CC BY
30
Журнал фундаментальной медицины и биологии оригинальные статьи
УДК 617.7-007.681-089.85:615.468.6:612.017.1]-092.9
А.Н. Стеблюк1, Н.В. Колесникова2, В.Э. Гюнтер3, А.А. Церковная2,
С.В. Гюнтер3, С.Г. Аникеев3
МОНИТОРИНГ ЦИТОКИНОВОГО ПРОФИЛЯ ВЛАГИ ПЕРЕДНЕЙ КАМЕРЫ ГЛАЗА В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ШОВНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ НИКЕЛИДА ТИТАНА ПРИ ГИПОТЕНЗИВНЫХ ВМЕШАТЕЛЬСТВАХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Краснодарский филиал ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. академика С.Н. Фёдорова
Министерства здравоохранения России» ул. Красных Партизан, 6, Краснодар, Краснодарский кр., 350000, Россия, 2ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства
здравоохранения России ул.Седина 4, г.Краснодар, Краснодарский кр., 350063, Россия, НИИ медицинских материалов и имплантатов с памятью формы СФТИ при ТГУ ул. 19 Гв. дивизии, д.17, г. Томск, 634034, Россия.
Цель: сравнительная оценка состояния цитокинового профиля влаги передней камеры экспериментальных кроликов при использовании монолитной нити из никелида титана и традиционного шовного материала при гипотензивных операциях.
Материалы и методы: в эксперименте на 10 взрослых кроликах (10 глаз) исследовалась влага передней камеры глаза, взятая на 3, 7 и 30 сутки и через 3 месяца после гипотензивного вмешательства с использованием в качестве шовного материала монолитной нити из никелида титана ТН-10. Контрольную группу составили 5 кроликов, которым было произведено гипотензивное вмешательство с использованием традиционного шовного материала, а также у 6 интактных кроликов. В исследуемой биологической жидкости (ВПК) животных оценивали содержание цитокинов (ИЛ1^, ФНОа, ИЛ2, ИЛ10) методом иммуноферментного анализа.
Результаты: установлен противоположный характер изменений баланса цитокинов и соотношения его про- и противовоспалительного звена в динамике после интраокулярной имплантации шовной нити ТН-10.
Выводы: данные результаты свидетельствуют о позитивном противовоспалительном влиянии шовной нити из нике-лида титана и выражаются в значительном снижении провоспалительного компонента баланса цитокинов, максимально проявляющемся в наиболее отдаленные сроки мониторинга, а также клинически ареактивном течении послеоперационного периода у животных опытной группы относительно группы сравнения.
Ключевые слова: цитокины, никелид титана, гипотензивные глазные операции, кролики.
A.N. Steblyuk1, N.V. Kolesnikova2, V.E. Gunter3, A.A.Tserkovnaya2,
S.V. Gunter3, S.G. Anikeev3
MONITORING OF CYTOKINE LEVEL MOISTURE IN AQUEOUS CHAMBER DURING EXPERIMENTAL SURGICAL HYPOTENSION EYE OPERATION WITH NICKELID TITANIUM SUTURE MATERIAL
1S.N. Fyodorov Eye Microsurgery Complex, Krasnodar Branch 6 Krasnyh Partizan st., Krasnodar, Krasnodar region, 350000, Russia, 2Kuban State Medical University 4 Sedina st., Krasnodar, Krasnodar region, 350063, Russia, 3Research Institute of Shape Memory Material under Siberian Physico-technical Institute and Tomsk
State University 1719th Gv. divisiyi st., Tomsk, 634034, Russia.
оригинальные статьи Журнал фундаментальной медицины и биологии
Purpose: comparative assessment of cytokine moisture in aqueous chamber with experimental rabbits whi e use of nickelid titanium suture and in case of traditional suture material in hypotension operations.
Materials and methods: during the experiment, moisture in aqueous chamber has been studied with 10 adult rabbits (10 eyes), the samples were taken on 3rd, 7th and 30th days and in 3 months after hypotension surgery administered with solid nickelid titanium suture used as a retention suture. Control group consisted of 5 rabbits, for whom hypotension surgery has been performed with traditional suture material and of 6 intact rabbits. Amount of cytokines in biological fluid of the animals has been investigated in with enzyme immunodetection method to identify content of cytokines (ILip, TNFa, IL2, IL10).
Results and conclusions: the adverse nature of cytokines balance change and to quotinenty of its pro - and anti-inflammatory components in the dynamics after intraocular implantation with TH-10 suture, that indicates positive anti-inflamatory influence of materials based on nickelid titanium and manifests in significant reduction of anti-inflamatory component in cytokine balance, that develops in the farthermost monitoring terms, as well as in clinically unresponsive post-operative course with animals of test group compared to comparison group.
