CC BY
10
92 ^tl ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Том 16, №4. 2018
УДК 612.818.93 В.Н. ГЕРМАНОВА
Самарский государственный медицинский университет МЗ РФ, 443068, г. Самара, ул. Ново-Садовая, д. 158
Насыщение антиглаукоматозных дренажей циклоспорином А как способ пролонгирования действия препарата в борьбе с послеоперационным рубцеванием
Германова Виктория Николаевна - ординатор кафедры офтальмологии тел. +7-927-704-88-40, e-mail: vikaprokhorenko@gmail.com, ORCID ID:0000-0002-0497-9813
Резюме. Механизм действия циклоспорина А (ЦсА) предполагает, что данный препарат может стать безопасной и эффективной альтернативой применению цитостатиков в хирургии глаукомы в борьбе с послеоперационным рубцеванием. Наибольший эффект может быть достигнут при пролонгированном действии ЦсА в зоне вмешательства как минимум в течение 6 дней, когда наблюдается пик концентрации Т-лимфоцитов, являющихся мишенью действия препарата.
Цель: разработка доступной методики насыщения антиглаукоматозного дренажа раствором ЦсА для пролонгированного высвобождения лекарственного вещества in vitro в терапевтических концентрациях в течение 7-10 дней.
Материалы и методы. Оценивалась способность пористого дренажа на основе полилактида (ПЛА) и стойкого к биодеструкции дренажа на основе ксеноколлагена к сорбции препарата из растворов с различной концентрацией препарата (50,0 - 1,0 мг/мл). Для оценки динамики десорбции ЦсА в условиях, приближенных к реальным, проводилось определение концентрации препарата в растворах после экспозиции в них дренажей, насыщенных ЦсА через 12 ч., 24 ч., 2 сут., 4 сут., 6 сут. и 10 сут. Количественная оценка производилась с помощью иммуноферментного анализа.
Результаты. Как ПЛА, так и коллагеновый дренажи способны сорбировать ЦсА из раствора. Выявлены наиболее оптимальные и безопасные условия насыщения дренажей: в течение 15 минут в растворе с концентрацией ЦсА 1,6 мг/мл. Полная десорбция препарата из коллагенового дренажа происходит за 4 дня, что недостаточно для оказания антипролиферативного эффекта. При насыщении ПЛА дренажа терапевтические концентрации ЦсА поддерживаются в течение 8 дней.
Выводы. ПЛА дренаж является оптимальной платформой для насыщения ЦсА ex tempore в целях поддержания терапевтической концентрации препарата in vitro в течение времени, критического в отношении интенсивности воспаления и запуска процессов рубцевания.
Ключевые слова: циклоспорин А, глаукома, рубцевание, антиглаукоматозный дренаж.
DOI: 1032000/2072-1757-2018-16-4-92-95
(Для цитирования: Германова В.Н. Насыщение антиглаукоматозных дренажей циклоспорином А как способ пролонгирования действия препарата в борьбе с послеоперационным рубцеванием. Практическая медицина. 2018, том 16, № 4, C. 92-95)
V.N. GERMANOVA
Samara State Medical University, 158 Novo-Sadovaya Str., Samara, Russian Federation, 443068
Saturation of glaucoma drainages with cyclosporine to prolong their effect of postoperative scarring prevention
Germanova V.N. — resident of Ophthalmology Department, tel. +7-927-704-88-40, e-mail: vikaprokhorenko@gmail.com, ORCID ID:0000-0002-0497-9813
Mechanism of Cyclosporine A (CsA) action supposes that it can safely and efficiently substitute cytostatic agents in glaucoma surgery to counteract postoperative scarring. The largest effect can be used when prolonging the CsA action in the operative zone during at least 6 days, when the concentration of T-lymphocytes is the highest, which are the target for the drug.
Objective. To elaborate a simple technique for saturation of anticoagulation glaucoma drainage (GD) with CsA solution for prolonged release of the drug in therapeutic concentrations in vitro during 7-10 days.
Methods. We analyzed the ability of a porous drainage of poly(lactic-co-glycolic) acid (PLCGA) and biodestruction-resistant xenocollagen to absorb CsA from solutions with various drug concentrations (50 - 1 mg/ml). To assess the dynamic of CsA absorption under close to real conditions, we determined the drug concentration in solutions after the drainages were kept in them for 12 hours, 24 hours, 2, 4, 6 and 10 days. Quantity assessment was made by enxyme immunoassay.
Results. Both PLCGA and collagen drainages can absorb CsA from solutions. The optimal and safe conditions of drainage saturation were found: during 15 minutes in solution with CsA concentration of 1.6 mg/ml. The complete desorption of the drug from the collagen drainage takes place during 4 days, which is insufficient for anti-proliferation effect. When PLOGA drainage is saturated, the therapeutic CsA concentration was maintained for 8 days.
Conclusions. PLCGA drainage is an optimal platform for CsA saturation ex tempore to maintain the therapeutic CsA concentration in vitro for a period of time essential in terms of intense inflammation and scarring process triggering.
Key words: cyclosporine A, glaucoma, scarring, anti-glaucoma drainage.
(For citation: Germanova V.N. Saturation of glaucoma drainages with cyclosporine to prolong their effect of postoperative scarring prevention. Practical Medicine. 2018, Vol. 16, no. 4 , P. 92-95)
Послеоперационное рубцевание до сих пор является существенным препятствием в хирургии глаукомы, приводящим к рецидиву гипертензии. В настоящее время предложено множество методов контроля разрастания соединительной ткани в зоне операции: минимизация операционной травмы, имплантация различных дренажных устройств, интра- и постоперационное применение антипро-лиферативных препаратов. Зачастую изолированное применение тех или иных методик не приносит ожидаемого результата [1]. Из медикаментозных средств наибольшим антипролиферативным эффектом обладает Митомицин С, используемый как интраоперационно в виде аппликаций в зоне вмешательства, так и послеоперационно в виде суб-конъюнктивальных инъекций [2]. Однако высокая антипролиферативная активность данного препарата сопровождается большим числом побочных эффектов, таких как наружная фильтрация, выраженная гипотония и симптоматическая макулопа-тия, кератопатия, инфекционные осложнения [3]. В качестве антипролиферативных агентов также было предложено местное применение глюкокор-тикостероидов, ингибиторов факторов роста, антагонистов лейкотриенов, ингибиторов ангиогене-за, протеолитическая терапия [1]. В конце 1990-х годов впервые было предложено применение циклоспорина А (ЦсА) для профилактики послеоперационного рубцевания [4]. Данный препарат обладает противовоспалительным, иммуномодули-рующим и антипролиферативным действием. Его местное применение не связано с развитием грозных осложнений. ЦсА селективно воздействует на Т-хелперы и приводит к ингибированию синтеза интерлейкина 2, одного из ключевых медиаторов воспалительного каскада, приводящего в итоге к рубцеванию [5]. Было исследовано применение ЦсА в виде инстилляций в конъюнктивальную полость после гипотензивных операций, а также в виде субконъюнктивальных инъекций во время и после вмешательства [4,6]. Данные, полученные в различных исследованиях, весьма противоречивы, что можно объяснить следующими аспектами. Мишенью действия изучаемого препарата являются Т-лимфоциты, количество которых в конъюнктиве, субконъюнктивальной ткани и внутриглазной жид-
кости повышено у больных глаукомой по сравнению с основной популяцией [7]. Однако согласно представлениям о патогенезе послеоперационного воспаления, пик концентрации Т-лимфоцитов приходится на 5-6 дни после операционной травмы [8]. Поэтому однократное местное применение данного препарата непосредственно во время вмешательства малоэффективно. Инстилляции растворов ЦсА после вмешательства не приносят желаемого результата ввиду недостаточного проникновения препарата к зоне операции. Однако механизм действия ЦсА подразумевает, что его применение непосредственно в зоне операции при условии пролонгированного действия как минимум в течение 1 недели может привести к снижению интенсивности процессов рубцевания [5]. В 2016 году ученые из Китая опубликовали данные об использовании системы доставки лекарств с ЦсА после гипотензивной хирургии. Согласно полученным результатам описанная авторами методика приводит к повышению эффективности хирургии глаукомы, что доказано в эксперименте на животных [9]. Однако описанное авторами устройство сложно в изготовлении и требует наличия специализированной лаборатории. В нашем эксперименте мы исследовали возможность насыщения ЦсА доступных на сегодняшний день антиглаукоматозных дренажей.
Цель исследования: разработка методики насыщения антиглаукоматозного дренажа раствором ЦсА ex tempore для пролонгированного высвобождения лекарственного вещества в терапевтических концентрациях in vitro.
Материал и методы
В качестве субстратов для насыщения были выбраны биорезорбируемый дренаж на основе по-лилактида (ПЛА) [10] и стойкий к биодеструкции дренаж на основе ксеноколлагена [11]. Пористая структура данных дренажей позволяет насыщать их лекарственными препаратами. Оба дренажа обладают высокой биосовместимостью и ареактивны [10-12]. Для насыщения дренажа использовали концентрат ЦсА для приготовления раствора для внутривенных инфузий с содержанием действующего вещества 50 мг/мл. Для определения спо-
ITREMP0RARY ISSUES Of OPHTHALMOLOGE
m
94 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Том 16, №4. 2018
собности дренажей к сорбции ЦсА образцы были помещены в разведенный в сбалансированном солевом растворе (BSS) концентрат ЦсА в различных соотношениях: 1:1, 1:3, 1:7, 1:15, 1:30. Экспозиция составила 5, 15, 30, 60 минут. Содержание ЦсА в растворах до и после насыщения дренажа определялось методом иммуноферментного анализа на фотометре Anthos 2020 при длине волны 450 нм.
Для определения динамики высвобождения ЦсА из дренажей в условиях, приближенных к реальным, образцы, насыщенные ЦсА, выдерживали в емкостях с BSS при температуре 37 градусов. Через 12 ч, 24 ч, 2 сут, 4 сут, 6 сут, и 10 сут дренажи перемещали в новый раствор вSs с последующим определением концентрации ЦсА в растворах. Объем раствора BSS рассчитывался исходя из объема внутриглазной жидкости, проходящей через фильтрационную подушку за заданный промежуток времени из расчета 0,02 мл/мин.
Результаты
При помещении ПЛА дренажа в неразбавленный концентрат ЦсА происходило мгновенное набухание и разрушение структуры дренажа из-за высокой концентрации этанола (278 мг/мл). Экспозиция данного дренажа в разведениях 1:1 и 1:3 также приводила к нежелательной пластификации и деформации дренажа. Наименьшим разведением, при котором не наблюдалось нарушения структуры дренажа, было таковое с соотношением концентрат: BSS = 1:7. Однако в первые часы после выдержки дренажа в разведениях 1:7 и 1:15 количество высвобождаемого ЦсА превышало токсические концентрации, что при применении в хирургическом лечении глаукомы могло бы привести к нежелательным токсическим эффектам. Наиболее безопасным и оптимальным для поддержания в последующем терапевтической концентрации препарата в течение необходимого срока стало разведение 1:30. При экспозиции дренажа в течение 15 минут в указанном разведении сорбция ЦсА составила 3,9 мкг. При увеличении времени экспозиции дренажа в растворе количество сорбируемого препарата не увеличивалось. При изучении дина-
мики высвобождения ЦсА из дренажа получены следующие результаты: в первые 12 часов концентрация лекарственного вещества в растворе составила 0,6 мкг/мл. Данная концентрация значительно меньше токсической (5 мкг/мл) и, в то же время, превышает терапевтическую (0,05-0,1 мкг/мл) [13]. Терапевтическая концентрация препарата поддерживалась в течение 1 недели и составила на 6-е сутки 0,1 мкг/мл.
Насыщение стойкого к биодеструкции дренажа на основе ксеноколлагена в неразбавленном концентрате ЦсА не приводило к деформации дренажа. Безопасные концентрации препарата были достигнуты при насыщении дренажа ЦсА в разведении концентрата 1:30 в течение 15 минут. При этом изначальная сорбция ЦсА дренажом составила 3,1 мкг. В первые 12 часов концентрация препарата в растворе составила 1,2 мкг/мл. Однако на 4-е сутки содержание ЦсА в растворе уменьшилось до неопределяемых значений. Динамика изменения концентрации ЦсА в растворах представлена на рисунке 1.
Обсуждение
Как биорезорбируемый антиглаукоматозный ПЛА дренаж, так и дренаж из нерастворимого ксеноколлагена способны сорбировать на своей поверхности CsА из раствора. Время, необходимое для сорбции, составляет 15 минут в обоих случаях, что позволяет проводить насыщение дренажа данным лекарственным препаратом непосредственно до и во время оперативного вмешательства по поводу глаукомы с соблюдением всех условий асептики и антисептики. Выявлено наиболее оптимальное разведение для насыщения дренажей ЦсА: разведение 1 мл концентрата ЦсА в 30 мл BSS. После экспозиции в течение 15 минут в данном разведении исключается токсическое местное действие препарата ввиду того, что концентрации действующего и вспомогательных веществ заведомо ниже токсических, а дренажи сохраняют все свои физико-механические свойства и могут быть использованы в хирургическом лечении глаукомы. Длительность высвобождения ЦсА из коллагенового дренажа недостаточна
Рисунок 1.
Динамика изменения концентрации ЦсД в растворах после экспозиции дренажей, насыщенных препаратом в разведении 1:30, в течение 15 минут
для обеспечения антипролиферативного эффекта в зоне вмешательства, т.к. количество Т-лимфоцитов, являющихся мишенью действия данного препарата, максимально увеличивается только на 5-6 сутки после операционной травмы. Возможно, высокая скорость десорбции ЦсА в данном случае наблюдается из-за большого размера пор коллагенового дренажа. ПЛА дренаж после депонирования ex tempore лекарственного препарата обеспечивает высвобождение CsА в терапевтических концентрациях в течение 1 недели, критической в отношении инициации процессов рубцевания.
Заключение
Разработанный метод насыщения биорезорбиру-емого дренажа на основе полимолочной кислоты ЦсА легко воспроизводим в условиях операционной и может стать безопасным и эффективным средством в борьбе с послеоперационным рубцеванием.
ЛИТЕРАТУРА
1. Peng T. Khaw, Jones E., Mireskandari K., Dahlmann A., Cambrey A. Modulating wound healing after glaucoma surgery// Glaucoma today. - 2004. - P. 12-19
2. Руссков К.Н., Золотарев А.В., Милюдин Е.С. Фармацевтическая композиция для профилактики пролиферативной клеточной реакции «Митомицин-О». // Практическая медицина. - 2012, №4 (59). - C. 260-262
3. Khaw P.T. Advances in glaucoma surgery: evolution of antimetabolite adjunctive therapy // J Glaucoma. - 2001. - Vol. 10. -P. 81-4
4. Ghasem Fakhraie, Joao F Lopes, George L Spaeth, Juliana Almodin, Parul Ichhpujani, Marlene R Moster, Wills Eye Institute, Philadelphia, USA. Effects of postoperative cyclosporine ophthalmic
emulsion 0.05% (Restasis) following glaucoma surgery // Clinical and Experimental Ophthalmology. - 2009. - Vol. 37, № 9. - P. 842-8
5. Faulds D, Goa KL, Benfield P. Cyclosporin. A review of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties, and therapeutic use in immunoregulatory disorders // Drugs. - 1993. - Vol. 45, № 6. - P. 953-1040
6. Lattanzio, Frank A Jr. PhD; Crouch, Earl R Jr. MD; Mitrev, Peter V MD; Williams, Patricia B PhD; Allen, Robert C MD. Cyclosporin as an Adjunct to Glaucoma Filtration Surgery // J Glaucoma. 2005 Vol. 14, № 6.
7. B. Cvenkel, A.N.a. Kopitar, A. Ihan, Inflammatory molecules in aqueous humour and on ocular surface and glaucoma surgery outcome // Mediators of Inflammation. - 2010. - Article ID 939602. - P. 7.
8. Yamanaka O., Kitano-Izutani A., Tomoyose K., Reinach P. Pathobiology of wound healing after glaucoma filtration surgery // BMC Ophthalmology. - 2015, -№ 15 (suppl. 1). - P. 19-27
9. Dai Z, Yu X, Hong J, Liu X, Sun J, Sun X. Development of a novel CsA-PLGA drug delivery system based on a glaucoma drainage device for the prevention of postoperative fibrosis // Mater Sci Eng C Mater Biol Appl.- 2016, Vol. 66. - P. 206-214. doi: 10.1016/j. msec.2016.04.077.
10. Слонимский А.Ю., Алексеев И.Б., Долгий С.С. Новые возможности профилактики избыточного рубцевания в хирургии глауком // Офтальмология. - 2012. - Т. 9, № 3. - С. 36-40
11. Анисимова С.Ю., Анисимов С.И., Рогачева И.В. Отдаленные результаты хирургического лечения рефрактерной глаукомы с использованием стойкого к биодеструкции коллагенового дренажа // Глаукома. - 2011. - Том 10, № 2. - С. 28-33.
12. Карлова Е.В., Павлов Д.В., Лебедев О.И. и др. Хирургическое лечение первичной открытоугольной глаукомы путем активации увеосклерального оттока с использованием коллагенового дренажа // Практическая медицина. - 2012. Том 4-1. - № 59. -С. 201-203.
13. Garweg JG, Wegmann-Burns M, Goldblum D. Effects of daunorubicin, mitomycin C, azathioprine and cyclosporine A on human retinal pigmented epithelial, corneal endothelial and conjunctival cell lines // Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. -2006. - Vol. 244. - № 3. - P. 382-9
