Сборники статей


 Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Современное представление о УФ-кросслинкинге роговичного коллагена


1----------

    Согласно данным литературы долгое время самым распространенным и практически единственным методом консервативного лечения и оптической реабилитации пациентов с ранними стадиями кератоконуса считалось ношение ЖКЛ, использование которых, по мнению ряда авторов, позволяет не только корригировать высокие аметропии, но и способствовать остановке прогрессирования кератоконуса [36, 1, 2, 16, 10, 66, 13, 37, 49, 12, 243, 347, 304].

    Однако по мере накопления клинического материала было выявлено, что в 13-32% случаев отмечается непереносимость ЖКЛ из-за выраженного раздражения глаз. Кроме того, их длительное использование приводит не только к увеличению риска повреждений роговицы и развитию инфекционных осложнений, но и уменьшению плотности кератоцитов, их апоптозу и прогрессированию заболевания в 26,5% [49, 13, 78, 24, 175, 162, 385, 228].

    Данное обстоятельство требовало разработки других лечебных мероприятий с целью достижения стабилизации процесса, а, самое главное, предотвращения либо отсрочки необходимости проведения сквозной кератопластики.

    Основанием для исследований в этой области послужила серия экспериментальных работ, направленных на изучение эффекта биологического окислительного «склеивания» коллагеновых фибрилл стромы роговицы под влиянием различных внешних факторов - ферментов, озона, тепла, и ультрафиолетового излучения с целью повышения резистентности роговицы. В результате проведенных исследований было установлено, что в основе данного эффекта лежит окислительный механизм, заключающийся в высвобождении различных свободных радикалов. Причем, в отличие от других внешних факторов, именно ультрафиолетовое излучение стимулирует образование синглетного кислорода, не вызывающего деградации CNBr белков коллагена и продукцию матриксных металлопротеиназ. Кроме того, было обнаружено, что в присутствии рибофлавина степень абсорбции ультрафиолетового излучения в ткани роговицы повышается с 32% до 95%, а повреждение коллагеновых белков под воздействием ультрафиолетового облучения сводится к минимуму. При этом ультрафиолетовое излучение в сочетании с рибофлавином приводит к усилению поперечных внутримолекулярных связей роговичного коллагена и формированию димеров из двух α-цепей без деградации коллагеновых белков, что является наиболее значимыми условиями повышения биомеханической резистентности роговицы [155, 191, 232, 285, 348, 422, 164].

    Так была разработана техника УФ-кросслинкинга, т.е. поперечного «склеивания» роговичного коллагена, базирующаяся на эффекте фотополимеризации волокон стромы роговицы под воздействием низких доз ультрафиолетового излучения с использованием фоточувствительной субстанции в виде раствора рибофлавина. При этом за счет формирования внутри вещества роговицы дополнительных связей между молекулами коллагена, происходит увеличение ее механической прочности, способное замедлить или вовсе предотвратить дальнейшее прогрессирование заболевания. Хотя, существует и мнение о том, что УФ-кросслинкинг не может устранить причину заболевания, и его эффект должен со временем нивелироваться, вследствие постоянно происходящего процесса обновления «сшитого» во время УФ-кросслинкинга коллагена и его замены на вновь синтезированный коллаген [421, 422, 423, 372, 374, 378].

    До внедрения методики УФ-кросслинкинга в клиническую практику были проведены разносторонние и многоплановые экспериментальные исследования, подтвердившие ее безопасность и эффективность.

    Так, данные электронной микроскопии свидетельствовали о факте «склеивания» фибрилл и утолщения коллагеновых волокон в роговице под воздействием рибофлавина и ультрафиолетового излучения, что проявлялось в повышении биомеханической устойчивости роговицы. При этом диаметр коллагеновых волокон в передних отделах стромы роговицы, ответственных за ее прочность, достоверно повышался до 3,64 нм (т.е. на 12,2%), а в задних отделах стромы увеличивался до 1,63 нм (т.е. на 4,6%). Кроме того, было выявлено, что после УФ-кросслинкинга отмечается значительное повышение устойчивости роговиц к механическому воздействию [411, 372].

    В других экспериментальных работах было доказано, что в результате УФ-кросслинкинга роговичного коллагена модуль Юнга роговицы свиньи увеличивается в 1,8 раза, роговицы человека – в 4,5 раза, что, по мнению авторов, обусловлено «склеиванием» фибрилл и увеличением толщины коллагеновых волокон [413, 414].

