CC BY
23
УДК 617.731-007.23
З.Р. МУЛДАШЕВ, Л.А. МУСИНА, O.P. ШАНГИНА, С.А. МУСЛИМОВ,
Г.Г. КОРНИЛАЕВА, Е.П. СОЛОВЬЕВА, О.И. КАРУШИН, Р.А. ХАСАНОВ, М.П. КОРНИЛАЕВА
Всероссийский центр глазной и пластической хирургии МЗ РФ, 450075, г. Уфа, ул. Р. Зорге, д. 67/1
Морфологическая оценка губчатых аллотрансплантатов для целей офтальмохирургии
Мулдашев Эрнст Ривгатович — доктор медицинских наук, профессор, генеральный директор, тел. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected]
Мусина Ляля Ахияровна — доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела морфологии, тел. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected]
Шангина Ольга Ратмировна — доктор биологических наук, заведующая лабораторией консервации ткани, ведущий научный сотрудник, тел. (347) 232-88-89, e-mail: [email protected].
Муслимов Сагит Асхатович — доктор медицинских наук, ведущий научный сотрудник, профессор, заведующий отделом морфологии, тел. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected]
Корнилаева Гузэль Галеевна — доктор медицинских наук, врач-офтальмохирург, заведующая учебными курсами, тел. (347) 293-42-22, e-mail: [email protected]
Соловьева Екатерина Павловна — кандидат медицинских наук, врач-патологоанатом отдела морфологии, тел. (347) 293-42-35, e-mail: [email protected]
Карушин Олег Иванович — кандидат медицинских наук, заведующая отделением офтальмохирургии, тел. (347) 232-89-69, e-mail: [email protected]
Хасанов Руслан Алмазович — ведущий научный сотрудник лаборатории консервации ткани, тел. (347) 232-88-89, e-mail: [email protected].
Корнилаева Маргарита Павловна — кандидат медицинских наук, заведующая отделением офтальмохирургии, тел. (347) 232-90-64, e-mail: [email protected]
В статье представлены результаты морфологических исследований экспериментального материала, полученного при моделировании на кроликах кортикостероидной глаукомы и неврита зрительного нерва с последующей коррекцией патологии при помощи губчатых аллотрансплантатов, а также результаты исследования энуклеированных по медицинским показаниям глазных яблок у пациентов после операций переднего и заднего спонч-дренирования. Цель исследования — анализ и обобщение структурных изменений, происходящих в губчатых трансплантатах после дренирующих операций у экспериментальных животных и у пациентов. Морфологические исследования проводили стандартными гистологическими и электронно-микроскопическими методами. Результаты исследования показали, что губчатые биоматериалы после дренирующих операций вне зависимости от места положения в глазном яблоке длительно сохраняют ячеистое строение, со временем не рассасываются и не рубцуются в тканях реципиента. Стенки ячеек выстилаются эндотелиоподобными клетками, приближая сходство губчатого биоматериала к трабекулярной сети глаза. За счет прорастания отдельными кровеносными сосудами и формирования коллатералей аллотрансплантат создает дополнительное питание для оболочек глаза. Трабекулы биоматериала не смыкаются, способствуя активной длительной дренажной функции в глазном яблоке, что особенно важно для улучшения оттока внутриглазной жидкости при глаукоме и для снятия отека при неврите зрительного нерва.
Ключевые слова: глаукома, неврит зрительного нерва, губчатый аллотрансплантат, дренирующие операции.
