CC BY
0Ежеквартальный
научно-практический
журнал
УДК 619:617.7:636.92
DOI: 10.31279/2949-4796-2023-15-52-18-21
Дата поступления статьи в редакцию: 04.11.2023 Принята к публикации:21.11.2023
В. С. Скрипкин, Н. В. Федота, А. Н. Квочко, А. Н. Шулунова, М. М. Горохова
Skriprin V. S., Fedota N. V., Kvochko A. N., Shulunova A. N., Gorohova M. M.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЖОГА РОГОВИЦЫ РАСТВОРОМ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ
SIMULATION OF A CORNEA BURN WITH AN ACETIC ACID SOLUTION
E
Ё
PSURIP
Изучение терапевтических свойств лекарственных препаратов для лечения заболеваний глаз невозможно представить без проведения экспериментального моделирования поражений роговицы. На сегодняшний день имеется большое количество научных публикаций с описанием различных методик имитации повреждений роговицы механическими, химическими, термическими воздействиями. Однако данные методы несовершенны, что может усложнить мониторинг эффективности лекарственных препаратов в дальнейшем испытании лекарственных форм и препаратов. Исходя из этого целью исследования явилась разработка новой методики моделирования кислотного ожога роговицы у кроликов. Данный способ позволяет получить ограниченное повреждение роговицы с четкими краями, что дает возможность проведения точечного воздействия испытуемыми лекарственными препаратами и объективного мониторинга их эффективности.
В результате эксперимента нами была определена оптимальная концентрация уксусной кислоты и экспозиция воздействия с использованием модифицированной пипетки Пастера. Использование модифицированной пипетки Пастера позволяет моделировать ограниченный ожог роговицы заданного диаметра с четкими краями и возможностью воздействия любым химическим веществом. Оптимальной концентрацией уксусной кислоты для моделирования кислотного ожога роговицы у кролика является 9 % раствор уксусной кислоты. Необходимая экспозиция воздействия 9 % раствора уксусной кислоты составляет 60 секунд для моделирования кислотного ожога у кролика.
Ключевые слова: глазное яблоко, роговица, ожог роговицы, кератопатии, кератит.
It is difficult to imagine studying the therapeutic properties of drugs for the treatment of eye diseases without conducting experimental modeling of corneal lesions. Today, there are a large number of scientific publications describing various methods for simulating corneal damage by mechanical, chemical, and thermal effects. However, these methods are not perfect, which may complicate monitoring the effectiveness of drugs in further testing of dosage forms and preparations. Based on this, the goal of the study was to develop a new technique for modeling acid burns of the cornea in rabbits. This method makes it possible to obtain limited damage to the cornea with clear edges, which makes it possible to carry out targeted exposure to the tested drugs and objective monitoring of their effectiveness.
As a result of the experiment, we determined the optimal concentration of acetic acid and exposure using a modified Pasteur pipette. The use of a modified Pasteur pipette makes it possible to simulate a limited corneal burn of a given diameter with clear edges and the possibility of exposure to any chemical substance. The optimal concentration of acetic acid for simulating an acid burn of the cornea in a rabbit is a 9 % acetic acid solution. The required exposure time to a 9 % acetic acid solution is 60 seconds to simulate an acid burn in a rabbit.
Keywords: eyeball, cornea, corneal ulcer, keratopathy, keratitis.