Key words: cytokines, nickelid titanium, hypotensive eye surgery, rabbits.
Введение
Одним из основных направлений в разрешении проблем хирургических вмешательств в офтальмологии является раздел, включающий вопросы заживления посттравматических и операционных ран. Основным методом лечения повреждений является хирургическое наложение швов, которое способствует сопоставлению краёв раны с последующим рубцеванием. Известные хирургические шовные материалы — кетгут, шёлк, нейлон, полимеры — обладают существенными недостатками, снижающими надёжность шва: низкая временная прочность на разрыв нити и в узле, изменение характеристик в мокром состоянии, стимуляция фибробластоза и хронического воспаления в зоне соединения тканей и другие. Эти недостатки практически устранены в хирургических шовных материалах из сплава на основе никелида титана. Данные шовные материалы проявляют высокую степень биосовместимости и коррозионной стойкости в динамических условиях, что позволяет их использование в офтальмотравматологии [4].
В хирургическом лечении основных форм рефрактерной глаукомы обоснованы гипотензивные операции, в том числе направленные на ограничение продукции внутриглазной жидкости (ВГЖ) с целью снижения внутриглазного давления (ВГД) и устранения болевого синдрома. Основной операцией является лазерная циклодеструкция, которая может вызвать повреждение ресничного тела с развитием увеита, имеющего тенденцию к длительному, а иногда и постоянному течению [1]. Данная операция также может завершаться неудовлетворительным гипотензивным эффектом, осложнениями геморрагического и деструктивного характера. Общепринятая техника выполнения данного вмешательства не требует использования шовного материала. Тем не менее, при выполнении экспериментальных исследований криохирургического воздействия на цилиарное тело с использованием автономного криоаппликатора из пористо-проницаемого никелида титана [2], на начальных этапах нами проводилась прямая криоциклодеструкция с наложением швов на склеру и конъюнктиву. Исхо-
дя из известного преобладания роли местного иммунитета над системным при травмировании имму-нологически привилегированного глаза [6,7] целью исследования явилось изучение локального уровня содержания про- и противовоспалительных цито-кинов у экспериментальных животных в динамике при гипотензивных вмешательствах с фиксацией краёв раны хирургическим шовным материалом из никелида титана в сравнении с традиционным шовным материалом.
Материалы и методы
Материалом для исследования явилась влага передней камеры (ВПК) глаза экспериментальных животных — 10 кроликов (10 глаз) породы Шиншилла обоего пола в возрасте до 2-х лет, взятая на 3, 7 и 30 сутки и через 3 месяца после гипотензивного вмешательства с использованием в качестве шовного материала монолитной нити из никелида титана ТН-10 (1 группа). Контрольную группу составили 5 кроликов, которым было произведено гипотензивное вмешательство с использованием традиционного шовного материала (2 группа, группа сравнения), а также у 6 интактных кроликов (3 группа, фоновый контроль). Операции проводились под общим обезболиванием (внутримышечное введение 0,4 мл раствора золетила 100 на 1 кг массы животного, в инстилляциях — инокаин 0,4%). Выполнялся разрез конъюнктивы на протяжении 5-6 мм, от лимба 6-7 мм с рассечением теноновой капсулы и отсепаровка конъюнктивы в сторону лимба с последующим гемостазом. Из поверхностных слоев склеры выкраивался прямоугольный лоскут размером 4х4 мм основанием к лимбу с обнажением цилиарного тела. Выполнялась прямая криоде-струкция цилиарного тела с длительностью экспозиции 36-42 сек (крионоситель в виде пористого никелид-титанового стержня с диаметром наконечника 2,5 мм, заданной сквозной пористостью и соответствующей структурой пор). Возвращали склеральный козырёк в исходное положение. Накладывали на склеру, затем на конъюнктиву непрерывный шов из монолитной нити на основе никелида титана (МНТ) сечением 45 мкм. Шов с
Журнал фундаментальной медицины и биологии
конъюнктивы удалялся на 7 сутки в группах наблюдения после гипотензивного вмешательства.
В исследуемой биологической жидкости (ВПК) животных опытной (группа 1) и контрольной группы (группа 2 и 3) оценивали содержание ци-токинов (ИЛ1р, ФНОа, ИЛ2, ИЛ10) методом им-муноферментного анализа с использованием тест-систем ООО «Цитокин» (г. Санкт-Петербург) на анализаторе «ASCENT» (Финляндия). Методика статистического анализа включала расчет средней величины с вычислением средней арифметической М, средней ошибки m и вероятности различий р с использованием компьютерной программы SPSS Statistics 17,0 для Microsoft. Сравнение средних двух выборок производилось с помощью критерия Стьюдента. Достоверными считались различия 95% (p<0,01).
