Реферат RUS  Реферат ENG  Литература  Полный текст

Исследование биосовместимости интрастромальных роговичных сегментов из полимерных материалов на модели органной культуры трупной роговицы человека


1МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФ

    Актуальность

     Вопрос биосовместимости полимерных материалов с тканями глаза активно рассматривался исследователями начиная со второй половины ХХ в. Сегодня многие манипуляции в хирургической практике офтальмохирургов выполняются с использованием различных полимеров, при этом важным является вопрос биосовместимости [4] и, как следствие, капсулообразования при длительном нахождении полимерного импланта в толще тканей организма [2, 4].

    Длительное время основной моделью для исследования вопросов биосовместимости являлась модель экспериментальных животных [6]. В настоящее время наблюдается тенденция к замене исследований in vivo (на модели экспериментальных животных) исследованиями in vitro (на культурах клеток) [8] в связи с тем, что модели клеточных и органных культур являются более стандартизованными, т.е. обладающими значительно меньшей вариабельностью параметров между отдельными экспериментальными объектами. Особенности хирургии роговицы и требования, предъявляемые к имплантам, используемым в лечении различных патологий роговой оболочки, подразумевают исследование тканевых реакций в ответ на присутствие инородного материала [2]. Актуальным является использование экспериментальной модели, которая в своем применении максимально была бы приближена к клинической практике. Для этой цели нами была предложена ex vivo модель органной культуры роговицы человека.

    Цель

    Исследовать биосовместимость РС из полимерных материалов на основе смеси ПММА/ГЭМА и бисГМА на модели органной культуры трупной роговицы человека.

    Материал и методы

    Экспериментальные исследования выполняли на базе Центра фундаментальной офтальмологии МНТК МГ и Лаборатории анатомии микроорганизмов ГУ НИИ Эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи. Экспериментальные исследования на кадаверных глазах проводили в соответствии с официально принятыми процедурами и специальным разрешением в рамках законодательства РФ.

    Для проведения исследований отбирали трупные донорские глаза, соответствующие критериям: средний возраст доноров – до 56 лет, время от момента смерти донора до начала экспериментальных исследований – не более 12-ти часов, показатели адреналиновой пробы и морфологические показатели по классификации С.А. Борзенка – А, В и 2, 3 соответственно [1]. Экспериментальные группы (три опытных и одну контрольную) формировали из 30 глаз 15-ти доноров, отобранных в соответствии с указанными критериями. В первую опытную группу вошли корнеосклеральные диски доноров трупов, в строму которых имплантировали РС, изготовленные из смеси ПММА/ГЭМА (18%); во вторую группу – РС, изготовленные из ПММА, а в третью группу – из смеси мономеров на основе бисГМА. Контролем служили роговицы парных глаз доноров трупов, в строме которых проводили формирование роговичного тоннеля без имплантации РС. В экспериментальных группах РС имели одинаковые геометрические параметры: длина дуги 160°, форма поперечного сечения – полукруг, высота – 300 мкм. Исследование было направлено на изучение реакции взаимодействия КСР доноров трупов с исследуемыми материалами в ткани роговицы ex vivo.

    Этапы проведения экспериментального исследования включали хирургический этап (формирование роговичного тоннеля в строме роговицы кадаверного глаза по стандартной методике механическим путем [3], имплантация РС из различных полимеров), этап органного культивирования в условиях нормотермии и оценку тканевой реакции стромы роговицы (последовательное проведение ФМ и ЭСМ) [7].

    Для органного культивирования применяли стандартную ростовую среду на основе DMEM/F12 с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки и смеси антибиотиков. Культивирование трупных донорских роговиц проводили в CO2-инкубаторе с концентрацией CO2 5% при температуре +370 C и влажностью 100% [7]. Замену среды проводили каждые трое суток, срок культивирования во всех случаях составил 2,5 мес.

     Для проведения ФМ и ЭСМ по окончании культивирования роговичный тоннель вскрывали с отслоением его верхней и нижней стенок. Определение процента жизнеспособных клеток проводили с помощью ФМ верхней и нижней стенок роговичного тоннеля роговицы доноров трупов и поверхности РС, окрашенных витальными красителями. Для регистрации всех клеток в ткани использовали окраску йодидом пропидия (тропность к цитоплазме, 1,7 мкмоль/мл, 15 мин, t +250 C), ядра живых клеток докрашивали флуоресцентным красителем Hoechst 33258 (0,002 мг/мл, 10 мин. t +200 C) [11].

    Экспериментальные образцы после ФМ фиксировали в 10% растворе формалина, после чего проводили ЭСМ по стандартной методике с использованием сканирующего электронно-ионного микроскопа «Quanta 200 3D» (FEI Company, США) [7]. В процессе проведения ЭСМ оценивали ультраструктуру стенок роговичного тоннеля и характер поверхности РС – наличие или отсутствие на поверхности клеток, коллагеновых волокон и/или аморфного межклеточного вещества. Для статистической обработки полученных данных применяли критерий Хи-квадрат.

