CC BY
246
УДК 617.713-089.843 ББК 56.7
КЕРАТОПЛАСТИКА: СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
СУХИХЕ.А., КУДАШКИНА ЕЮ. ФГБОУ ЮУГМУМинздрава России, г. Челябинск, Россия e-mail: [email protected]
Аннотация
В данной статье рассмотрены современные подходы к кератопластике, которая заключается в замещении поврежденной роговицы или ее части донорским трансплантатом. Постоянные попытки улучшения хирургических результатов привели к революционным изменениям в данной области офтальмологии. Разработаны методы, позволяющие хирургу пересаживать отдельные слои роговицы при так называемой "послойной операции" в зависимости от пораженного слоя, а также использовать эндотелиальные и стволовые клетки. Совершенствуются фемтолазерные технологии, появляются новые способы консервации донорских роговиц.
Ключевые слова: роговица, кератопластика, микрохирургия глаза, сквозная кератопластика, послойная кератопластика, эндотелиальная кератопластика, консервация роговицы.
Актуальность. По данным всемирной организации здравоохранения поражение роговицы занимает 4 место среди основных причин слепоты после глаукомы, возрастной макулярной дегенерации и катаракты. На долю заболеваний роговицы среди причин слепоты приходится 5,1%, при этом 14,3% пациентов с заболеваниями роговицы являются абсолютно слепыми, 19% - дети [1, 7].
Роговица - передняя прозрачная часть наружной (фиброзной) оболочки глаза. Топографические особенности роговицы определяют её уязвимость перед механическими, физическими и химическими агрессивными факторами окружающей среды.
Клиническая картина заболеваний роговицы проявляется в изменении ее свойств: сферичности, прозрачности, чувствительности, зеркальности, величины. Любое изменение данных свойств приводит к снижению остроты зрения и требует лечения: консервативного и хирургического. Консервативное лечение заболеваний роговицы требует длительного времени и не всегда может гарантировать восстановление изначальных свойств роговицы и зрительных функций. Могут возникать такие осложнения, как истончение и перфорация роговицы, эрозия роговицы, ее помутнение и отек, рубцевание конъюктивальной полости, язва роговицы (асептическая и инфекционная), васкуляризация роговицы. Вследствие этого возникает необходимость применять
хирургические методы лечения и количество таких пациентов ежегодно возрастает [7, 12].
Кератопластика - это хирургическая операция на роговице, применяемая с целью восстановления ее функций и устранению приобретенных дефектов [2, 5, 6].
В настоящее время цели пересадки роговицы: оптическая, лечебная, тектоническая, мелиоративная, рефракционная и
косметическая. Задача оптической
кератопластики - восстановление утраченных зрительных функций. Лечебную кератопластику выполняют при кератитах, изъязвлениях роговицы, которые не удалось вылечить консервативными методами. Тектоническая кератопластика применяется для
восстановления целостности роговицы, например, при фистуле, после ранений. Мелиоративная пересадка показана обычно с целью "улучшения" структуры роговицы, как предварительный этап для последующей оптической операции. Косметическую кератопластику производят при дефектах на слепых глазах, чтобы создать видимость нормального глаза, когда больного смущает данный дефект [5, 12].
В зависимости от размеров и толщины пересаживаемой роговицы кератопластика может быть: тотальной сквозной (проникающей), при которой удаляется вся роговица до лимба и на ее место подшивается донорская; субтотальной сквозной - заменяется
достаточно большая часть роговицы реципиента, неудаленным сохраняется лишь узкий ободок у лимба в 1- 1,5 мм, к которому подшивается роговичный трансплантат; частичной сквозной - удаляется участок, диаметром 2-5 мм, который замещается донорской роговицей, применяется обычно при центральных бельмах; тотальной и субтотальной послойной (несквозной, непроникающей) - удаляется и заменяется донорской тканью не вся толща роговицы на большом протяжении, например, при поверхностных дефектах; частичной послойной - удаляются передние пораженные слои роговицы диаметром 2-5 мм при небольших, несквозных поражениях, при этом трансплантат может фиксироваться не только с помощью швов, но и биологического клея или лентой конъюнктивы по Филатову; послойной периферической, разработанной академиком Пучковской Н.А. в 1954 г.; интерламеллярной -межслойной пересадкой роговой оболочки; тотальной сквозной пересадкой роговицы с широкой каймой склеры, а также пересадкой переднего отрезка глаза, проводящейся при растянутых эктазированных бельмах [2].
