0,019
Дослщження показали, що суттево'1 рiзницi в мщносп гаптичних елементiв 1ОЛ мiж матерiалами Акрил та ПММА немае. В обох випадках, при прикладенш сили, зафшсований низький запас мщносп, що вказуе на недостатню стшюсть матерiалу.
На лiнзу також дiе земне тяжшня, що призводить до п дислокацп. Проведений розрахунок дано'1 сили, що створюе дислокацiю.
Через те, що штраокулярна лiнза знаходиться в рщиш передньо'1 камери, то на не'1 дiе виштовхуюча сила Архiмеда ^ протилежно направлена до сили земного тяжшня тд (Рис.16).
PHC. 16. CH. Ta^iHHa Ta ApxiMega Ha IOH B KMK
1— Kancy.bHHH MimoK KpumTanHKa
2— iHTpaoKynapHa niroa
^ = Pbo™™^ = fle (2)
pBO^OFH = 1,005 r/CM3 P™ = 1,18 r/CM3 g = 9,81m/c2
3rigHO цboгo, Bara IOH 3HaxogHTbca, ak pi3HH^ ch.h t^^Ihh^ Ta ch.h ApxiMega:
P = - = (Pio^ - PBo^oru)^^
3a pe3y.bTaTaMH MogenroBaHH« niro Ta niTepaTypHoro nomyKy, BigoMO, ^o Maca IOH 3HaxogHTbc« B npoMi^Ky 8-10 мг.
nigcTaBHBmu, oTpHMaeM:
P = (1180 - 1005) • 1 • 10-8 • 9,81 = 1,71675 • 10-5tf
P = 1,71675 • 10-5tf
-
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Для того, щоб дiзнатись на яку величину змютиться лшза при дп тако! сили, було
змодельовано процес в середовищi SolidWorks (Рис.17).
URES (mm) 0.001
Рис. 17. Перемщення ЮЛ при дп сили земного тяжшня
иИЕБ = 0,001 мм
Результати розрахунюв та симуляцп показали, що для зменшення ризику змiщення лшзи, вона повинна мати надiйну фшсащю в оцi та незначну масу.
Дослщжено iнтраокулярну лiнзу на спещально зiбранiй установцi (рис.18), патент UA 141280 U [9].
1 2
Рис. 18. Пристрш для дослщження пружнiх властивостей iнтраокулярних лiнз
_
Copyright: © The Authors Licensee: This work is licensed under the Creative Commons Attribution License
-
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Установка мютить 4-ри 3aracKa4i (1), що знаходяться тд прозорою кришкою (2); 4-ри
тензодатчика; регулятор сили стиснення (контроль радiусу) (3); екран (4); кнопку вкл/викл (5); регулятор частоти стискань (6); регулятор задання кшьюсть стиснень (7).
Завдавали силу стиснення, яку поступово збшьшували. При стиснеш, лшза мае невелике горизонтальне змiщення, можна припустити, якщо б гаптика була ангульованою, то оптична частина рухалась й вертикально, в залежносп вщ кута нахилу фiксуючих елементiв ЮЛ. При значеннях менших 0,6 H, гаптика збершае сво'1 пружнi властивосп. Додавши в експеримент частоту стиснення, що становить один раз в секунду з силою 0,6 H (Рис.19), в уах експериментальних моделях вiдмiчено вщломлення гаптичного елемента на 1 -2 секундi стискання (Рис.20).
Рис.19. Екран параметрiв установки
Рис.20. ЮЛ до дослщження пружшх властивостей та тсля
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
Дiаметр кришталика доросло! людини в середньому сягае 9,0 — 10,0 мм. Видалення вмюту
кришталика, на мiсце якого iмплантуeться штучна лiнза, збiльшуe дiаметр капсули на 1 мм [7]. Середнш дiаметр задньо! камери в област вшково! борозни становить 11,5 мм. Таким чином, стандарты сучасш ЮЛ, що iмплантуються в задню камеру, мають зумовлену схильнiсть до децентрацп iз-за невiдповiдностi розмiрiв iмплантата та дiаметра вшково! борозни. Пропонуеться, пустотiла об'емозамiнна iнтраокулярна лiнза, що вщповщае розмiрам нативного кришталика (Рис.21), патент UA 142801 U [8].