    В результате проведенных экспериментальных исследований был зафиксирован стабилизирующий биохимический эффект УФ-кросслинкинга и, как следствие, повышение, практически в 2 раза, биомеханической устойчивости роговицы к действию ферментов (пепсина, трипсина и коллагеназы), вследствие изменения третичной структуры коллагеновых фибрилл и блокирования специфических участков, взаимодействующих с ферментами [373, 374, 412, 415].

    Помимо биомеханического и биохимического эффектов УФ-кросслинкинга была выявлена его способность к формированию повышенной устойчивости ткани роговицы к термическому воздействию. Так, после кросслинкинга температура, при которой происходила денатурация коллагена в роговицах, была значительно выше, чем в контрольной группе [374, 412, 415].

    Следует уточнить, что результаты всех проведенных экспериментальных исследований указывают на максимальный эффект УФ-кросслинкинга в передних отделах стромы роговицы толщиной не более 300 мкм, вследствие высокой степени абсорбции ультрафиолетового излучения в присутствии рибофлавина и поглощения до 95% излучения на уровне передних и средних слоев стромы роговицы. Данный факт объясняет преимущественно переднюю локализацию зоны утолщения коллагеновых волокон, асимметрию между передними и задними отделами стромы роговицы относительно устойчивости к ферментному, механическому и термическому воздействию, а также обуславливает минимальную степень воздействия ультрафиолетового излучения на эндотелий роговицы, хрусталик и другие структуры глаза [374, 423]. При этом необходимо учитывать, что именно передние отделы стромы роговицы наиболее важны для поддержания кривизны роговицы и формирования оптического эффекта операции [293].

    Особого внимания, с нашей точки зрения, заслуживают экспериментальные исследования in vitro на культурах эндотелиальных клеток роговиц свиней, в результате которых был установлен порог цитотоксического эффекта кросслинкинга на эндотелий роговицы. Оказалось, что в присутствии рибофлавина порог токсичности УФ-излучения составляет 0,35 МВт/см², а его цитотоксический эффект на эндотелий роговицы, возникающий из-за оксидативного повреждения клеток активными формами кислорода, отмечается при интенсивности излучения на уровне эндотелия 0,65 Дж/см², что вдвое превышает мощность при терапевтических параметрах излучения. Учитывая величину коэффициента абсорбции излучения в ткани человеческой роговицы в присутствии рибофлавина, авторами было рассчитано, что при стандартной терапевтической мощности излучения, составляющей 3,0 МВт/см² на поверхности роговицы толщиной более 400 мкм, энергия на уровне ее глубоких слоев безопасна для эндотелия. Однако, в случаях развитого кератоконуса с выраженным истончением роговицы, стандартная доза УФ воздействия оказывается токсичной для эндотелиальных клеток, в связи с чем рекомендуется снижать мощность излучения или использовать альтернативные способы лечения.

    Что касается пациентов с кератоконусом и локальным истончением роговицы на ограниченном участке, то, по мнению исследователей, в этих случаях возможно использование стандартных доз излучения, так как локальная потеря эндотелиальных клеток компенсируется путем миграции с соседних участков [421, 422].

    С помощью конфокальной биомикроскопии было обнаружено, что при стандартных терапевтических дозах УФ-излучения в роговице человека гибель кератоцитов отмечается лишь в пределах передних отделов ее стромы, толщиной около 300 мкм, с постепенным восстановлением популяции клеток в течение 3 месяцев за счет их миграции из зоны не поврежденной роговицы. Повреждения эндотелия при этом не происходит. Одновременно, в первые дни после процедуры определяется исчезновение субэпителиальных нервов, при этом полная реиннервация роговицы с восстановлением ее чувствительности наблюдается уже через 1 месяц. В то же время, под воздействием ультрафиолетового излучения в дозах, превышающих стандартные, в передних отделах стромы роговицы происходит разрежение кератоцитов с их последующим апоптозом и некрозом [230].

    Следует подчеркнуть, что ни в одном эксперименте in vivo после кросслинкинга не было выявлено помутнения роговицы и хрусталика, при этом дегенеративный эффект излучения подтверждался отсутствием каких-либо признаков воспалительной реакции в ткани роговицы [372, 374, 421, 422, 423].