Результат трансплантации роговицы зависит от нескольких важных факторов: от дефицита стволовых клеток (во многом определяемый этиологией заболевания) и наличия или отсутствия конъюнктивального воспаления. Также важно учитывать, вовлечены ли другие структуры поверхности глаза (помимо лимбальных стволовых клеток) в патологический процесс. Последствия игнорирования любого из этих факторов могут заключаться в неизлечимых эпителиальных дефектах, вторичном изъязвлении,
инфекционном кератите, васкуляризации роговицы, отторжении трансплантата или расплавлении роговицы. Даже при совершенной хирургической технике и лучших доступных трансплантатах могут быть плохие результаты.
Перед кератопластикой все пациенты должны пройти обследование на сопутствующие заболевания глаз, такие как неправильное расположение век, заболевания век и глаукому. Кроме того глаз должен быть осмотрен на наличие синдрома сухого глаза и дисфункции слезных желез, дефицит стволовых клеток лимба, дисфункцию конъюнктивы, рубцевание и кератинизацию роговицы, васкуляризацию роговицы,
нарушения чувствительности роговицы, необходимо оценить состояние эпителия роговицы [17].
Новые методы эндотелиальной
кератопластики с помощью здоровых эндотелиальных клеток роговицы могут заменить традиционную операцию [18].
Несколько десятилетий назад обычная сейчас сквозная кератопластика была нестандартной операцией при трансплантации тканей роговицы в случаях ее помутнения. В последнее время было признано, что замена всех слоев роговицы требуется не всегда, иногда заболевание ограничено определенным слоем. Это привело к развитию послойной хирургии роговицы, что в свою очередь повысило выживаемость трансплантата, а также позволило более эффективно использовать ткани роговицы [23].
В 2004 году Шиммура высказал идею послойной хирургии. Впоследствии Vajpayee и др. выдвинули концепцию использования одной донорской роговицы для трех реципиентов, то есть передняя ламеллярная кератопластика в случае макулярной дистрофии роговицы, задняя ламеллярная кератопластика в случае псевдофакической буллезной кератопатии и периферический корнеосклеральный ободок при
трансплантации лимбальных стволовых клеток в случае их дефицита [20].
Послойные операции имеют ряд преимуществ: снижение риска отторжения трансплантата и предотвращение осложнений, связанных с открытыми хирургическими вмешательствами. Кроме того данный хирургический метод позволяет использовать одну донорскую роговицу для нескольких реципиентов, что имеет ценность в развивающихся странах с нехваткой высококачественных донорских роговиц.
Трансплантация Боуменовой мембраны - это новая хирургическая методика для уменьшения и стабилизации эктазии при прогрессирующем кератоконусе. Стабилизация происходит за счет накладывания Боуменовой мембраны и эффекта заживления раны между стромой реципиента и трансплантатом [15].
Ван Дейк и др. сообщили об увеличении толщины роговицы, стабилизации
кератометрии, улучшении наилучшей коррегированной остроты зрения (BCVA) и стабилизации эктазии роговицы в двух из опубликованных серий случаев. Хотя авторы
сообщили о возможной интраоперационной перфорации Десцеметовой мембраны, поэтому необходимы долгосрочные исследования для определения безопасности и эффективности данного вмешательства. Трансплантация Боуменовой мембраны может стать дополнительным вариантом лечения прогрессирующего кератоконуса, что может помочь отсрочить сквозную кератопластику или глубокую переднюю ламеллярную кератопластику (DALK).
Передняя ламеллярная кератопластика показана в случаях заболеваний стромы, не поражающих эндотелий роговицы. Выделяют переднюю ламеллярную кератопластику (ALK) и глубокую переднюю ламеллярную кератопластику (DALK).