Скрипкин Валентин Сергеевич -
доктор биологических наук, доцент, директор института ветеринарии и биотехнологий ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» г. Ставрополь РИНЦ SPIN-код: 6678-3491 Тел.: 8(8652)28-67-38 E-mail: SkripkinVS@mail.ru
Федота Наталья Викторовна -
кандидат ветеринарных наук, доцент,
доцент кафедры терапии и фармакологии
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
аграрный университет»
г. Ставрополь
РИНЦ SPIN-код: 1151-8536
Тел.: 8-962-442-99-01
E-mail: nataliafedota@yandex.ru
Квочко Андрей Николаевич -
доктор биологических наук, профессор, профессор РАН, заведующий кафедрой физиологии, хирургии и акушерства
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» г. Ставрополь
Skripkin Valentin Sergeevich -
Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Director of the Institute of Veterinary Medicine and Biotechnology
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
RSCI SPIN-code: 6678-3491 Tel.: 8(8652)28-67-38 E-mail: SkripkinVS@mail.ru
Fedota Natalia Viktorovna -
Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Therapy and Pharmacology
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
RSCI SPIN-code: 1151-8536 Tel.: 8-962-442-99-01 E-mail: nataliafedota@yandex.ru
Kvochko Andrey Nikolaevich -
Doctor of Biological Sciences, Professor, Professor of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of Physiology, Surgery and Obstetrics
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
A
№ 4(52), 2023
Ветеринария
19
РИНЦ SPIN-код: 8958-0511 Тел.: 8-918-750-35-79 E-mail: kvochko@yandex.ru
Шулунова Ангелина Николаевна -
кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры физиологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет» г. Ставрополь РИНЦ SPIN-код: 2353-7188 Тел.: 8-961-447-46-59 E-mail: 9linok9@mail.ru
Горохова Маргарита Михайловна -
аспирант кафедры физиологии, хирургии и акушерства
ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный
аграрный университет»
г. Ставрополь
РИНЦ SPIN-код: 5469-7558
Тел.: 8-906-475-25-61
E-mail: gorohova.margarita.2000@mail.ru
RSCI SPIN-code: 8958-0511 Tel.: 8-918-750-35-79 E-mail: kvochko@yandex.ru
Shulunova Angelina Nikolaevna -
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Physiology, Surgery and Obstetrics
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
RSCI SPIN-code: 2353-7188 Tel.: 8-961-447-46-59 E-mail: 9linok9@mail.ru
Gorohova Margarita Mihailovna -
postgraduate student of the Department of Physiology, Surgery and Obstetrics
FSBEI HE «Stavropol State Agrarian University» Stavropol
RSCI SPIN-code: 5469-7558
Tel.: 8-906-475-25-61
E-mail: gorohova.margarita.2000@mail.ru
Изучение терапевтических свойств лекарственных препаратов для лечения заболеваний глаз непосредственно связано с проведением экспериментального моделирования поражений роговицы. Известно, что вещества кислотной природы при взаимодействии с белковыми компонентами тканей роговицы вызывают немедленную денатурацию белков (коагуляционный некроз), что приводит к помутнению структуры роговицы. Способов получения экспериментальной модели язвенного поражения роговицы кислотным детергентом в литературе представлено достаточное количество. Однако они имеют как положительные, так и отрицательные характеристики, связанные чаще всего со сложностью воспроизведения, дорогостоящим инструментарием и невозможностью порой контролировать процесс поражения [1-4].
Н. В. Филатова (2011) предлагает способ моделирования язвы роговицы, при котором автор воздействует на роговицу 10 % раствором соляной кислоты в течение 20 секунд. В качестве специального инструмента используется трепан для пересадки роговицы, набитый предварительно пропитанным HCl ватным тампоном. Свой способ, основанный на методике моделирования щелочного ожога по Обенбер-геру, также предлагают В. Н. Канюков и соавторы (2014). Для воссоздания этого метода требуется наложить на роговицу пропитанный раствором 3 % уксусной кислоты диск из фильтровальной бумаги диаметром 8 мм с экспозицией 5 секунд [5, 6].
Исходя из этого целью исследования явилась разработка новой методики моделирования кислотного ожога роговицы у кроликов. Данный способ позволяет получить ограниченное повреждение роговицы с четкими краями, что дает возможность проведения точечного воздействия испытуемыми лекарственными препаратами и объективного мониторинга их эффективности.
Исследования проводили на кафедре физиологии, хирургии и акушерства, в научно-диагностическом и лечебном ветеринарном центре, а также виварии факультета ветеринарной медицины ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет».
Экспериментальные исследования выполнены согласно правилам лабораторной практики в Российской Федерации, в соответствии с правилами,принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Strasburg, 1986), согласно утверждённому письменному протоколу, в соответствии со стандартными операционными процедурами исследователя, а также с руководством по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях [7].