    Официальное разрешение на проведение процедуры фотохимического кросслинкинга в клинике, как терапевтического метода лечения кератоконуса, было выдано в декабре 2006 года. При этом, до сих пор наиболее признанной техникой его выполнения считается стандартная процедура, осуществляемая по, так называемому, Цюрихскому протоколу, согласно которому показанием к процедуре является прогрессирование кератоконуса при толщине роговицы не менее 400 мкм и непереносимость ЖКЛ. Методика включает удаление эпителия в центральной 7-миллиметровой зоне роговицы, закапывание 0,1% раствора рибофлавина в течение 30 минут с последующим одновременным ультрафиолетовым облучением роговицы с длиной волны 365 нм, интенсивностью излучения 3,0 mW/cm² и закапыванием раствора рибофлавина [421].

    К настоящему времени в мировой практике накоплен достаточно большой клинический материал, подтверждающий эффективность и безопасность использования УФ-кросслинкинга в целях приостановления прогрессирования кератоконуса и повышения остроты зрения.

    Срок наблюдения, по данным различных авторов, составляет, как правило, от нескольких месяцев до 10 лет. Практически во всех случаях зафиксирована стабилизация показателей офтальмометрии. С первых дней после вмешательства в 51,7% случаев отмечается уплощение роговицы, снижение сферического коэффициента рефракции, в среднем, на 2,87 - 3,01 дптр, цилиндрического компонента, в среднем, на 1,2 - 2,2 дптр, показателя эластичности роговицы, в среднем, до 1,2, в сравнении с 1,9 до процедуры [45, 108, 109, 118, 417, 418, 338].

    Оценка функциональных результатов по динамике НКОЗ и КОЗ остроты зрения указывает на существенное улучшение их значений в 50-65% случаев [108, 338, 417, 418]. При этом достоверное повышение НКОЗ, в среднем, на 2-3 линии и КОЗ на 1 - 2 линии по таблице Снеллена наблюдается, как правило, уже через 1 месяц после лечения. Последующее повышение НКОЗ в пределах, в среднем, 2,4-3,6 линий и КОЗ, в среднем, на 1,4-2,0 линии наблюдается спустя 3 месяца [108, 118, 228, 417, 418, 209, 372, 402]. Одновременно, в те же сроки диагностируется снижение рефракции роговицы в диапазоне 1,5-2,1 дптр и толщины роговицы в центре, в среднем, на 17-20 мкм [402].

    Анализ состояния полумеридианов в большинстве случаев свидетельствует о происходящем в течение 3-х месяцев уменьшении асимметрии между вертикальными полумеридианами, уменьшении разницы между горизонтальными полумеридианами, а также понижении элевации вершины роговицы по отношению к опорной сфере. Аберометрический анализ волнового фронта в те же сроки наблюдения указывает на отсутствие статистически значимой разницы в состоянии сферических аберраций и аберраций высшего порядка до и после лечения и значительном снижении компонента горизонтальной комы уже через 1 месяц после операции [108, 118].

    В большинстве случаев УФ-кросслинкинг роговичного коллагена приводил к повышению переносимости контактных линз и улучшению качества жизни пациентов. Помимо этого, практически ни в одном случае не было отмечено изменения прозрачности роговицы и хрусталика, снижения плотности эндотелиальных клеток, изменений внутриглазного давления и поражения сетчатки, а также не требовалось проведения повторных процедур [108, 109, 338, 418].

    Однако ряд авторов отмечают серьезные недостатки стандартного протокола УФ-кросслинкинга, указывая, что удаление эпителия роговицы приводит к значительному послеоперационному дискомфорту, затуманенности зрения, повышению риска развития инфекционных осложнений, невозможности проведения процедуры при толщине роговицы менее 400 мкм, в связи с опасностью повреждения эндотелия роговицы, хрусталика и других структур глаза. Так, согласно результатам денситометрии, в большинстве случаев после УФ-кросслинкинга диагностируется специфический лакунарный отек роговицы («хейз»), локализующийся в передних 250 мкм стромы. Его появление объясняется скоплением жидкости на месте кератоцитов, погибших во время облучения. При этом уменьшение отека отмечается в диапазоне 3-12 месяцев, после чего средние значения оптической плотности роговицы возвращаются к дооперационному уровню [86, 95, 199, 200, 411, 415, 371, 91].

    Вышеуказанные недостатки и ограничения в выполнении классического протокола кросслинкинга с деэпителизацией послужили пусковым моментом к разработке ряда модификаций вмешательства без проведения деэпителизации для расширения границ использования данного метода.