При передней кератопластике
поверхностные слои роговицы удаляются, при этом остаются более глубокие слои роговицы реципиента. При глубокой передней ламеллярной кератопластике (DALK), роговица реципиента иссекается до уровня десцеметовой мембраны или около него. Основным преимуществом передней ламеллярной трансплантации является то, что она не подвержена риску отторжения эндотелиального трансплантата [19].
В настоящее время единственным методом лечения эндотелиальной дисфункция роговицы является трансплантация донорской роговицы или ее глубоких слоев - задняя ламеллярная кератопластика (PLK), полученных от трупа с нормальными эндотелиальными клетками. Из-за глобального дефицита донорских роговиц жизненно важно воссоздать ткань роговицы in vitro, которая потенциально может быть пересажена на практике.
Новые методы эндотелиальной
кератопластики с помощью здоровых эндотелиальных клеток роговицы могут заменить традиционную операцию [18].
За последние 5 лет роботизированная хирургия получает все большее признание в клинической практике благодаря
значительному улучшению технологий и эргономики. Роботизированная хирургия имеет несколько преимуществ по сравнению с другими минимально инвазивными методами: трехмерный вид, превосходную маневренность инструмента, большее увеличение и отсутствие тремора.
Операция, выполняемая роботом Да Винчи, позволяет хирургу сидеть при просмотре
трехмерного изображения. Робот переводит сложные движения рук и кистей в согласованный процесс и поддерживает координацию руки-глаза. В настоящее время нет осязательной обратной связи; однако это не имеет значения для хирурга-офтальмолога [21].
Сквозная кератопластика с донорским трансплантатом роговицы проводилась с помощью роботизированной хирургической системы - Да Винчи Xi и обеспечила необходимую ловкость при выполнении всех этапов операций. Средняя продолжительность операции составила 43,4±8,9 мин (диапазон: 28,5-61,1 мин). Не было никаких неожиданных интраоперационных осложнений.
Спектральная оптическая когерентная томография подтвердила, что швы были выполнены на необходимой глубине. Время роботизированной операции в настоящее время близко к обычной хирургической операции вручную благодаря улучшению оптической системы и наличию микрохирургических инструментов [16].
Человеческие индуцированные
плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) -тип стволовых клеток, которые могут быть получены из соматических клеток человека путем введения определенных факторов транскрипции. Индуцированные
плюрипотентные стволовые клетки могут делиться бесконечно и дифференцироваться в любой тип клеток, что делает их пригодными для трансплантации и индивидуального моделирования заболеваний [24].
В последнее время различные клетки глаза, в том числе эпителиальные клетки роговицы, пигментный эпителий сетчатки,
демонстрирующие функции, подобные природному пигментному эпителию, фоторецепторам и ганглиозным клеткам, были успешно получены из iPSC. Трансплантация этих клеток животным показала большую перспективу в лечении слепоты. Первое клиническое испытание на людях было в 2013 году. Несмотря на эти многообещающие результаты, необходимо больше исследований для предотвращения непреднамеренного роста опухоли, развития определенной функции клеток и стимулирования интеграции в ткань реципиента. Идея лечения травм поверхности глаза производными iPSC остается до сих пор привлекательной [25].
Высокая потребность к кератопластике приводит к возрастанию необходимости
увеличить количество донорского материала, а также в совершенствовании методов его консервации с гарантией сохранения его витальных свойств.
Существует большое количество методов консервации тканей, но не все они нашли широкое распространение. Современные достижения науки позволили предложить совершенно новые методы консервации [4].
В целях восстановления и поддержания структуры и функции эпителиальных клеток трупных донорских роговиц в процессе их консервации значительный интерес могут представлять фармакологические препараты на основе гомологичных клеточных пептидов, полученные из тканей глаза. К таким препаратам нового поколения относятся цитамины отечественного производства и тканевая панель препаратов NeyDIL импортного производства [13, 14].
Данные препараты содержат регуляторные пептиды, к которым относятся эпидермальный фактор роста, фактор роста фибробластов, трансформирующий ростовой фактор, тромбоцитарный фактор роста,
инсулиноподобный фактор роста-1 [3].