Моделирование язвы роговицы химическим способом проводили в четырех группах лабораторных животных (в каждой n=5). В первой группе в качестве повреждающего фактора использовали 3 % раствор уксусной кислоты с экспозицией 20 секунд, во второй, третьей и четвертой группах 9 % раствор уксусной кислоты с экспозицией 20, 40 и 60 секунд соответственно. Воздействие осуществляли на левое глазное яблоко, правое оставляли в качестве контроля.
Перед началом эксперимента лабораторным животным первой группы проводили полный офтальмологический осмотр. Затем осуществляли поверхностную анестезию для чего в конъюнктивальный мешок левого глаза закапывали 0,4 % раствор инокаина. Воздействие кислотами начинали спустя 15 минут. После кроликов поочередно фиксировали на столе на правом боку. С помощью пальцев раздвигали веки. Модифицированную до диаметра 2 мм пипетку Пастера, наполненную раствором уксусной кислоты, строго перпендикулярно прижимали к роговице в околоцентральной зоне. Продолжительность экспозиции составляла от 20 до 60 секунд в зависимости от группы животных (рис. 1).
20
Ежеаартальный
научно-практический
журнал
A
Рисунок 2 - Внесение на роговицу чистой пльтуры Staphylococcus aureus
Спустя 60 минут после моделирования проводили пробу Зейделя путем закапывания раствора флюоресцеинав оба глаза каждого жв-вотного (рис. 3).
Р исунок 1- Моделир ование ожога уо гывицы раствором уксусной кислоты у кролика
После формирования ожога промывали коуъюнктиваоьную полостс глкзалаборлтор-ных животных большим количеством 0,9 % рас-твоныолориданатрия. оатыю бактериологпнъ-ской петлей в область повреждения вносили чиънуюаульпурн S ид (рио. 2).
Рисунок 3 - Проба Зейделя у кролика
При офтальмологическом осмотре животных первой группы было отмечено матово-серое помутнение роговицы округлой формы в моыте аоздкйсавия. У всеоживосных юаблюда-лось беспокойство, слезотечение, попытки за-|фыть ^/^ази^^сы^евниться ок овмовра. (.пустя 30 минут внешнее беспокойство исчезало. ПроСа Зейделя аопожинеъьная - свео-пон-еленое окрашивание поврежденной зоны (рис. 4).
Уваырой ф-суы кролизыв помутсюние роговицы в месте воздействия более интенсивное, ма-тоно-сеьъго 1с^ета, такжо оаругло й формы. У всех животных наблюдалось беспокойство, слезоте-ченио.нансвмыжностаоакрыть оовыйглав. Спустя 30 минут внешнее беспокойство исчезало. Ороба Иейдоля поллжиьыльная -яньо-оеленое окрашивание поврежденной зоны (рис. 4).
У живъпных с^^ткаи четрлртой групп в месте воздействия отмечено серо-белое помут-ьенио ьосовицы оыругло- фороьс ЪунОа 3ейде-ля положительная - ярко-зеленое окрашивание поврежденной зоны (рис. 4).
ш *----- V щ
Рисунок 4 -
Кролики первой, второй, третьей и четвертой опытной группы после проведения моделирования
A
№ 4(52), 2023
Ветеринария
21
Глазные яблоки справа, являющиеся контролем, были без признаков воспаления и повреждения.
На третьи сутки после проведения моделирования язвы животные всех групп были подвергнуты офтальмологическому осмотру, по результатам которого было выявлено, что у кроликов первой группы наблюдалось воспаление конъюнктивы левого глаза, выраженная гиперемия, истечений из глаза не наблюдалось, помутнения на роговице выявлено не было. Общее состояние удовлетворительное.
У кроликов второй, третьей и четвертой групп также наблюдалось воспаление, выраженная гиперемия, незначительные прозрачные истечения из глаз, корочки в медиальном углу глаза. На роговице в области воздействия патологическим фактором у животных третьей и четвертой групп имелось стойкое непрозрачное молочно-белое помутнение округлой формы, диаметр 2 мм.