E.R. MULDASHEV, L.A. MUSINA, O.R. SHANGINA, S.A. MUSLIMOV, G.G. KORNILAEVA, E.P. SOLOVYOVA, O.I. KARUSHIN, R.A. KHASANOV, M.P. KORNILAEVA
All-Russian Eye and Plastic Surgery Centre of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 67/1 Zorge Str., Ufa, Russian Federation, 450075
138 практическая медицина
'9 (110) сентябрь 2017 г. / том 2
Morphological estimation of the spongy allografts for the ophthalmological purposes
Muldashev E.R. — D. Med. Sc., Professor, Director General, tel. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected] Musina L.A. — D. Biol. Sc., Leading Researcher of the Morphological Department, tel. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected] Shangina O.R. — Doc. Biol. Sc., Head of the Laboratory for Tissue Conservation, Leading Researcher, tel. (347) 232-88-89, e-mail: [email protected]
Muslimov S.A. — D. Med. Sc., Leading Researcher, Professor, Head of the Morphological Department, tel. (347) 237-84-09, e-mail: [email protected]
Kornilaeva G.G. — Doc. Med. Sc., ophthalmosurgeon, Head of training courses, tel. 347 293-42-3522, e-mail: [email protected] Solovyova E.P. — Cand. Med. Sc., physician-pathologist of the Morphological Department, tel. (347) 293-42-35, e-mail: [email protected] Karushin O.I. — Cand. Med. Sc., Head of the Ophthalmological Department, tel. (347) 232-89-69, e-mail: [email protected] Khasanov RA — Leading Researcher of the Laboratory for Tissue Conservation, tel. (347) 232-88-89, e-mail: [email protected] Kornilaeva M.P. — Cand. Med. Sc., Head of the Ophthalmological Department, tel. (347) 232-90-64, e-mail: [email protected]
The article presents the results of morphological studies of the experimental material obtained while modeling corticosteroid glaucoma and optic nerve neuritis in rabbits with further correction of the pathology with the aid of spongy grafts. The article also contains the results of research of the eyeballs enucleated for medical indications in patients following the anterior and posterior sponge-drainage operations. The aim of the research was to reveal and summarize the structural changes occurring in spongy grafts after drainage surgeries in experimental animals and patients. The morphological studies were carried out by the standard histological and electron-microscopic methods. The results of the studies demonstrated that spongy biomaterials after the drainage operations regardless of their location in the eyeball preserved the cellular texture for a long time; they were not resolved with time and do not get cicatrized in the recipient's tissues. Many of the trabecules were lined with endothelial cells approximating the similarity of the spongy graft to the eye trabecular meshwork. The allograft created an additional feeding of the eye tunics thanks to the invasion of separate blood vessels and formation of the collaterals. The biomaterial trabecules do not link, thus enabling an active long-term drainage function in the eyeball which is especially important for the improvement of the intraocular fluid outflow in case of glaucoma and for the decongestion in optic nerve neuritis.
Key words: glaucoma, optic nerve neuritis, spongy allograft, drainage operations
В ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздрава России разработан и внедрен в практику целый ряд модифицированных соединительнотканных трансплантатов в виде губчатых форм для различных целей офтальмохирур-гии. Многие годы они успешно используются в клинике для операций супрацилиарной канализации, для спонч-дренирования при различных формах глаукомы, а также для спонч-дренирования су-прахориоидального пространства в заднем секторе глазного яблока при патологии зрительного нерва [1, 2]. Были проведены серии экспериментов с моделированием кортикостероидной глаукомы и токсического неврита зрительного нерва на кроликах с последующими дренирующими операциями при помощи аллогенных спонч-дренажей [3, 4]. Результаты исследования показали, что имплантированные губчатые аллотрансплантаты способствуют восстановлению тока внутриглазной жидкости при глаукоме и замедляют развитие патологических процессов в зрительном нерве и оболочках глаза кроликов при невритах.
Цель данной работы — сделать анализ структурных изменений, происходящих в губчатых трансплантатах после дренирующих операций у экспериментальных животных и у пациентов, и по возможности обобщить их.
Материал и методы
Морфологическим исследованиям подверглись 4 энуклеированных глазных яблока пациентов, име-
ющих в анамнезе антиглаукоматозную операцию с использованием губчатого аллотрансплантата (через 1, 3, 3,5 и 8 лет после операции). Энуклеации глазных яблок были проведены по медицинским показаниям вследствие хронического увеита и угрозы симпатического воспаления парного глаза. Исследованию подверглось энуклеированное глазное яблоко пациента, имеющего в анамнезе операцию дренирования заднего отдела глаза с использованием губчатого аллотрансплантата (через 1 год после операции), проведенную при неврите зрительного нерва. Энуклеация была произведена по медицинским показаниям вследствие обострения хронического увеита с угрозой симпатического воспаления парного глаза после перенесенной травмы оперированного глаза в позднем послеоперационном периоде.
