Автореферат и диссертация по медицине (14.00.41) на тему:Особенности взаимодействия интраокулярных линз из различных полимерных материалов со средой глаза

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Научно-исследовательский институт трасплантологии и искусственных органов

На правах рукописи

Перова Надежда Викторовна

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНТРАОКУЛЯРННХ ЛИНЗ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ СО СРЕДОЙ ГЛАЗА.

14.00.41 - Трансплантология и искусственные органы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Межотраслевом Научно - Техническом Комплексе "Микрохирургия глаза".

Научные руководители;

доктор биологических наук, профессор В.И.Севастьянов, доктор медицинских наук Ю.А.Чеглахов.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор 3.И.Мороз, доктор биологических наук, профессор С.П.Новикова.

Ведущее учерекдение: Научно-исследорвательский институт Глазных болезней им. Гельмгольца РАМН.

Защита состоиться "_" _1994г. в 14 часов на

заседании Диссертационного совета Д.074.34.01 при НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ.

Адрес института: 123436, Москва, ул. Щукинская, д.1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан "_" _ 1994г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор медицинских наук,

профессор А.А.Писаревский

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

С развитием имплантационной хирургии постоянно растет количество полимерных материалов (ИМ), создаваемых для реабилитации больных с различной патологией. Разнообразие используемых полимеров требуюг индивидуального подхода к оценке их биосовместимости. Вместе с тем, создание новых материалов опережает развитие системы токсикологической оценки.

За рубежом наибольшей популярностью пользуется программа исследований Food and Drug Administration /FDA/ США. Однако, рассматриваемые в этой программе методы, а также тесты, используемые в отечественной токсикологии, не учитывают тех особых условий, которые возникают при имплантации полимеров внутрь глазного яблока , включая вопросы иммунотоксичности. До сих пор безопасность внутриглазных имплантатов рассматривалась только с позиций общей токсичности. (Руководство по интраокулярным линзам,1980,США; Бабаян Э.Н., Лаппо В.Г., Панина С.Я. 1987)

С развитием микрохирургии глаза проблема

токсикологической и иммунологической оценки внутриглазных имплантатов встала особо остро.

До настоящего времени отечественные и зарубежные исследователи изучали биологические свойства интраокулярных линз (ИОЛ), связанные с особенностями их поверхности (С.Ю.Копаев 1991, Т.Д. Туликова 1992) с процессами биодеструкции (Т.И.Ронкина, С.Н.Багров, С.Г.Пучков 1982; Lindstrom R.L. et al 1985), с характером реакций окружающих линзу тканей (Drews et al 1980; Crawford J.B.1986) .

При разработке критериев оценки токсичности полимеров

офтальмологического назначения важно учитывать не только свойства, определяющие их функциональное назначение, но и специфичность условий имплантации: замедленная, в сравнении с кровью, циркуляция жидкости в полости глазного яблока и малый ее объем, поэтому выход из полимеров даже малого количества различных токсических веществ может вызывать дистрофические изменения в тканях глаза ("малая токсичность"). Необходимо принимать в расчет характер иммунной защиты глаза, определяемой в большей степени гуморальным иммунитетом (Н.А.Пучковская 1989). Опосредованное влияние полимеров на иммунную систему послужило развитию такого направления как иммуногоксикология полимеров (В.Н.Федосеева и др. 1993).

Дальнейший прогресс в разработке и применении биоматериалов невозможен без глубокого понимания механизма взаимодействия имплантата с окружающими его тканями.

"По мнению специалистов различных стран, состояние вопроса с чувствительными методами in vitro является наиболее узким местом при разработке полимеров медицинского назначения" (Каргин В.А. 1991)

В связи с этим, выбор и разработка скрининговых токсикологических тестов, позволяющих прогнозировать поведение ИОЛ в условиях внутриглазной имплантации, обусловили актуальность данной работы.

ЦЕЛЬ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ.

Целью настоящей работы является выявление особенностей взаимодействия ИОЛ из различных полимерных материалов с тканями глаза, подбор и разработка специфических критериев определения токсичности и иммунотоксичности.

Для достижения поставленной дели были определены следующие задачи:

1. Подобрать физические методы токсикологического контроля, специфичные для каждого изизучаемого материала и коррелирующие с биологическими тестами.

2. Разработать и подбрать иммунотоксикологические тесты, позволяющие выявить иммунный ответ на исследуемую линзу.

3. Выявить особенности иммуннотоксикологической реакции организма на имплантацию ИОЛ из различных полимерных материалов.

4. Изучить влияния структуры полимера на процессы его биодеструкции.

5. Определить влияние технологического процесса на структуру и устойчивость ИОЛ к биодеструкции.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

В работе впервые:

- применен комплексный подход к исследованию взаимодействия ИОЛ из различных полимерных материалов с организмом;

- показана роль действия факторов "малой токсичности" в зависимости от длительности пребывания имплантата в тканях глаза;

- для каждого полимерного материала определен конкретный комплекс физических тестов для прогнозирования поведения ИОЛ в организме;

- разработаны простые и информативные иммунологические тесты на выявление иммунотоксикологической реакции, что позволяет обнаружить причину осложнений до удаления ИОЛ из глаза.

Решение поставленных задач значительно сократило время и затраты на анализ медико-биологических свойств полимерных ИОЛ с одновременным повышением надежности получаемой информации.

Все предложенные методы внедрены в работу токсикологической лаборатории МНТК "Микрохирургия глаза". Совместно с Научно-исследовательским и испытательным институтом медицинской техники (ВНИИИМТ) нами разработана новая комплексная программа исследований токсичности изделий из полимерных материалов для офтальмологии.

Объем и стуктура работы. Диссертация изложена на 150 листах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, трех глав исследований, заключения,

выводов, актов реализации работы. Работа иллюстрирована 8 рисунками и 40 фотографиями, содержит 16 таблиц. Указатель литературы включает 90 отечественных и 63 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материалы и методы исследований. Работа включает экспериментальные исследования ИОЛ из полиметилметакрилата (ПММА), изготовленные на Экспериментальном техническом производстве /МНТК "МГ"/ -100 штук, ИОЛ из силикона, изготовленные на заводе ОПТИМАП - 100 штук, ИОЛ из сополимера коллагена, разработанные в малом государственном предприятии "Научно-Экспериментальное Производство" /МНТК "МГ"/ (на стадии отработки технологического процесса) - 50 штук. Кроме того, изучено 15 ИОЛ из ПММА , удаленные из глаз пациентов в связи с эндотелиально-эпителиальной дистрофией (ЭЭД) в сроки от 1 года до 15 лет после имплантации и 10 ИОЛ из силикона, удаленные по поводу ЭЭД в сроки до 2 лет.

При выборе тестов in vitro мы руководствовались

временной программой испытаний, разработанной МНТК "Микрохирургия глаза" совместно с ВНИИИМТ по оценке токсичности полимеров офтальмологического назначения (Чаброва JI.C.1990). Для проведения санитарно-химических тестов исследовалась в основном водная вытяжка из линз. Были использованы тесты: рН - метрия (пороговые значения +0,2 ог контроля), бромируемость (не должно превышать 1,0 мг Вг на л.), окисляемость (не должно превышать 2,0 мг О на л.), ультрафиолетовая спектроскопия /УФ-СК/ (коэффициент

светопоглощения на длинах волн 205нм - 0.05; 210нм - 0,1), тест на цитотоксичность по клеточному тест-объекту семя крупного рогатого скота (время выживания 80-100% от контроля), инфракрасная Фурье - спектроскопия (отношение пиков SI-H к Si-0-Si должно быть в пределах 1,5 - 1,9).

Совместно с сотрудниками Арзамас-16 разработан новый высокоэффективный для токсикологии тест фрактография с помоощью которого изучают структуру оптического полимера по его сколу, произведенному в условиях сильного охлаждения. Последующая оптическая микроскопия позволяет регестрировать структуру полимера, его дефекты, полученные в процессе изготовления ИОЛ и степень чистоты исходного материала. Коэффициент повреждения приповерхностного слоя не должен превышать 30% от толщины линзы.

Биодеструкция ИОЛ в условиях in vitro. После погружения ИОЛ в физиологический раствор при Т 37 С сроком на 1, 2 и 3 месяца проведены исследования этих ИОЛ методами УФ-СК, фрактографии и ИК-СК (для силикона). Данные сопоставлялись со степенью биодеструкции ИОЛ удаленных из глаз пациентов.

Проводили корреляцию результатов данных физических тестов с биологическими методами.

Имплантация в переднюю камеру глаза кролика (биопроба).

В переднюю камеру глаза кролика имплантировали ИОЛ. Степень выраженности воспалительного процесса глазного яблока в ответ на имплантацию оценивали в течение первых суток, через 48 часов и через неделю по 4 бальной шкале (Чаброва Л.С.,1986) .

Морфология. Реакцию тканей на имплантацию ИОЛ в переднюю камеру изучали после обработки глаз и заливки в целлоидин, изготовление срезов толщиной 15 мк и окраской

гематоксилин-эозином.

Тест определения аутоиммунных специфических комплексов крови по ее оптическим свойствам (Чаброва Л.С. с соавт.,1987).

Сущность метода состоит в выявлении комплексов "антиген - антитело", которые формируются опосредованно на эритроцитах на токсичный материал и могут быть специфичными. Метод основан на реакции микропреципитации Клемпарской - Уанье и

модифицирован Чабровой - Рюминым. Оценку результатов производили по количеству групп комплексов - "узлов", выявленных методом математического анализа с определением статистической достоверности результатов.

Для обнаружения иммуноглобулинов групп А, М, С по размеру частиц в внутриглазной жидкости передней камеры был применен метод лазерного корреляционного анализа. (Работа проведена совместно с Петербургским институтом ядерной физики).

Метод кристаллографии также характеризовал уровень иммунотоксичности на ИОЛ, поскольку размеры

кристаллообразующих центров соответствовали по величине иммуноглобулинам, определенным лазерным корреляционным

анализом (Иванова М.В.,1990). Результаты изучения кристаллов сопоставляли так же с данными оптических свойств крови.

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Результаты исследований ИОЛ из ПММА. Данные исследований ИОЛ из ПММА выборочно представлены в таблице N1.

Таблица 1

Параметры исследований ИОЛ из ПММА методами экспресс-диагностики.

методы исследования пороговые значения 1306 ПММА N 1340 протокола 1405 1416

рН-метрия 0,2 0,21 0,31 0,04 0,03

бромируемость (мг Вг на л) 1,0 0,8 1,2 0,4 0,4

окисляемость (мг 0 на л) 2,0 1,8 2,0 1,4 1,6

тест на цитотоксичность 80-100% % ваыживаемости в сравнении с контролем. 75% 100% 100% 100%

УФ-СК коэф. 205нм 0,05 погл. при 210нм 0,10 длинах волн 0,08 0,12 0,12 0,15 0,01 0,03 0,02 0,04

Анализ результатов исследований ИОЛ из ПММА по тестам представленным в таблице 1 выявил отклонения от пороговых значений при измерении рН в б случаях из 100; бромируемости -в 5 случаях ; окисляемости - в 3 случаях; клеточному тест - объекту - в 5 случаях; УФ-СК - в 9 случаях. Из 100 исследованных ИОЛ токсичными признаны 10. Тест УФ-СК отражает химическое состояние полимера по количественному показателю светопоглощения. По полученным данным все ИОЛ подразделились на две группы: 1 группа - превышающие пороговые значения (205нм-0,05; 210нм-0,1); 2 группа - находящаяся в пределах общепринятых значений.

Линзы обеих групп 6, выделенных по методу УФ-СК, были

подвергнуты разрушению для изучения методом фрактографии. При оптической микроскопии скола линз из группы с превышенными пороговыми значениями УФ-СК, отмечена разрыхленная структура с появлением в вершине парабол полостей, выявлены растягивающие трещины и трещины в приповерхностном слое. Такого рода изменения, как правило, отсутствовали в заготовках и определялись в 5% из ста линз, уже готовых к имплантации. Наличие большого количества трещин, по-видимому, приводит к выходу незаполимеризованного мономера, так как процентное соотношение повреждения к объему ИОЛ соответствует данным УФ-СК (Таблица N2).

Таблица 2.

Результаты физических показателей ИОЛ из ПММА в процессе биодеструкции in vitro через 1, 2 и 3 месяца

Показатели светопоглощения (УФ-СК)

фрактографические ---------------------------------

исследования исходные 1 2 3

данные мес мес мес

1. Трещины » 30% 0,05S 0,085 0,130 0,231

2. Трещины в приповерхностном слое < или= 30%. 0,038 0,053 0,061 0,168

3. Трещины примерно 10% 0,01С) 0,015 0,021 0,036

В ИОЛ с показателями УФ - СК, превышающими пороговые значения и поврежденной структурой по фрактографическим данным отмечена ускоренная биодеструкция in vitro.

Таким образом, методы фрактографии и УФ-СК взаимно дополняют и подтверждают друг друга.

Следующим необходимым этапом проверки любого материала, используемого в имплантологии является реакция тканей животных на имплантат.

Имплантация ИОЛ, токсичной по физическим показателям, в отличие от нетоксичной, приводит к развитию реакции глаза, соответствующей 3 степени по принятой шкале. Эти данные подтверждены результатами морфологических исследований. При "токсичных" ИОЛ отмечена деструкция части клеток эндотелия роговицы, расширение сосудов ражужки со стазом крови в них.

Корреляция физических методов с имплантационным тестом представлена в таблице 3.

Таблица 3

Корреляция тестов УФ-СК и фрактографии с биопробой

УФ - СК коэф. погл. при длине волны 200нм 21 Они Фрактография коэф. повр. Степень реакции глаза кролика 0-3

пороговое значение 0, 05 0, 10 < 30% 0-1

0, 16 0, 025 < 30% 0

0, 06 0, 084 >= 30% 1-2

0, 12 0, 128 >= 30% 2

0, 21 0, 219 » 30% 3

Данные таблицы констатируют прямую коррелятивную связь данных УФ - СК и фрактографии с биопробой.

Сопоставляя данные тестов in vitro с результатами исследований на животных нами. выявлено, что степень информативности каждого из физико - химических тестов составляла: рН-метрич - 60%, бромируемость - 55%, окисляемость - 30%. цитотоксичность - 50%, УФ-СК - 95%, фрактография -98%.

На основании высокого процента степени информативности методов УФ-СК и фрактографии, в дальнейшем в оценке ИОЛ из ПММА из физических методов эти методы нами использованы как основные.

Одним из важных аспектов современной токсикологии является обнаружение иммунотохсичности. Токсичные вещества могут выделяться из изделия в окружающие ткани, вызывая изменения белковых молекул, которые приобретают свойства антигена. О степени такой реакции организма на ИОЛ можно судить по наличию комплексов ангтиген-антитело, образующихся на эритроцитах. Эти комплексы высокоспецифичны и фиксируются при реакции микропреципитации (Чаброва Л.С., 1987). После имплантации ИОЛ из ПММА, при отсутствии какой-либо клинической реакции, формируются статистически достоверные группы комплексов - "узлы" при оптической плотности 720, 810, 820 в разведениях 1:3840, 1:1920, 1:60. Если ИОЛ токсична, помимо уже обнаруженных, статистически достоверно фиксировали другие "узлы" при оптической плотности 760 и 820 в разведениях 1:30 и 1:15.

Кроме метода определения оптических свойств крови, нами впервые в офтальмотоксикологии применен метод лазерного корреляционного анализа. Во влаге передней камеры были идентифицированы частицы с молекулярной массой 150 000 и 120 ООО, соответствующие иммуноглобулинам группы А и G. При имплантации ИОЛ из ПММА содержание таких частиц увеличивалось, а также появлялись частицы с м.м. 900 000, соответствующие иммуноглобулинам М. При имплантации токсичных линз увеличивалось содержание частиц, соответствующих

иммуноглобулинам А и G и особенно иммуноглобулинов М.

Метод кристаллографии внутриглазной жидкости позволил выявить укрупнение кристаллов по ходу нарастания интенсивности иммунного ответа на имплантированную ИОЛ. При токсичной ИОЛ, кристаллы, выращенные из влаги передней камеры заметно укрупнялись. Размер центров кристаллов напрямую связан с

размерами белковых молекул, в данном случае иммуноглобулинов.

Таким образом, метод кристаллографии отражает характер иммунного ответа глаза на имплантацию ИОЛ, соответствует данным лазерного корреляционного анализа и может быть применен вместо него. Длительное использование EMMA в медицинской практике дает основание считать его одним из наиболее биосовместимых материалов, но полученные нами результаты исследований указывало на необходимость токсикологического контроля выпускаемых ИОЛ. Основными профилактическим тестами контроля ИОЛ из ПММА in vitro является УФ-СК и фрактография. Иммунотоксичность выявляется по оптическим свойствам крови и методу кристаллографии.

2. Результаты исследований ИОЛ из силикона.

Исследования проводили по программе, аналогичной программе для ПММА. Данные исследований ИОЛ выборочно методами санитарной химии, цитотоксичности и УФ-СК представлены в таблице H 4.

Таблица 4

Результаты исследования ИОЛ из силикона методами экспресс-диагностики (выборочно)

методы исследования пороговые значения ИОЛ (Н 1015 из силикона протокола) 1293 1261 1398

рН-метрия 0,2 0,30 0,1 0,03 0,02

бромируемость мг Вг на л. 1,0 1,0 0,8 0,4 0,2

окисляемость мг 0 на л. 2,0 1,8 2,0 0.8 0.6

тест на цитотоксичность 80-100% % выживания от контроля 70% 90% 100% 95%

УФ-СК 2 00нм 0,05 0,21 0,05 0,04 0,03

коэф. погл. 21Онм 0,10 0,23 0,15 0,09 0.05

при дл.волны

Из исследованных 100 ИОЛ из силикона по тестам, представленным в таблице, токсичность выявили при измерении рН - в 20 случаях; бромируемости - 18 случаях; окисляемости -15 случаях; по цитотоксичности - в 20 случаях; по УФ-СК - в 23 случаях. Из исследованных 100 ИОЛ из силикона по перечисленным тестам токсичными признаны 30.

Однако, отмечено, что ИОЛ из силикона с показателями УФ-СК не превышающими пороговых значений могут в дальнейшем давать реакцию тканей глаза. Для большей достоверности был применен метод ИК-спектроскопии. Установлено, что отношение пиков 31-В к 51-0—31 на кривой ИК-спектра указывает на степень полимеризации, которая осуществляется гамма-радиационным методом. Параметры безопасности этой величины находятся в пределах от 1,5 до 1,9. Методом ИК-СК токсичность определяли в 100% случаях.

Так как силикон имеет отличную от ПММА химическую природу, то и его внутренняя структура по данным фрактографии отличась от предыдущего материала большей гомогенностью, отсутствием ячеистосги. Появление трещин в приповерхностном слое, при коэффициенте повреждения > 30%, указывало на степень токсичности материала линз. При исследовании из 100 ИОЛ из силикона этим методов отбраковано 30. Следовательно, результаты фрактографии коррелируют с данными ИК-СК: если степень повреждения были > 30%, то коэффициент отношения пиков Бл.—Н к Б1-0-Б1 выходит за рамки параметров безопасности. Имплантация ИОЛ в переднюю камеру глаз кроликов показала 100% информативность метода.

Результаты имплантации фрагмента ИОЛ в переднюю камеру глаз кроликов в сопоставлении с физическими методами исследований этих ИОЛ представлены в таблице N5.

Таблица 5

Корреляция физических методов с биопробой (ИОЛ из силикона)

УФ-СК ИК - ск Фрактография Биопроба

коэф. светопоглощ. коэф. отнош. % повреждения степень

при дл. волны Зл.-Н реакции

200нм 21 Они 1=----------------0-3

БЛ-О-Б!

пороговые

значения 0,05 0,10 1,5 - 1,9 > 30% 0-1ст.

0,20 0,25 0,9 » 30% 3

0,04 0,09 2,0 > 30% 2-3

0,02 0,04 1,6 отс 0

Сопоставление данных УФ-СК и ИК-СК, коррелирующих с результатами фрактографии с таковыми после исследований на животных, обнаружили 100% достоверность информации методом ИК-СК по отношению к силикону.

На основании предложенного комплекса исследований установлено, что степень информативности санитарно-химических тестов для силикона составила: рн - 80%; окисляемость - 4 0%; бромируемость - 60%; цитотоксичность - 90%: УФ-СК - 93%; фрактография - 90%. Из 100 исследованных ИОЛ токсичность выявилась в 30 случаях (30%).

Таким образом, самыми информативными из представленных методов являются тесты УФ-СК и ИК-СК. Из ста исследованных 70% линз не проявили токсичность по общепринятым порогам токсичности; 30% ИОЛ проявили токсичность по степени реакции глаза после имплантации.

Данные имплантационного теста коррелировали с результатами морфологических исследований. При клинически выраженном воспалении реагировали как правило сосуды радужки. Реакция выражалась эктазией сосудов и стазом крови в них.

Следует отметить: если по данным ИК-СК коэффициент отношения пиков ниже 1/5, то на языке токсикологов данные линзы считаются недооблученные гамма-радиацией -"не-дополимеризованными" и, как правило, токсическая реакция развивается бурно и сразу. Но если показатели выше 1,9 - линза - "переполимеризована". Такие переоблученные линзы также вызывают достаточно выраженную реакцию, которая развивается в отдаленном послеоперационном периоде. Это обнаружено и при анализе удаленных из глаз пациентов ИОЛ в сроки от 1 года до 2 лет по поводу ЭЭД роговицы. Нами установлено, что показатели токсичности по УФ-СК у таких линз не выходят за рамки пороговых значений.

Таким образом, ИК-СК является методом контроля степени полимеризации силикона радиационным методом.

Стабильность ИОЛ из силикона к биодеструкции проверена в опытах in vitro, с использованием ИК-СК в сроки 1, 2 и 3 месяца (Таблица N6)

Таблица б

Зависимость показателей ИК-СК от структуры ИОЛ в процессе опытов in vitro на биодеструкцию.

Si-H

Показатель 1=----- в ИК - СК

Si-o-Si

данные фрактографических пороговые значения 1,5 - 1,9

исследований исходные данные 1 мес 2 мес 3 мес

1. Трещины в приповерхностном слое >30%. 1,0 0,9 0,8 0,9

2. Трещины по всей толщине линзы. 3,0 3,1 3,0 3,2

3. Трещин нет, 1,7 1,7 1,7 1,7

Из таблицы видно, что показатель ИК-СК стабилен со временем при исходных данных, находящихся в пределах пороговых значений.

Таким образом, комплексом исследований токсичности ИОЛ из силикона in vitro и in vivo установлено, что среди физических тестов, ведущим является ИК-СК. Преимущество метода еще и в том, что ИОЛ не подвергаются разрушению.

Так же, как ИОЛ из ПММА, имлантация линзы из силикона вызывала иммунологическую реакцию, выражавшуюся в опосредованном формировании специфических групп комплексов "антиген-антитело" именно на силикон. Они проявлялись в разведениях 1:960, 1:1920, 1:7680 при оптической плотности 740, 850, 860. При наличие токсичности, уже к имеющимся добавлялись "узлы" в разведениях 1:15360; 1:480; 1:240 при оптической плотности 720; 810; 900. Подобные группы были выявлены в 30 случаях из 100 исследованных ИОЛ.

В препаратах влаги передней камеры, исследованных после имплантации "токсичной" ИОЛ из силикона в переднюю камеру глаза кролика обнаружено укрупнение кристаллического рисунка. Лазерный корреляционный анализ позволил идентефицировать полученные данные с иммуноглобулинами. Также как и при имплантации ИОЛ из ПММА величина центров кристаллов зависела от степени иммунного ответа. Укрупнение кристаллов фиксировали в 28 случаях из 30 токсичных ИОЛ.

Таким образом, кристаллографически и методом изучения оптических свойств крови можно выявить иммунотоксичность ИОЛ из силикона.

3. Результаты экспериментальных данных исследования ИОЛ из сополимера коллагена.

50 ИОЛ из сополимера коллагена были проверены санитарно-химическими тестами ( Таблица N7 ).

Таблица 7

Результаты исследований ИОЛ из сополимера коллагена методами экспресс-диагностики (выборочно).

методы исследования пороговые ИОЛ из сополимера коллагена значения N протокола

1201 1270 1300 1320

рН-метрия 0,2 0,23 0,01 0,09 0,12

бромируемость мг Вг на л. 1,0 1,2 0,8 1,0 0,4

окисляемость мг О на л. 2,0 2,4 2,0 2,2 2,0

тест на цитотоксичность выживание в отличие 80-100% от контроля 69% 100% 100% 90%

УФ-СК 205НМ 210нм 0,05 0,10 0,10 0,12 0,09 0,10 0,10 0.10 0,02 0,03

Из 50 ИОЛ из сополимера коллагена по представленным тестам токсичность выявлена по рН - в 8 случаях; бромируемости - в 3; окисляемости - в 3 случаях; цитотоксичности - в 9 случаях; по УФ-СК - в 10 случаях.

Метод фрахтографии оказался не информативным из-за отсутствия упорядоченной структуры полимера, однако он может быть полезным для выявления степени чистоты исходного материала и наличия механических примесей.

УФ-спектроскопию проводили параллельно с имплантационным методом (Таблица 8).

Таблица 8

Корреляция методов УФ-СК и биопробы

УФ - СК биопроба

коэф. погл. степень

дл. волны реакции

200нм 21Онм 0-3

пороговое значение 0,05 0,10 0-1степень

0,05 0,08 1-2

0,21 0,27 2-3

0,02 0,03 0

Из таблицы видно, что реакцию тканей глаза наблюдали и в случае когда показатли УФ - СК находились в пределах нормы. В виду реакции тканей глаз животных на ИОЛ из сополимера коллагена при общепринятом пороге, порог токсичности по УФ - спектроскопии пришлось снизить от 0,1 до 0,05 при длине волны 210 нм. Реакция тканей глаза глаза носила характер локального помутнения роговицы, незначительного экссудата на линзе (2 степень).

Выраженность воспалительной реакции глаза кролика на имплантацию ИОЛ была подтверждена данными морфологических исследований. Как правило, при реакции 2 степени, отмечали уменьшение плотности клеток эндотелия роговицы, эктазия сосудов радужки со стазом крови в них.

В результате сравнения данных исследования выявлено, что степень информативности тестов экспресс-диагностики для сополимера коллагена: рН - 60%; бромируемость - 49%;

окисляемость - 30%; цитотоксичность - 60%; УФ-СК - 98. Из 50 исследованных линз токсическая реакция выявлена в 10 случаях, что составляет 20%.

Итак, в настоящее время, УФ-СК считается наиболее информативным физическим методом. Наличие свободных

непредельных связей свидетельствует о том, что процесс полимеризации незавершен и в структуре полимера имеется свободный мономер и коллаген.

Методом лазерного корреляционного анализа определено, что даже в случае незначительного превышения установленных для УФ-СК пороговых значений, во влаге передней камеры появляются белки, индентифицированные с иммуноглобулинами группы М, значительно в большем количестве, чем при имплантации "нетоксичной" линзы.

Кристаллический рисунок влаги передней камеры показывал укрупнение кристаллов, по сравнению с контролем.

Результаты исследований влаги передней камеры совпали с данными. полученными при изучении оптических свойств крови, позволяющими определить возможную иммунотоксичность ИОЛ из сополимера коллагена. При имплантации ИОЛ из сополимера коллагена, с физическими показателями не превышающими установленные пороги, формировались группы комплексов "антиген - антитело", которые фиксировали при разведении диагностикума 1:30; 1:480 с оптической плотностью 700 и 760. При имплантации ИОЛ, проявляющей токсичность, отмечалось статистически достоверное увеличение количества "узлов" при разведениях 1:240, 1:120; 1:960; 1:7680 с оптической плотностью 780; 810; 830; 835. Иммунотоксикологическая реакция выявлена в 10 случаях из 50. Эти данные соответствуют результатам исследований методами УФ-СК и биопробы.

Таким образом, методы кристаллографии и определения оптических свойств крови характеризуют иммунный статус организма при имплантации ИОЛ из сополимера коллагена с различной степенью токсичности.

выводы.

1. Для каждого полимерного материала найдены свои физические метода прогнозирования поведения ИОЛ в тканях глаза и установлены свои пороги токсичности:

-для ПММА - фрактография с процентом повреждения не более 30 и УФ - СК при длине волны 210 нм 0,1;

-для силикона - ИК-СК по отношению пиков 31-Н к 31-0-31 в пределах от 1,5 до 1,9;

-для сополимера коллагена - УФ-СК при длине волны 210 нм

0,05.

2. Для выявления иммуногенности ИОЛ разработаны методы кристаллографии внутриглазных жидкостей и анализ оптических свойств крови по реакции микропреципитации.

3. Установлены специфические параметры тестов на иммуннотоксичность:

величина и количество кристаллов в кристаллографии;

количество и структура "узлов" в изучении оптических свойств крови.

4. Доказано, что биодеструкция имплантированных ИОЛ из ПММА, силикона и сополимера коллагена в связи с изменением структуры оптических полимеров активизирует образование комплексов "антиген-антитело" в крови.

5. Анализ ИОЛ, удаленных из глаз пациентов по поводу ЭЭД роговицы, подтвердил, что патологическая реакция тканей глаза была вызвана их токсичностью.

6. Определено, что на устойчивость ИОЛ к биодеструкции влияет:

для ПММА - содержание свободного мономера в исходном материале и структура ИОЛ сформированная в процессе

изготовления линзы;

для силикона - степень заполимеризованности;

для сополимера коллагена - степень сшивки мономера с коллагеном.

Список публикаций по данной теме:

1. Микроструктурный анализ интраокулярных линз в процессе старения. Соавт. Багров С.Н,, Чаброва Л.С., Бузоверя М.Э. 6 съезд офтальмологов России 22-24 марта 1994, Москва, с.14.

2. Повышение качества полимерных материалов для офтальмо-хирургии. Соавт. Чаброва Л,С., Багров С.Н. Вопросы офтальмологии. Материалы научно-практ. конф. Омск, 1994, с.89.

3. Эффективность системы критериев биосовместимости полимерных материалов, разрабатываемых для офтальмохирургии. Соавт. Чаброва Л.С., Багров С.Н. Материалы 6 съезда офтальмологов России 22-24 марта 1994, Москва, с.80.

4. Исследование физико-химических свойств материала для контактных линз НЕМА + КОЛЛАГЕН. Соавт. Багров С.Н., Чаброва Л.С. и др. Деп. в "Союэмединформ" N 23181 от 4.03.93.

5. Микроструктурный анализ линз из ПММА. Соавт. Багров С.Н., Чаброва Л.С., Бузоверя М.Э. Деп. в "Союэмединформ" N 23177 от 4.03.93.

6. Исследование морфологии поверхности ИОЛ из ПММА и силикона после биостарения. Соавт. Багров С.Н., Чаброва Л.С. и др. Деп. в Союэмединформ, П23180 от 4.03.93

7. Влияние способа переработки заготовок ПММА на морфологию поверхности ИОЛ. Соавт Багров С.Н., Чаброва Л.С., Бузоверя М.Э. и др. Деп. в Союэмединформ N 22584 от 10.07.92