    Так, согласно публикациям последних лет, некоторые авторы предлагают проводить трансэпителиальный УФ-кросслинкинг, в ходе которого для ослабления связей между эпителиоцитами и улучшения прохождения рибофлавина в строму роговицы предлагается использовать усилители эпителиальной проницаемости - бензалкония хлорид, этилендиаминтетрауксусную кислоту и трометамол. Однако мнения, касающиеся эффективности предложенных методик, не однозначны. По данным одних авторов, сравнительные результаты стандартного УФ-кросслинкинга и трансэпителиальной процедуры убедительно свидетельствуют об отсутствии между ними достоверных различий по послеоперационному повышению значений НКОЗ и КОЗ, уменьшению сфероэквивалента, средних показателей кератометрии, толщины роговицы и аберраций высшего порядка. С точки зрения других исследователей, эффект трансэпителиального УФ-кросслинкинга составляет лишь 1/5 эффекта стандартной методики. Кроме того, по мнению авторов, проводивших спектрофотомерические исследования на свиных глазах и жидкостную хроматографию роговиц пациентов с кератоконусом после их удаления в ходе сквозной кератопластики, проникновение рибофлавина в строму роговицы через базальный слой эпителия даже после предварительной инстилляции препаратов, содержащих бензалкония хлорид, практически невозможно. При этом, зафиксированное в ходе ОКТ наличие демаркационной линии на глубине 100 микрон, свидетельствует о поверхностном характере полученного эффекта, что с точки зрения некоторых авторов, ставит под сомнение возможность выполнения в дальнейшем лазерной коррекции остаточной аметропии [92, 120, 207, 310, 311, 414, 184, 257, 140, 154, 234, 416, 419, 420].

    В литературе имеются сообщения о разработке, так называемой, персонализированной методики трансэпителиального УФ-кросслинкинга, при котором кератотопограмма пациента с кератоконусом преобразуется в кератотензиотопограмму с разметкой зон пониженной прочности и распечаткой индивидуальной диафрагмы-маски. Согласно опубликованным данным, использование такой процедуры позволяет осуществлять ультрафиолетовое облучение только зон с пониженной прозрачностью, при этом удается уменьшить роговичный астигматизм и достичь повышения остроты зрения на 1-4 строки [5].

    К вариантам трансэпителиального УФ-кросслинкинга следует отнести и те методики, в которых до проведения стандартного тридцатиминутного ультрафиолетового облучения роговицы осуществляется непрерывное 3-х минутное введение раствора рибофлавина либо в роговичный карман, сформированный микрокератомом на глубину 300 микрон [154], либо в роговичный тоннель, сформированный для имплантации роговичных сегментов [5].

    Также предложена методика дозированного УФ-кросслинкинга с использованием специального инструмента с наличием на его поверхности радиально расположенных шипов. При его многократном прикладывании к роговице происходит механическое нарушение целостности эпителия. С точки зрения авторов, этот способ лишен недостатков стандартной процедуры, но при этом обеспечивает полное пропитывание стромы роговицы рибофлавином [205, 240, 316].

    Надо отметить, что в современной литературе имеется достаточное количество публикаций, посвященных анализу использования УФ-кросслинкинга в случаях вторичной кератэктазии, являющейся осложнением рефракционной эксимерлазерной хирургии. Так, согласно опубликованным данным, применение УФ-кросслинкинга при ятрогенной кератэктазии после операции ЛАЗИК, когда, по данным конфокальной микроскопии выявляются схожие с кератоконусом изменения в роговичной ткани, позволяет без каких-либо осложнений повысить биомеханическую прочность роговицы, остановить прогрессирование процесса и увеличить КОЗ [95, 205, 401, 251, 254, 236, 273, 380].

    Однако имеются и другие мнения, согласно которым к 1 месяцу после кросслинкинга, проведенного после ЛАЗИК, отмечается уменьшение центральной толщины роговицы, в среднем, на 23,8 мкм, а к 3-му месяцу этот показатель составляет, в среднем, 7,2 мкм. В дальнейшем, в сроки 3-6 месяцев, диагностируется увеличение толщины в центре роговицы, в среднем, на 20,5 мкм, а через 1 год определяется возвращение величины этого показателя к дооперационному уровню [200].

    В литературе также описаны результаты успешного применения УФ-кросслинкинга в лечении прозрачной маргинальной дегенерации роговицы, когда после процедуры отмечается уменьшение роговичного астигматизма, повышение КОЗ, а также отсутствие снижения плотности эндотелиальных клеток [367, 252, 375].

    Установленные в ходе исследований антибактериальный и антигрибковый эффекты УФ-кросслинкинга позволяют использовать его при инфекционных кератитах и язвах роговицы, при которых практически во всех случаях после проведения кросслинкинга отмечены резкое снижение расплавления роговицы и уменьшение размера инфильтратов [274, 342, 219, 268, 182, 373, 374].

    Что касается осложнений УФ-кросслинкинга, то в литературе описаны единичные случаи снижения остроты зрения (2,9%) и прогрессирования процесса (7,6%), обусловленные, с точки зрения авторов, наличием исходных факторов риска, к которым, в первую очередь, они относят рефракцию роговицы более 58,0 дптр, остроту зрения более 0,8 и возраст пациентов старше 35 лет [238].

    Кроме того, следует отметить описанные в литературе единичные случаи возникновения после УФ-кросслинкинга кератита из-за ношения ЖКЛ [327, 426], активация имеющихся в анамнезе герпетического кератита и нейродермита [253, 144], формирование центрального помутнения и расплавление роговицы, а также развитие эндотелиальной недостаточности, вследствие ультрафиолетового повреждения клеток заднего эпителия во время процедуры [276, 277, 165, 208].

    В заключении данного раздела следует отметить, что на мировом офтальмологическом рынке также представлен разработанный компанией Avedro прибор КХL, обеспечивающий при экспозиции до 3-х минут пульсирующее излучение с интенсивностью 30 mW/cm², что позволяет проводить «быстрый» УФ-кросслинкинг с высокой эффективностью.

    Таким образом, многочисленные и разносторонние экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют об эффективности и безопасности технически несложной и неинвазивной процедуры ультрафиолетового кросслинкинга роговичного коллагена в лечении первичных и вторичных кератэктазий, что подтверждается снижением показателей офтальмометрии, улучшением оптических свойств роговицы, повышением остроты зрения и приостановлением прогрессирования патологического процесса. Однако, множество нерешенных на сегодняшний день вопросов в данной области требует, с нашей точки зрения, продолжения исследований для совершенствования процедуры УФ-кросслинкинга с целью повышения качества использования данного метода в алгоритме лечения кератэктазий различного генеза.


Страница источника: 38

Новые технологии в контактной коррекции.  В рамках  Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в офтальмологии - 2017»Новые технологии в контактной коррекции. В рамках Всеросси...

Новые технологии в офтальмологии -  2017 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии - 2017 Всероссийская научн...

XVI Всероссийская школа офтальмологаXVI Всероссийская школа офтальмолога

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017 ХV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Роговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении кератоэктазий Научно-практическая конференция с международным участиемРоговица I. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в лечении...

Сателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Российского глаукомного обществаСателлитные симпозиумы в рамках ХIV ежегодного конгресса Рос...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016«Живая» хирургия в рамках конференции Современные технологии...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2016Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках IX Российского общенациональ...

На стыке науки и практикиНа стыке науки и практики

Федоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2016 XIII Всероссийская научно-практиче...

Актуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XI Всероссийская научная к...

Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтальмохирургии с международным участием Восток – Запад 2016 Научно-практическая конференция по офтал...

Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2016 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

Невские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологовНевские горизонты - 2016 Научная конференция офтальмологов

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмологов «Невские горизонты - 2016»Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции офтальмо...

Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-практическая конференция Новые технологии в офтальмологии 2016 Всероссийская научно-п...

Витреоретинальная хирургия. Макулярный разрывВитреоретинальная хирургия. Макулярный разрыв

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2016 ХIV Научно-практическая конференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии -...

Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта использования новой офтальмологической системы CENTURION®Совет экспертов, посвященный обсуждению первого опыта исполь...

HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незаменимой!HRT/Spectralis* Клуб Россия 2015 – технология, ставшая незам...

Три письма пациента. Доказанная эффективность леченияТри письма пациента. Доказанная эффективность лечения

Синдром «сухого» глаза: новые перспективыСиндром «сухого» глаза: новые перспективы

Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?Многоликий синдром «сухого» глаза: как эффективно им управлять?

Прошлое... Настоящее! Будущее?Прошлое... Настоящее! Будущее?

Проблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиумПроблемные вопросы глаукомы IV Международный симпозиум

Секундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT Lisa Tri ToricСекундо В. Двухлетний личный опыт с линзами AT Lisa Tri и AT...

Инновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной хирургииИнновации компании «Алкон» в катарактальной и рефракционной ...

Применение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических ИОЛ HOYA iSert Toric в рефракционной хирургии катарактыПрименение устройств HOYA iSert Toric. Применение торических...

Рейтинг@Mail.ru