    Результаты и обсуждение

    При ФМ-изучении тканевых образцов группы контроля на поверхности стенок роговичного тоннеля были обнаружены единичные скопления КСР (рис. 1а), в отличие от поверхности интактной части стромы (рис. 1б). Присутствие клеток в просвете роговичного тоннеля свидетельствовало о наличии клеточной реакции на травму, производимую при формировании тоннеля, и, как следствие, активацию клеточных процессов регенерации [10]. На электронограммах поверхностей верхней и нижней стенок роговичного тоннеля на всем его протяжении отмечали разнонаправленность коллагеновых волокон и наличие в пространствах между ними клеточных элементов и скоплений аморфного вещества (рис. 1а, б).

    ПММА/ГЭМА. На снимках, полученных при световой микроскопии РС, выполненных из полимера на основе ПММА/ГЭМА, во всех случаях отмечали адгезию клеток на поверхности РС и в просвете сквозных манипуляционных отверстий, что подтверждалось при проведении ФМ и ЭСМ (рис. 2). Окраска йодидом пропидия дала картину адгезии КСР к поверхности РС (рис. 2а). Наличие КСР отмечали при проведении ФМ поверхности роговичного тоннеля также на всем его протяжении, без статистически значимой разницы с группой контроля (рис. 1б), p>0,05.

    ПММА. При ФМ экспериментальных образцов группы РС из ПММА с использованием различных светофильтров была выявлена бoльшая адгезивная способность КСР к поверхности РС в сравнении с группой РС из ПММА/ГЭМА (рис. 2, 3), p<0,05. На всей поверхности роговичного тоннеля отмечалось значительное количество КСР (рис. 3а). Полученные данные имели подтверждение при проведении ЭСМ (рис. 4а). Статистически значимых отличий в сравнении с группой контроля и ПММА/ГЭМА выявлено не было (рис. 4б), p<0,05.

    БисГМА. РС из бисГМА имели статистически значимые отличия от РС из других материалов – во всех случаях их поверхность не имела скоплений КСР, но была покрыта единичными фрагментами аморфного стромального вещества (рис. 5а), p<0,05. При исследовании поверхностей стенок роговичного тоннеля на всем их протяжении наблюдались миграции КСР (рис. 5б), как и в других группах, включая контрольную, p>0,05. На электронограммах поверхностей стенок роговичного тоннеля хорошо визуализировались разнонаправленные коллагеновые волокна и клетки. Данные сопоставимы с результатами, полученными при проведении ФМ, и свидетельствовали о меньшей адгезивной способности КСР к полимерному материалу на основе бисГМА, чем в группах РС на основе ПММА , p<0,05.

     Возникновение выраженной клеточной адгезии к поверхности полимерного импланта может свидетельствовать об активации ответной реакции со стороны ткани организма на механическую травму и присутствие инородного тела [2, 10]. Ввиду этого в процессе проведения работы главным предметом наблюдения стала оценка степени адгезии различных полимерных материалов для изготовления интрастромальных РС, что и послужило критерием биосовместимости.

    При анализе результатов ФМ и ЭСМ экспериментальных образцов каждой группы выявили следующие особенности: в случаях РС из полимерных материалов на основе ПММА (первая и вторая опытные группы) была зафиксирована адгезия КСР к поверхности РС, при том что во второй группе выраженность адгезии КСР была значительно выше, чем в первой, что было объяснено присутствием ГЭМА в составе материала [9]. Наличие клеток на поверхностях стенок роговичного тоннеля свидетельствует о развитии ответной тканевой реакции на травму, нанесенную при выполнении роговичного тоннеля [2, 10], и не зависит от присутствия РС. В третьей группе отмечали отсутствие адгезии КСР к поверхности РС.

    Заключение

    Таким образом, на основании экспериментального исследования биосовместимости полимерных интрастромальных РС ex vivo на органной культуре роговиц доноров трупов можно заключить, что: 1) имплантированные РС, выполненные из полимеров на основе ПММА, не оказали статистически значимого влияния на поверхность стенок роговичного тоннеля; 2) РС, выполненные из полимеров на основе ПММА, проявили признаки, которые можно трактовать как способствующие капсулообразованию; 3) РС, выполненные из полимера на основе бисГМА, обладали низкой адгезивной способностью по отношению к КСР, в сравнении с РС на основе ПММА.

    В соответствии с классификацией биосовместимости материалов: 1) РС, изготовленные из полимеров на основе ПММА (первая и вторая опытные группы), являются слабо инертными; 2) РС, изготовленный из полимера на основе бисГМА (третья опытная группа), является инертным.

    

    Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 15-29-03882.


Страница источника: 188-191

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Сателлитные симпозиумы в рамках конференции Современные техн...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2017»«Живая хирургия» в рамках конференции «Современные технологи...

Эндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференцияЭндокринная офтальмопатия Научно-практическая конференция

Сателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках X Российского общенациональн...

Фемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всероссийская научно-практическая конференцияФемтосекундные технологии в офтальмологии Юбилейная всеросси...

Федоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2017 XIV Всероссийская научно-практичес...

Федоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XIV Всероссийской научно-практической конференцииФедоровские чтения - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках XI...

Актуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XII Всероссийская научная ...

Восток – Запад 2017 Международная научно-практическая конференция по офтальмологииВосток – Запад 2017 Международная научно-практическая конфер...

Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2017 Сателлитные симпозиумы в рамках Международ...

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

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

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 -...

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

Рейтинг@Mail.ru