Эксперимент с кортикостероидной глаукомой был выполнен на 24 кроликах породы шиншилла. Моделирование глаукомы осуществлялось по стандартной методике L. Bonomi [5]. Под наркозом была проведена антиглаукоматозная операция с применением губчатого аллогенного биоматериала. Животные выводились из опыта в сроки 7, 14, 21, 30, 60, 90 и 180 суток.
На 20 кроликах была воспроизведена модель экспериментального неврита зрительного нерва с введением в ретробульбарное пространство метилового спирта (1,0 мл 10 % раствора) [6]. 10 кроликов были прооперированы с использованием спонч-дренажа на 4-е сутки, 10 кроликов — на
| ОФТАЛЬМОЛОГИЯ
Рисунок 1.
Структура модифицированного губчатого аллотрансплантата для спонч-дренирования. Сканирующая электронная микроскопия. Увел. х3000
11-е сутки после введения метилового спирта. Проведенная операция представляет собой модификацию операции реваскуляризации зрительного нерва (патент РФ № 2171099).
Энуклеированные глазные яблоки пациентов и экспериментальных кроликов фиксировали в 10 % забуференном формалине по Лилли и заключали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по методу Ван Гизона, по Маллори. Исследования проводили с использованием микроскопа AxioImager Z1 (Carl Zeiss, Германия) со встроенной фотокамерой ProgRes C3 и микроскопа Leica DMD 108 (Leica, Германия).
Электронно-микроскопическому исследованию были подвергнуты небольшие кусочки (1-2 мм) губчатых аллотрансплантатов, извлеченные из их глубоких слоев перед гистологической обработкой
Рисунок 2.
Трабекулы губчатого биоматериала (Б). Стрелкой (!) показаны эндотелиоподобные клетки, выстилающие стенки ячеек. Глазное яблоко пациента М. энуклеировано через 8 лет после операции спонч-дренирования при глаукоме. Окраска гематоксилином и эозином. Увел. х400
энуклеированных глазных яблок. Кусочки трансплантатов фиксировали в 2,5 % глютаральдегиде на какодилатном буфере (рН 7,2-7,4) с дофикса-цией в 1 % растворе OsO4. Материал обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации, заливали в эпон-812. Ультратонкие срезы готовили на ультратоме LKB-III 8800 (Швеция). Срезы контрастировали 2 % водным раствором уранилацета-та и цитратом свинца, изучали в трансмиссионном микроскопе Jem-100XB (Jeol, Япония). Рельеф поверхности аллотрансплантатов изучали на сканирующем электронном микроскопе JSM-840 (Jeol, Япония).
Результаты исследования и обсуждение
Аллотрансплантаты для спонч-дренирования при глаукоме и аллотрансплантаты для интрасклераль-ного спонч-дренирования (спонч-аллопланты) изготавливаются из донорских фасций различной локализации и представляют собой тонкие пористые пластинки желтоватого цвета прямоугольной формы толщиной до 1 мм. Донорские ткани проходят несколько этапов многоступенчатого физико-химического процесса, в результате которого получается структурно-модифицированный биоматериал с заданными физическими и биологическими характеристиками (рис. 1). Модифицированные трансплантаты для спонч-дренирования имеют губчатую структуру и обладают выраженными сорбционными и упруго-эластическими свойствами, что позволяет использовать их для восстановления тканей с дренажной функцией.