В 2009 г. Shin Y.J. с соавт. опубликовали результаты исследований о защитном действии Кластерина (полипептида, регулирующего апоптоз) на эндотелиальные клетки роговицы. По мнению авторов, применение этого регуляторного белка может предотвратить апоптоз данных клеток роговицы, вызванный окислительным стрессом [24].
Также предложены такие методы консервации роговицы, как консервация в вакууме (Канюков В.Н., 2006), криоконсервация (-196°С) в жидком азоте с использованием различных криопротекторов (Williams К.А., Muehlberg S.M., Lewis R.F., CosterD.J., 1995), использование контейнеров для консервации с наноструктурированным углерод содержащим покрытием (Мусина А.Д., 2006), консервация в вакууме при гипотермии (Казенов А.Н., 2010) [8,
9].
В последние годы применение фемтосекундного лазера становится стандартной процедурой при различных хирургических вмешательствах на роговице.
Данный лазер характеризуется
фемтосекундным импульсом - 10-15 с. [10].
Использование данных технологий высокой мощности и низкой частоты импульсов способствует развитию новых фемтолазерных методик. Данные методы заключаются в изменении формы роговицы путем нанесения вертикальных и концентрических насечек с помощью фемтосекундного лазера для коррекции пресбиопии или иссечения стромы с целью хирургической коррекции близорукости [12].
Применение фемтосекундных лазеров в офтальмохирургии в последнее десятилетие открывает совершенно новые возможности в лечении заболеваний роговицы, а также способствует улучшению биологических и функциональных результатов кератопластики.
Фемтолазерные технологии позволяют выполнять разрезы ткани роговицы в произвольном варианте, которые отличаются более высокой точностью и
воспроизводимостью результатов, а также дает возможность индивидульного подходить к выбору способа операции [10].
На сегодняшний день фемтолазерные установки в роговичной офтальмохирургии применяются при формировании роговичных туннелей для последующей имплантации интрастромальных сегментов, роговичного клапана, интрастромальном создании роговичной лентикулы, послойной и сквозной кератопластике, астигматической
кератопластике, интрастромальной коррекции пресбиопии. Способность фемтосекундного лазера производить фемтодиссекционные разрезы на различной глубине роговицы позволили увеличить диапазон его использования [11].
В связи с постоянным увеличением количества пациентов, которым необходимо реабилитационное хирургическое
вмешательство в виде кератопластики, которая становится, в большинстве случаев, единственным шансом на возвращение пациенту нормального зрения, ставится вопрос о постоянном совершенствовании технологий операции, разработке методов с использованием нано- и биотехнологий.
Список литературы
1. Алексеев В.Н. Офтальмология. Учебник для вузов / В.Н. Алексеев [и др.] // Издательство: ГэотарМедиа, 2010 -242 с.
2. Бирич Т.А. Офтальмология. Учебник для студентов медицинских вузов / Т.А. Бирич, Л.Н. Марченко, А.Ю. Чекина. - Минск: Выш. шк., 2007. - 555 с.
3. Борзенок С.А. Методы консервации донорских роговиц и применение гомологичных клеточных пептидоя / С.А. Борзенок, О.И. Ролик, Н.А. Онищенко. -М.: "Офтальмология", 2011. - №4. - С. 75-78.
4. Борзенок С.А. Медикобиологические основы глазного банка ГУ МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова /С.А. Борзенок//13 Рос. ежегодная науч. практ. конф. "Новые технологии микрохирургии глаза": Тез. докл.
- Оренбург, 2002. - С. 141.
5. Глазные болезни. Основы офтальмологии: Учебник /Под ред. В.Г. Копаевой. - М.: Медицина, 2012. - 560 с.
6. Данилова Д.И. Оптическая кератопластика. Бюллетень медицинских интернет-конференций /Д.И. Данилова. -2016. Т. 6. №5. - С. 78.
7. Жабоедов Г.Д. Офтальмология /Г.Д. Жабоедов, Р.Л. Скрипник, Т.В. Баран. - К.: ВСИ "Медицина", 2011. - 448 c.
8. Казеннов А.Н. Изучение влияния вакуума на консервацию донорской роговицы /А.Н. Казеннов //III всероссийская научная конференция молодых ученых "Актуальные проблемы офтальмологии". - Москва, 2008. - С. 30.