Результаты и их обсуждение
Исследованиями показано, что в послеоперационный период у животных основной группы и группы сравнения имеют место отличительные особенности динамики изменения концентрации
оригинальные статьи
про- и противовоспалительных цитокинов ВПК, зависимые от сроков мониторинга (табл. 1). В частности, проведение операции в области глаза у экспериментальных кроликов вызывало достоверное увеличение продукции провоспалитель-ного цитокина — ИЛ1р во все сроки мониторинга, однако при использовании МНТ имело место среднее для всех сроков исследования увеличение данного показателя в 1,65 раза, а при использовании традиционного шовного материала — в 2 раза относительно фоновых значений. Кроме того, в основной опытной группе в наиболее отдаленные сроки (через 3 месяца) концентрация ИЛ1р во влаге передней камеры глаза составила 3,80+0,29 против 2,40+0,21 в фоновом контроле, а в группе сравнения — 5,56+0,61 против 2,40+0,21 в фоновом контроле, что свидетельствует о более низкой воспалительной реакции в послеоперационный период у оперированных животных с интраоку-лярной имплантацией монолитного никелида титана (табл. 1).
Группа основная С использованием хирургической шовной монолитной нити из никелида титана (группа 1, п=4)
ИЛ1р, пкг/мл ФНОа, пкг/мл ИЛ2, пкг/мл ИЛ10, пкг/мл ПВИ (у.е.)
3 сут, 3,76+0,43 * 4,61+0,51 *> 7,72+0,85 5,26+0,49*> 3,06+0,29 *
7 сут 4,36+0,53* 5,57+0,65 8,98+0,96* 8,03+0,94 1,34+0,13
30 сут 3,84+0,39* 5,49+0,61 8,49+1,06* 7,33+0,88 2,35+0,35
3 мес 3,80+0,29 > 1,81+0,19 *> 13,71+1,18* > 10,50+1,12 *> 1,84+0,16
Контроль, интактные кролики (группа 3, n=6)
Фоновый контроль 2,40+0,21 5,91+0,63 6,83 +0,86 7,80+2,20 1,94+0,18
Группа сравнения Оперированные кролики с использованием традиционного шовного материала (группа 2, п=5)
3 сут 4,44+0,53* 5,93+0,70 7,94+0,92 12,10+1,29* 1,50+0,09 *>
7 сут 4,65+0,58* 5,79+0,68 7,69+0,97 8,58+0,97 1,57+0,15
30 сут 4,13+0,70* 5,45+0,63 9,02+0,85* 8,73+0,79 2,13+0,28
3 мес 5,56+0,61 7,11+0,82 * 7,98+0,80 8,35+0,79 1,49+0,22
Примечание: * - достоверность отличий от фонового контроля (р<0,01) > - достоверность отличий от группы сравнения (р<0,01)
Таблица 1
Изменение цитокинов влаги передней камеры глаза кроликов в динамике наблюдения во всех
исследуемых группах животных (М+м,р)
оригинальные статьи
Журнал фундаментальной медицины и биологии
Локальная продукция провоспалительного ФНОа в основной опытной группе была усиленной лишь в самые ранние сроки мониторинга (в 1,3 раза), в дальнейшем (7 сутки, 30 сутки) его содержание находилось в пределах фонового контроля, тогда как в наиболее отдаленный период (через 3 месяца) имело место существенное снижение такового относительно интактных животных. Между тем, в группе сравнения к этому отдаленному сроку уровень содержания ФНОа был в 1,2 раза выше, чем в контроле (табл. 1). Отличительной особенностью содержания регуляторного ИЛ2 у животных с интраокулярной имплантацией МНТ было прогрессирующее (с 7 суток по 3 месяца наблюдения) его увеличение, тогда как у животных группы сравнение сходное увеличение содержания данного цитокина отмечено лишь с через 30 дней, а кроме того наиболее выраженное возрастание содержания ИЛ2 в самые отдаленные сроки (в 2 раза относительно фонового контроля) имело место при использовании МНТ (табл. 1). При оценке локального содержания противовоспалительного ИЛ10 был обнаружен противоположный характер изменений в сравниваемых группах: так если в 1 экспериментальной группе (с использованием МНТ) в ранние сроки (3 дня) наблюдения выяв-
лено достоверное снижение его концентрации (в 1,5 раза), то в группе сравнения - возрастание уровня содержания ИЛ10 (в 1,6 раза). В дальнейшем (7 суток, 30 суток) уровень содержания ИЛ10 находился в пределах фонового контроля в обеих сравниваемых группах, однако в самые отдаленные сроки мониторинга (через 3 месяца) вновь был выявлен разнонаправленный характер изменений в виде достоверного усиления локальной продукции ИЛ10 в группе с использованием МНТ и сохранения показателя на уровне нормы интактных животных — в группе сравнения.