В эксперименте с моделированной кортикостеро-идной глаукомой нами установлено, что губчатый аллотрансплантат после имплантации в глазное яблоко кроликов вызывает лишь слабо выраженную клеточную реакцию окружающих тканей, которая в дальнейшем не ведет к каким-либо патологическим процессам. Слабая резорбция трансплантата наблюдается частично по его периферии и в ин-трасклеральном пространстве в задней его части. Резорбированные участки не замещаются грубой соединительной тканью, что свидетельствует об отсутствии рубцевания послеоперационной зоны. Передняя часть биоматериала свободно выступает в просвет угла передней камеры глазного яблока. Стенки ячеек большей части губчатого аллотран-сплантата не рассасываются, не смыкаются и надолго сохраняются в тканях реципиента, способствуя восстановлению дренажной функции глаза, ведущей непосредственно к понижению внутриглазного давления при глаукоме. Выстланные эн-дотелиальными клетками стенки ячеек губчатого трансплантата формируют ткань, по структуре напоминающую трабекулярную сеть, выполняющую дренажную функцию в глазу. Восстановление дренажной системы глаза кроликов при глаукоме приводит к понижению внутриглазного давления и восстановлению структуры и функции клеточных и тканевых элементов оболочек глаза.
Известно, что после антиглаукоматозных операций в дальнейшем возникает проблема рубцевания фильтрационной зоны глаза [7, 8]. Исследование энуклеированных глазных яблок пациентов, имеющих в анамнезе антиглаукоматозную операцию с использованием губчатого аллотрансплантата, показало, что даже через 8 лет спонч-аллоплант, помещенный в фильтрационную зону глаза больных глаукомой, не подвергается процессам рубцевания. Стенки ячеек большей части пористого биомате-
140 ^ практическая медицина
'9 (110) сентябрь 2017 г. / том 2
риала формируют подобие трабекул, длительно не рассасываются, не смыкаются и надолго сохраняются в тканях реципиента (рис. 2). Выстланные эн-дотелиальными клетками стенки ячеек трансплантата образуют объемную структуру, напоминающую трабекулярную сеть и способствующую выполнению дренажной функции глаза, что является необходимым условием для понижения внутриглазного давления при глаукоме.
В эксперименте с моделированным токсическим невритом зрительного нерва у кроликов проведенная операция дренирования заднего отдела глазного яблока с применением губчатого биоматериала тормозила развитие патоморфологических изменений и в сетчатке, и в зрительном нерве. Алло-трансплантат в виде ячеистой ткани не подвергался заметной биодеградации и хорошо выполнял дренажную функцию. На 180-360-е сутки многие стенки ячеек выстилались эндотелиоподобными клетками, а отдельные кровеносные сосуды прорастали внутрь аллотрансплантата, создавая за счет формирования коллатералей дополнительное питание для оболочек глаза (рис. 3). Помещенный в супра-хориоидальное пространство губчатый биоматериал, обладая выраженными дренажными свойствами, способствовал нормализации физиологического оттока жидкости в заднем отрезке глаза и таким образом препятствовал развитию неврита и атрофии зрительного нерва.
У пациента, имеющего в анамнезе неврит зрительного нерва и операцию дренирования заднего отдела глаза с использованием губчатого аллотран-сплантата, через 1 год была произведена энуклеация по медицинским показаниям вследствие обострения хронического увеита после перенесенной травмы оперированного глаза в позднем послеоперационном периоде с угрозой симпатического воспаления парного глаза. Несмотря на выраженные патоморфологические изменения всех внутренних оболочек энуклеированного глазного яблока вследствие сложного диагноза пациента через 1 год непосредственно в самом имплантированном губчатом биоматериале ярко-выраженных структурных изменений нами не выявлено. По периферии биоматериала определялась слабая полиморфная клеточная инфильтрация — небольшое количество лейкоцитов, макрофагов и фибробластов. Сам губчатый трансплантат был представлен ячеистой тканью, состоящей из множества сообщающихся между собой и не смыкающихся микрополостей, каналов и щелей. Отдельные ячейки биоматериала содержали васкуляризированную рыхлую волокнистую соединительную ткань. Фильтрационная способность трансплантата хорошо сохранялась, что имеет очень большое значение для дренажных операций. Об этом свидетельствовал тот факт, что ячейки были не спавшиеся и содержали окрашивающийся пикрофуксином в желтый цвет жидкий субстрат. Стенки ячеек губчатого трансплантата во многих участках выстилали удлиненные эндотелио-подобные клетки с веретеновидными ядрами. Элек-тронно-микроскопически они хорошо просматривались. Клетки со светлой цитоплазмой, с крупными ядрами и длинными отростками плотно выстилали стенки аллотрансплантата, создавая, таким образом, условия для прохождения потоков жидкости внутри пор (рис. 4). Цитоплазма описанных клеток была подобна цитоплазме эндотелиальных клеток, она содержала множество везикул и пиноцитозных пузырьков.