9. Канюков В.Н. Влияние вакуума на биологические и механические свойства роговицы в условиях консервации /
10. Костенев С.В. Фемтосекундная лазерная хирургия: Принципы и применение в офтальмологии / С.В. Костенев, В.В. Черных. - Новосибирск: Наука, 2012. - 142 с.
11. Костенёв С.В. Сравнительный клинико-функциональный анализ имплантации инрастромальных роговичных сегментов по традиционному и усовершенствованному методу с применением фемтосекундного лазера / С.В. Костенёв, В.В. Черных. //Практическая медицина. - 2013. - №1-3. - С. 71-74.
12. Кристофер Дж. Рапано. Роговица /Дж. Рапано Кристофер, Хенг Ви-Джин. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 320 c.
13. Ролик И.С. Фетальные органопрепараты: клиническое применение /И.С. Ролик - М.: РегБиоМед, 2003. - С. 73.
14. Хавинсон В.Х. Пептидные биорегуляторы в офтальмологии / В.Х. Хавинсон, С.В. Трофимова. - СПб.: ИКФ "Фолиант ", 2000. - 48 c.
15. Bowman layer transplantation to reduce and stabilize progressive, advanced Keratoconus / V.S. Liarakos [et al.] // J. Ophthalmology. - 2017. - Vol. 73, №6. - P. 14.
16. Chammas J. Da Vinci Xi Robot - Assisted Penetrating Keratoplasty / J. Chammas // J. Translational Vision Science & Technology. - 2017. - Vol. 6, №3. - P. 21.
17. Holland E.J. Ocular Surface Disease: Cornea, Conjunctiva and Tear Film / E.J. Holland, M.J. Mannis, W.B. Lee // J. Expert Consult. - 2013. - Vol. 13, №5. - P. 397-452.
18. Liu Y. Human Corneal Endothelial Cells Expanded In Vitro Are a Powerful Resource for Tissue Engineering / Y. Liu // J. Int. Journal of Medical Sciences - 2017. - Vol. 14, №2. - P. 128-135.
19. Maharana K. Component Corneal Surgery: An Update / K. Maharana, K. Prafulla // J. Indian Journal of Ophthalmology.
- 2017. - Vol. 65, №8. - P. 658-672.
20. One donor cornea for 3 recipients: A new concept for corneal transplantation surgery // R.B. Vajpayee [et al.] // J. The British Journal of Ophthalmology. - 2007. - Vol. 97, №1. - P. 18-21.
21. Sharma N. Arch /N. Sharma // J. Ophthalmol. - 2007. - Vol. 56, №8. - P. 120-125.
22. Shimmura S. Component surgery of the cornea / S. Shimmura // J. Cornea - 2004. - Vol. 16, №9. - P. 1-13.
23. Shin Y.J. Protective effect of clusterin on oxidative stress-induced cell death of human corneal endothelial cells / Y.J. Shin // J. Mol Vis. - 2009. - Vol. 66, №16. - Р. 10-15.
24. Wu N. Induced Pluripotent Stem Cells: Development in the Ophthalmologic Field /N. Wu // J. Stem Cells International. -2016. - Vol. 55, №3. - P. 2-10.
KERATOPLASTY: MODERN TECHNOLOGIES AND PERSPECTIVES*
SUKHIKHE.A., KUDASHKINA E.U. FSBEI HE SUSMUMOH Russia, Chelyabinsk, Russia e-mail: [email protected]
Abstract
The article is devoted to the theme of keratoplasty - surgical operation of grafting new corneal tissue or a part of it onto an eye. Several decades ago penetrating keratoplasty was a challenge to ophthalmic surgeons. Constant efforts by them to improve the results have led to revolutionary changes in the field of keratoplasty. It have led to the development of techniques that allow a surgeon to transplant individual layers of cornea depending on the affected layer in "component corneal surgery", use endothelial cells.
Keywords: cornea, graft, keratoplasty, robot surgery, penetrating keratoplasty, component keratoplasty, endothelial keratoplasty, cornea's conservation.
* Научный руководитель: к.м.н., доц. Солянникова О.В.