Несмотря на довольно разнонаправленный характер изменения содержания цитокинов в сравниваемых группах в период мониторинга, расчет про-воспалительного индекса (ПВИ) как соотношения суммы провоспалительных цитокинов (ИЛ1р, ФНОа и ИЛ2) к концентрации противовоспалительного ИЛ10 в целом позволил установить сходство динамики данного показателя в основной группе и группе сравнения, за исключением самого раннего срока оценки (3 суток), когда величина ПВИ в 1 группе была в 1,6 раза выше фоновой, а во второй группе — достоверно ниже таковой (табл. 1, рис.1).
Рис. 1 Динамика изменений соотношения про- и противовоспалительных цитокинов (ПВИ) во влаге передней камеры глаза у оперированных кроликов с МНТ и использованием традиционного шовного материала
Оценивая общее клиническое состояние кроликов, используемых в эксперименте, необходимо констатировать, что у большинства послеоперационный период клинически протекал ареактив-но. В обеих группах прооперированных животных в течение первых трёх суток после вмешательства имели место единичные случаи появления нитей фибрина в передней камере глаза, которые рассасывались к концу первой недели эксперимента. Образование рубца всегда проходит стадию воспа-
ления, при этом объём тканей, соединённых нитью, увеличивается. За счёт свойств высокой биосовместимости, атравматичности, эластичности нового шовного материала, состояние послеоперационного рубца было значительно лучше на глазах животных с использованием монолитной нити из никелида титана.
Анализируя полученные данные в целом, следует заключить, что в послеоперационный период совершенно закономерным является увеличение
Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
продукции провоспалительных цитокинов во влаге передней камеры глаза, что в целом коррелирует с известными данными о гиперпродукции про-воспалительных цитокинов как на системном, так и на локальном уровне, при травмировании глаза различной этиологии (раны, ожоги, операции), коррелирующей с тяжестью течения посттравматического периода [3,5]. Между тем при использовании в качестве фиксирующего и шовного материала монолитной нити из никелида титана позволяет несколько нивелировать интенсивность послеоперационного периода, свидетельством чего является сохранение практически во все сроки исследования мощнейшего провоспалительного фактора — ИЛ1р в рамках фонового контроля, а также достоверно более высокое, чем во 2-й и в 3-й группах, содержание противовоспалительного ИЛ10 в наиболее отдаленные сроки мониторинга.
Следует отметить также, что как интраоку-лярная имплантация МНТ, так и использование традиционного шовного материала позволяют сдерживать нормальный баланс про- и противовоспалительных цитокинов в сроки от 7 дней до самых отдаленных сроков исследования — через 3 месяца, между тем величина ПВИ в группе животных с использование МНТ была в наибольшей степени приближена к среднему фоновому значению, чем в группе сравнения.
Заключение
Анализ полученных данных в целом обосновывает целесообразность и предпочтение использования шовного материала на основе никелида титана при гипотензивных вмешательствах, подтверждаемое данными клинического наблюдения в эксперименте.
ЛИТЕРАТУРА
1. Астахов С.Ю., Астахов Ю.С. Современные тенденции в хирургическом лечении глауком // Глаукома: проблемы и решения. Всероссийская научно-практическая конференция. -Москва, 2004. - С.257-261
2. Запускалов И.В., Гюнтер В.Э., Стеблюк А.Н. и соавт. Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы. Том 14. Имплантаты с памятью формы в офтальмологии. - Томск, 2012. - 189с.
3. Керимов К.Т., Джафаров А.И., Гахраманов Ф.С. Ожоги глаз: патогенез и лечение, М.: РАМН,2005. - 462 с.
4. Стеблюк А.Н., Колесникова Н.В., Гюнтер В.Э. Мониторинг цитокинового профиля влаги передней камеры глаза при хирургической обработке экспериментальных проникающих ран роговицы шовным материалом из никелида титана // Ку-
банский научный медицинский вестник. - 2014. - №4. (146) С.110-115
5. Шилов Ю.И., Гаврилова Т.В., Черешнева М.В., Шилов С.Ю., Усова В.В., Медведева С.Ю., Блинкова Н.Б. Механизмы изменений функций иммунной системы и иммунокорригиру-ющего действия миелопида и полиоксидония при проникающем ранении глаза //Росс.иммунол.журнал. - 2013. - том 7(16). - №2-3. - С.211.
6. Mondal S.K. Mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma in conjunctiva // Indian J.Pathol.Microbiol. - 2008. - vol51, N3. -P.407-408.
7. Nichols J.E., Niles G.A., Roberts N.G. Human lymphocytes apoptosis after exposure to influenza A virus // J.Virol. - 2001. -vol.75, N13. - P.5921-5929.