Рис. 21. 1нтраокулярна лшза "NVision OP"
Гострий край лiнзи (бортик) (4) та канавка (1) по всш периферп (360°), виконуе роль пастки для епiтелiальних клiтин. Канавка (1) розбита на сектори за допомогою 8-ми перетинок (2), , яю у випадках, повно'1' вщсутносп задньо'1' капсули, дозволяють використати iридосклеральну фiксацiю. Перетинки (2), в ситуащях з порушенням задньо'1' капсули кришталика, випадшням скловидного тiла та шше, дозволяють виконати мультисекторальне пiдшивання. Листоподiбнi вирiзи (3), передньо'1' частини ЮЛ, слугують дренажними каналами для тдтримки внутршньоочно'1' циркуляцп. Загалом, оптимальнi розмiри, пружнi властивостi, радiальний контакт з капсулою кришталика, зменшуе
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
навантаження на циновими зв'язками по всш периферп i е чинниками, якi здатнi забезпечити
акомодацшний процес . Елементи, яю розташованi на лiнзi, дозволяють виконати, як райдужну так i iридосклеральну фiксацiю. Форма та конструкцiя лшзи дозволяе швидко виконати iмплантацiю, що важливо для запобшання негативного впливу штенсивного випромiнювання освiтлювача операцiйного мшроскопа на незахищену макулярну сiткiвку.
Conclusions.
1. Зпдно результатiв моделювання та експерименту, встановлено, що монол^ш штраокулярш лiнзи з полiметилметакрилата та акрила мають недостатнi фiзико-механiчнi властивостi гаптичних елеменпв.
2. У випадку безшовно'1 iмплантащi, виявлено, значне змiщення ЮЛ, зафшсоваш ризики вiдломлення гаптики в мющ контакту гаптика-лiнза, тому що запас мщносп знаходиться в дiапазонi 0,003 — 0,004 , що значно нижче 1 i свщчить про руйнування матерiалу.
3. При використанш шовно'1' фшсацп, ЮЛ мае стабшьшше положення, але при цьому, в мiсцi контакту нитка-гаптика, матерiал мае запас мiцностi 0,019.
4. На лшзу дiе сила земного тяжшня, яка змiщуе ii донизу, тому 1ОЛ повинна мати мшмальну масу.
5. Гаптичнi елементи нерiвномiрно розподiляють навантаження на циновi зв'язки, як наслщок, з часом вщбуваеться дислокацiя всього комплекса.
6. Запропонована об'емозамшна iнтраокулярна лiнза "NVision OP", що мае розмiри природнього кришталика, малу масу та рiвномiрно розподшяе навантаження на циновi зв'язки за рахунок свое'1' форми. ЮЛ дае змогу провести швидку iмплантацiю через мшмальний розрiз. Спецiальнi елементи дозволяють виконати райдужну та iридосклеральну фшсащю.
Disclaimers: The author declares that they have no financial or personal relationships that may have inappropriately influenced them in writing this article.
Conflict of interest statement: The authors state that there are no conflicts of interest regarding the publication of this article.
ORCID
Олександр Полщук http://orcid.org/0000-0003-4997-4247
ISSN 2311-1100
REFERENCES:
1. Pascolini, D., Global estimates of visual impairment. Br. J. Ophthalmol, 2011; 3, P.134-
144.
2. Fraser, M. L. Vision, quality of life and depressive symptoms after first eye cataract surgery. Psychogeriatrics. 2013; 9: P. 23-32.
3. Stevens, G. A. Global prevalence of vision impairment and blindness. Ophthalmology. 2013; 120: P. 2377-2384.
4. Азнабаев Б. М. Ультразвуковая хирургия катаракты — факоэмульсификация. Август Борг. Москва; 2005. 129 с.
5. Полщук О.С., Козяр В.В. Порiвняльна характеристика юнуючих афаючних штраокулярних лшз. Monogrsfia poconferencyina "Science, Research, Development № 12". Belgrad (Serbia), Poland; 2018. p. 34-36.
6. Полщук О.С, Козяр В.В. Аналiз гаптичних елеменпв штраокулярних лшз. Бюмедична iнженерiя i технолопя. Ки!в; 2019. Vol. 2: c. 9-14. DOI: https://doi.org/10.20535/2617-8974.2019.2.184707
7. Полщук О.С, Козяр В.В. Конструктивы рiшення для попередження розвитку вторинно! катаракти пiсля iмплантацii iнтраокулярних лiнз.,Innov Biosyst Bioeng. 2020; 4 (1): С. 36 -44. DOI: https://doi.org/10.20535/ibb.2020A1.187310
8. Пат. UA 142801 U Укра!на, МПК A61F 2/16, 9/00. Гнучка об'емозамшна мультифокальна штраокулярна лiнза "NVision OP" /Полiщук О.С., Козяр В.В; заявл. 30.01.2020; опубл. 25.06.2020, Бюл. № 12
9. Пат. UA 141280 U Укра!на, МПК G01 1/00, G01B 5/00, A61F 9/00. Пристрш для дослщження пружнiх властивостей iнтраокулярних лiнз /Полщук О.С.; заявл. 22.04.2019; опубл. 10.10.2019, Бюл. № 6
10. Терещенко Ю. А, Кривко С. В, Сорокин Е. Л, Егоров В. В. Спонтанная дислокация заднекамерных интраокулярных линз (ИОЛ) в позднем послеоперационном периоде: частота, причины, осложнения РМЖ «Клиническая Офтальмология». 2010; 3: С. 100 - 102.