Рисунок 3.
Врастание кровеносных сосудов (|) внутрь губчатого биоматериала (Б) через 6 месяцев после операции заднего спонч-дренирования у кролика с моделированным токсическим невритом зрительного нерва. Окраска по Маллори. Увел. х200
Заключение
Результаты многолетних экспериментальных и клинико-диагностических исследований показали, что модифицированные губчатые аллотрансплан-таты после проведенных дренирующих операций вне зависимости от места положения в глазном яблоке длительно сохраняют ячеистое строение, со временем не рассасываются, не рубцуются в тканях реципиента, прорастают отдельными кровеносными сосудами, создавая дополнительное питание для оболочек глаза. Многие ячейки алло-трансплантатов выстилаются эндотелиоподобными клетками, приближая сходство губчатого биоматериала к трабекулярной сети глаза. Стенки ячеек биоматериала не смыкаются, способствуя активной
Рисунок 4.
Длинные отростки (|) эндотелиоподобных клеток, выстилающих стенки каналов губчатого аллотрансплантата (ГА). Глазное яблоко пациента С. энуклеировано через 1 год после операции заднего спонч-дренирования при неврите зрительного нерва. Электронная микрофотография. Увел. х10000
(Цветная иллюстрация на стр. 287)
длительной дренажной функции в глазном яблоке, что особенно важно для улучшения оттока внутриглазной жидкости при глаукоме и для снятия отека при неврите зрительного нерва.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мулдашев Э.Р. Правильно ли мы оперируем глаукому? К вопросу о патогенезе и лечении глаукомы / Э.Р. Мулдашев, В.У. Галимова, Г.Г. Корнилаева и др. — М: ЗАО ОЛМА Медиа Групп, 2013. — 184 с.
2. Мулдашев Э.Р. Регенеративная хирургия глаукомы и ее осложнений / Э.Р. Мулдашев, Г.Г. Корнилаева, В.У. Галимова и др. // Регенеративная медицина / под ред. Э.Р. Мулдашева — Уфа: Издательство «Башкортостан», 2014. — С. 286-347.
3. Корнилаева Г.Г. Морфология путей оттока внутриглазной жидкости в дренажной зоне, сформированной в губчатом алло-генном биоматериале Аллоплант / Г.Г. Корнилаева, С.А. Мусли-
мов, М.П. Корнилаева и др. // Вестник ОГУ. — Оренбург, 2005. — С. 74-75.
4. Мусина Л.А. Морфология сетчатки и зрительного нерва кролика после операции дренирования заднего отдела глазного яблока / Л.А. Мусина, Г.Г. Корнилаева, О.И. Карушин, // Морфология. — 2016. — Т. 149. — № 3. — C. 145.
5. Bonomi L. Experimental corticosteroid ocular hypertentsion in the rabbit / L. Bonomi, S. Perfetti, E. Noya, R. Belucci, L. Tomazzoli // Albrecht. V. Graefes Arch.Ophthalmol. — 1978. — Vol. 2. — Р. 73-82.
6. Темиров Н.Э. Морфологическая характеристика экспериментального неврита зрительного нерва / Н.Э. Темиров, Е.А. Нестеров, С.Н. Панченко. - URL: http://profi-optika.com/ cgisys/suspendedpage.cgi.
7. Лебедев О.И. Концепция избыточного рубцевания тканей глаза после антиглаукоматозных операций / О.И. Лебедев // Вестн. офтальмол. — 1993. — № 1. — С. 36-39.
8. Ловпаче Д.Н. Клинико-иммунологическое прогнозирование и хирургическая профилактика избыточного рубцевания после антиглаукоматозных операций: автореф. дис. канд. мед. наук / Д.Н. Ловпаче. — М., 2000. — 25 с.