Увеличение концентрации и экспозиции воздействия может привести к перфорации рого-
вицы, возникновению фистулы. Внесение бактериальной культуры позволило максимально приблизить экспериментальное повреждение к реальным условиям. Определенные опытным путем условия воздействия на роговицу кролика в эксперименте позволили смоделировать ожог с повреждением поверхностных слоев вплоть до стромы и образования бельма.
Выводы:
- Использование модифицированной пипетки Пастера позволяет моделировать ограниченный ожог роговицы заданного диаметра с четкими краями и возможностью воздействия любым химическим веществом.
- Оптимальной концентрацией уксусной кислоты для моделирования кислотного ожога роговицы у кролика является 9 % раствор уксусной кислоты.
- Необходимая экспозиция воздействия 9 % раствора уксусной кислоты составляет 60 секунд для моделирования кислотного ожога у кролика.
Литература
1. Галияхметов Р. Ф. Динамика постожоговой регенерации роговицы при локальном и рефлексогенном воздействии аллогенным диспергированным биоматериалом : авто-реф. дис. ... канд. мед. наук / Галияхметов Р. Ф. Екатеринбург, 2010. 22 с.
2. Груша Я. О., Амбарцумян А. Р., Фетцер Е. И. Случай нехирургической коррекции экспозиционной язвы роговицы и лагофтальма при остром параличе лицевого нерва (клинический случай) // Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. № 12 (173). С. 107-109.
3. Ивкина А. С., Ивкин Д. Ю., Семивеличен-ко Е. Д. Моделирование травматических повреждений роговицы глаза // Лабораторные животные для научных исследований. 2018. № 2. С. 30-37.
4. Нероев В. В., Яни Е. В., Голикова В. А. Оценка схем консервативного лечения бактериальных язв роговицы с применением глюкокортикостероидного препарата в эксперименте // Российский офтальмологический журнал. 2020. Т. 13, № 2. С. 71-77.
5. Канюков В. Н., Стадников А. А., Трубина О. М. Экспериментальное моделирование травматических повреждений роговицы // Вестник Оренбургского государственного университета. 2014. № 12 (173). С. 156-159.
6. Филатова Н. В. Создание экспериментальной стандартной модели неоваскуляриза-ции роговицы // Вестник Российского государственного медицинского университета. 2011. № 6. С. 78-79.
7. Каркищенко Н. Н., Грачев С. В. Руководство по лабораторным животными альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях ; под ред. Н. Н. Каркищенко, С. В. Грачёва. М. : Профиль-2С, 2010. 358 с.
References
1. Galiyakhmetov R. F. Dynamics of post-burn corneal regeneration under local and reflexogenic exposure to allogeneic dispersed biomaterial : abstract of the dissertation of the Candidate of Medical Sciences / Galiyakhmetov R. F. Ekaterinburg, 2010. 22 p.
2. Grusha Ya. O., Ambartsumyan A. R., Fetzer E. I. A case of non-surgical correction of exposure corneal ulcer and lagophthalmos in acute facial paralysis (clinical case) // Bulletin of Orenburg State University. 2014. № 12 (173). P. 107-109.
3. Ivkina A. S., Ivkin D. Yu., Semivelichen-ko E. D. Modeling of traumatic injuries to the cornea // Laboratory animals for scientific research. 2018. № 2. P. 30-37.
4. Neroev V. V., Yani E. V., Golikova V. A. Evaluation of schemes for conservative treatment of bacterial corneal ulcers using a glucocor-ticosteroid drug in an experiment // Russian Ophthalmological Journal. 2020. T. 13, № 2. P. 71-77.
5. Kanyukov V. N., Stadnikov A. A., Trubi-na O. M. Experimental modeling of traumatic corneal injuries // Bulletin of Orenburg State University. 2014. № 12 (173). P. 156-159.
6. Filatova N. V. Creation of an experimental standard model of corneal neovasculariza-tion // Bulletin of the Russian State Medical University. 2011. № 6. P. 78-79.
7. Karkishchenko N. N., Grachev S.V. A guide to laboratory animal alternative models in biomedical research ; edited by N. N. Karkishchenko, S. V. Grachev. M. : Profile-2S, 2010. 358 p.