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
11. Savini G., Hoffer K.J, Lombardo M. Influence of the effective lens position, as predicted by
axial length and keratometry, on the near add power of multifocal intraocular lenses. J. Cataract Refract. Surg. 2016; Vol. 42: P. 44-49.
12. Иошин И. Э, Егорова Э. В, Багров С. Н. Внутрикапсульное кольцо - профилактика осложнений экстракции катаракты. Офтальмохирургия. -2002; 1: С. 25-28.
13. Паштаев, Н. П, Батьков Е. Н, Зотов В. В. Шовная фиксация заднекамерной эластичной ИОЛ к радужке при слабости связочного аппарата хрусталика. Вестник офтальмологии. 2010; 1: С. 47-50.
14. Тахчиди Х. П, Егорова Э. В, Толчинская А. И. Выбор тактики хирургии катаракты с учетом оценки симптоматики псевдоэксфолиативного синдрома по данным ультразвуковой Биомикроскопии. Офтальмохирургия. 2006; 4: С. 4-9.
15. Батьков, Е. Н., Паштаев Н. П, Поздеева Н. А. Биометрия положения интраокулярных линз на основе Шаймпфлюг-фотографии. Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии. Москва; 2009. С. 37-42.
16. Zetterstrom C, Lundvall A, Weeber H. Sulcus fixation without capsular support in children / C. Zetterstrom, A. Lundvall, H. Weeber J. Cataract Refract. Surg. 1999; Vol. 25: P. 776-781.
17. Tanaka. Haptic Breakage after Transscleral Fixation of a Single-Piece Acrylic Intraocular Lens. Case Rep Ophthalmol 2014;5: 212-216. DOI: 10.1159/000365350
18. Davison, J.A. Capsule contraction syndrome. J. Cataract. Refract. Surg. 1993; Vol. 19(5): P. 582-589.
19. Kato S, Suzuki T, Hayashi Y. Risk factors for contraction of the anterior capsule opening after cataract surgery. J. Cataract Refract. Surg. 2002; Vol. 28(1): P. 109-112.
20. Krepste L, Kuzmiene L, Miliauskas A. Possible predisposing factors for late intraocular lens dislocation after routine cataract surgery Medicina. 2013; Vol. 49: P. 229-234.
21. Liu X, Cheng B, Zheng D, Liu Y.Role of anterior capsule polishing in residual lens epithelial cell proliferation. J. Cataract Refract. Surg. 2010; - Vol. 36(2): P. 208-214.
22. Pueringer S.L, Hodge D.O, Erie J.C. Risk of late intraocular lens dislocation after cataract surgery, 1980- 2009: a population-based study. Am. J. Ophthalmol. 2011; Vol. 152: P. 618-623.
ISSN 2311-1100 CC-BY-NC
23. Saxby L, Rocen E, Boulton M. Lens epithelial cell proliferation, migration and metaplasia
following capsulorhexis. Br. J. Ophthalmol. 1998; Vol. 82(8): P. 945-952.
24. Yang Gao, Guang-Fu Dang, Xu Wang, Lian Duan, Xin-Yi Wu. Influences of anterior capsule polishing on effective lens position after cataract surgery: a randomized controlled trial. Int J. Clin Exp Med. 2015; 8 (8): P.13769-13775.
25. Young, M. Причины возникновения синдрома контракции капсулы. Новое в офтальмологии. 2008; 4: С. 58-59.
26. Tsai, Y. Y, Tseng S.H. Transscleral fixation of foldable intraocular lens after pars plana lensectomy in eyes with a subluxated lens. J Cataract Refract Surg. 1999; Vol. 25(5): P. 722-724.
27. Wojciecb O, Latecka K.B, Palenga P.D, Synder A. Treatment of dislocated lenses in patients with Marfan's syndrome using vitrectomy and intraocular lenses. Klin. Oczna. 2002; Vol. 104(1): P. 19-22.
ISSN 2311-1100
PLAGIARISM REPORT:
