Автореферат и диссертация по медицине (14.00.08) на тему:Эксимерные лазеры в хирургии роговицы (Экспериментальное исследование)

К!'-/

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЛАЗНЫХ БОЛЕЗНЕЙ имени ГЕЛЬМГОЛЬЦА

На правах рукописи УДК 617.713-085.849.19

ХУТТУНЕН Татьяна Александровна

ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ В ХИРУРГИИ РОГОВИЦЫ

(Экспериментальное исследование) 14.00.08 — глазные болезни

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва —1991

Роаога пшокнава на кафедре главных, Осла в аей МоскоеогоИ медицинской а надеин йи.И.Ы.Саченола,в оадел о лазерных ив голов лечения в офталытяэгии Еоееоюзиого научнэ-йсоладозт'ельокого ' институт гяаавых волеаиай Акадешш медицинских наук СССР, йнотгуге фиаика Аиадешш наук Эохояии

• НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛИ ■ ■ докхор иадациноких наук, про^елоор В.С

АКОЯЯЦ

донгор иедлцинсяих на?» С.6.АВШС0В

. ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОПЛОШНЫ ' ; - докюр медицинских наук» профаооор Л.А.ЛИШШК доктор ыедицзшсних аауа, профоооор Н.П.ПУРЕСКИ2

ВЕДУЩЕЕ УЧРДДЕНИЕ ' Цангральный ордена Данйва ннотуь ^оояарсвоскгэватш врачей

8аад*а днооармцли ооо5оигоя " ' * • ■ • 19 Р. в

, ■ чао. на ваовданаа опециалиалроввннога оовсга'Д 004.40.CHZ

ври иоокоаокоы НИИ гдагишс болезной им. Гольигольца Минздрава , ГС5СР (103064, Ь'осква, ул.Садовал-Чериогрйаская, К/19),

С дисоергацнай нош> оанакоииьоп в библиотеке вногиадм.

Авмре§ера* рваоолвв * " ■''' ■ ■ ' ■ ■' 19 г.

Ученый овкремр* опсцаглконровавного совета ..

про$оооор ..

л »'S ,1

' ■ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

- АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время различные виды лазерного излучения широко используются в практической деятельности офтальмологов. Один из аспектов клинического применения этого вида физического воздействия связан о изучением взаимодействия лазерного излучения и тканей роговицы (Краснов М.М., 1975; Большунов A.B., 1976; Четверухин А.П., 1980; Волков В.В., 1985; Семенов А.Д., 1990;£7?еглу , I9S7; Fine , 1973;

Beckmann, 1971 и др.).

Новые возможности в хирургии роговины открывает применение так называемых экснмерных лазеров.

Эксимерные лазеры (ЭД) - это группа лазеров, в которой активной средой является смесь инертного и галогенного газов. В зависимости от комбинации этих газов ЭД генорируют излучение в дальней УФ часта спектра с длинами волн от 150 до 350 км. По признаной в настоящее время теории (SriniVcISclП , 1982) в основе взаимодействия излучения ЗЛ и биологических объектов лекит фотошщуцировашшй молекулярный распад или фотоабляция. Предполагается, что высокоэнергетичные фотоны УФ света разрывают молекулярные и межмолекулярные связи о образованием мелких летучих фрагментов.

В 1983 v.Trof[e£ а соавт. впервые сообщила об использовании ЭЛ с излучением на длине волны 193 нм для дозированного разреза роговицы практически без повреждения окружающих тканей. Этот факт имел огромное значение, поскольку даже современные ре-яущие инструменты (алмазный нож, рубиновый нож, различине модификации трепанов) не всегда обеспечивают возможность точного и дозированного цросечения роговицы (например, при выполнении послойной и сквозной кератопластики, радиальной кератотомии, а также при других кераторефракционных операции).

Исходя из зтого обоснован теоретический вывод о том, что ЗЛ,

обладающие такими, свойствами, как бесконтактность, возможность точного дозирования и малая травматичность, создают предпосылки для повышения качества режущего воздействия при операциях на роговицу.

ЦЕЛЬЮ настоящей работы явилось экспериментальное изучение возможностей использования отечественных ЭД серии ЗЛИ (эксимер-ний лазер импульсный) с различными длинами волн в роговичной хирургии.

При этом решались .следующие конкретные ЗАДАЧИ:

1. Сравнительная клинико-морфологическая оценка воздействия излучения £М с различными длинами волн на роговицу глаза.

2. Разработка и апробация систем фокусировки излучения ЭЛ с различными длинами волн.

3. Выбор оптимальных реашмов работы эксимерных лазеров при воздействии излучения на роговицу.

4. Изучение патоморфологических изменений, наступающих в тканях глаза посла воздействия излучением ЭЛ (193 нм, 308 нм).

5. Сравнительная клинико-морфологическая оценка надрезов роговицы, получешшх при покоси излучения ЭЛ (193 нм) и алмазного ножа (в эксперименте на кивотных).

6. Изучение возможности использования излучения ЭД (193 нм) для формирования роговичных донорских сквозных трансплантатов.

НАУЧНАЯ НОШЕНА И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Впервые в сравнительном аспекте описан характер макроскопических изменений роговицы,, возникающих в результате воздействия на нее излучения ЭЛ отечественного производства с различными длинами волн (193, 248 и 308 нм).

Дана детальная патоморфологичаская и электронномикроскошгее-ская оценка изменений роговичной ткани, возникающих в результате

воздействия ЭД (193 и 308 нм). Выявлено, что при использовании

излучения о длиной волны 193 юл не происходит повреждения окружающих тканей, при использовании ке излучения с длиной волны 308 нм всегда имеются признаки термического повреждения.

Выявлены закономерности заживления раны роговицы после воздействия на нее излучением ЭЯ с длинами волн 193 и 308 нм.

Определены рабочие реяимы излучения ЭЛ, позволяющие производить прецизионные надрезы роговой оболочки.

Впервые экспериментально разработан способ использования излучения ЭЛ с длиной волны 193 км для формирования роговичных донорских сквозных трансплантатов.

Подтверядены преимущества излучения ЭЛ, используемого в качестве режущего инструмента, перед алмазным ноком и трепаном (бесконтактность, точная дозируемость гдубины надреза, меньшая травматичность).

Апробированы различные методы фокусировки излучения ЭЛ различных лазеров на роговицу глаза.

Доказано, что для хирургия роговицы излучение ЭЛ с длиной 30Л1Щ 183 нм является единственно приемлемым из исследованной группы ЭЛ.

• АПРОБАЦИЯ работы. Ословшэ положения диссертации доложены и обсуждены на конференций с международным участием "Применение лазеров в хирургии и медицине" (Самарканд, 1988), на Ш Международном симпозиуме по современной оптике (Венгрия, Будапешт, 1988), на школе-семинаре Тартуского университета 'Методы лазерной биофизики и их применение в биологии и медицине" (Тарту, 1938), на второй Московской городской научной конференции молодых ученых-офтальмологов (Москва, 1989).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ (2-в центральна печати, 3 - в международных сборниках).

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на ПЬ

страницах машинописи и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и библиографического указателя, включающего 20 отечественных и 100 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 3 таблицами и & У рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования были проведены с применением разработанных в АН Эстонии Ж различных типов. Используемые лазеры в своем настоящем виде были сконструированы для различных технических целей, однако анализ щ характеристик позволил сделать вывод о возможности их экспериментальной апробации. В таблице I приведены технические характеристики ЭЛ., использованных в работе.

Таблица I

Технические характеристики 31, апробированных в работе

х

Тип Смесь газов, длина волны (нм) ПроДОЛйИТ. импульса (НС) Энергия излучения ч (мДк) Частота повторения имп^тшеа

ЭЛй-72 кпилтон-Фтор 218 нм аргон-йтор 193 нгл • ю 10 1-200 1-200 1-100 1-100

али-з ксенон-хлор 308 нм 10 1-200 1-100

ЭЛИ-72 7 1-200 1-100 .

20 ' 1-100 1-100

Исследования были выполнены на 50 свиных глазах, 100 када-верных глазах и 50 кроликах (100 глаз) породы Шинзшлла-серый.

Распределение экспериментального материала в зависимости от

характера решаемых задач представлено з таблице 2.

Таблица 2

Общая характеристика экспериментального материала

К серии Вид материала Кол-во глаз Решаемые задачи

I Изолированные свиные глаза 50 Изучение возможностей нанесения надрезов роговицы с использованием ЭЛ. и их бяомякроскопическая оценка. Апрооация систем фокусировки излучения ЭЛ. с различными длинами волн

2 Изолированные кадавер-ные глаза а) 60 б) 40 а) Изучение скорости фотоабляции тканей роговицы б) Изучение возможности получения сквозных трансплантатов роговицы с использованием излучения ЭД (193 нм) и их сравнение с трансплантатами, полученными традиционным способом (трепаном)

3 Кролики породы Шиншилла 100 Изучение морфологических изменений, наступающих в ноговице в различные сроки после воздействия Эд (193 и 308 ям) я нанесения надрезоз с использованием алмазного нота

Во всех случаях использования ЗЯ надрезы (в количестве 1-3) наносили в центральной и парацентральной зонах роговицы в тангет-ном направления.

Для "макроскопической" оценки результатов исследований как на изолированных глазах, так и на глазах кроликов использовали биомикроскопию. В ряде случаев проводили фоторегистрацюо. Оценку изменений рефракции не производили.

ЭнуклеироЕашше глаза кроликов подвергала морфологическому исследованию (методы полутонких срезов и электронной микроскопии). Для этого энуклеирозанные глаза помещали в 3% раствор глютараль-' дегида на 24 ч при температуре 4°С. После первоначальной фикслция глаза изучали под биомакроскопической лупой. Загом вырезали рого-вичныв диски о ободком склеры, которые промывали в фосфатном буфера> и готовили препарата размером 1,5x3,0 мм. Препараты дофик-

сировали в 1% раствора четырехокиси осмия, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации и заливали в смесь эпонараядвда. Лолутонкие срезы толщиной 1-1,5 мкн готовили на "Ультрастайне-ре-Ш" фирмы LHß и окрашивали толуидиновым синим. Исследование препаратов и фоторегистрацию осуществляли на "Фотомикроскопе III" фирмы "Opion" (ФРГ). Ультратонкие срезы контрастировали на "Ультрастаинере" фирмы LK& и исследовали на трансмиссионном микроскопе "ИЛ-10 с" фирмы "Often" (ФРГ) при ускорявшем капрякении 60 кВт. Часть обезвокенных препаратов высушивали в обход критической точки, напыляли медью и исследовали на сканирующей приставка электронного микроскопа "Е.'-Ю с".

Для оценки глубины повреждения роговицы препараты заливали в парафин и подвергали световой микроскопии. Обработку полученных данных проводили с применением методов вариационной статистики.

Морфологические исследования были проведены совместно со с.н.с. лаборатории патогистологии глаза ВНИИ ГБ А.А.Федоровым.

Изучение возможностей фокусировки излучения ЭЛ с различными длинами волн

В работе изучены различные варианты фокусировки излучения ал серии ЭЛИ с изучением на длинах волн 193, 248 и 308 юл.

Размер пятна и распределение энергии в фокальном пятне после прохождения луча оптической системы в каждой случае контролировали путем облучения поверхности черной фотобумаги. Энергию импульсов в фокальной плоскости определяли измерителем энергии Щ-560 фирмы "Gen-Tec" (США).

Проблема фокусировки излучения ЭЛ связана с тем, что лазерное излучение с длиной волны короче 300 нм возможно фокуси-

ровать только цри помощи линз из особо чистых оптических материалов. Нами апробированы линзы из фторвда лития и хлорида магния. Выявлено, что качество фокального пятна при исполъэовшши линз из фторида лития было лучше. Были апробированы линзы с разлячшгли фокусными расстояниями. Исхода из полученных данных^ излучение ЭЛ с длиной волны 193 нм и 248 нм фокусировали сфори-ческой и цилиндрической линзами из фторида лзтия о фокусным расстоянием 6 см каждая. Полученный штрих при длине волны 193 нм шел площадь 5,0x0,1 мм, а при длине волны 248 юл -3,0x0,45 мм.

Лазерное излучение с длиной волны 308 нм фокусировали при помощи сферической к цйщщдрической кварцевых линз с фокусным расстоянием равным 7 си для каздой. Размеры фокального пятна на роговице при этом составляли 5,4x0,25 ш.

Определение глубины фотоабдявди роговицы при воздействии на нее излучением ЭЛ с различными длинами волн

Для решения указанной задачи первоначально была определена пороговая плотность энергта для излучения трех длин воля. Пороговую плотность энергия при воздействии на роговицу определяли при сохранном эпителии и после его удаления. Эксперименты проводили для 4-х значений частоты повторения импульсов (I Гц, 25 Гц, 50 Гц я 80 Гц). Порог плотности энергии для излучения о длинами волн 248 нм и 308 нм колебался в зависимости от частоты повторения импульсов, как для роговицы о сохранным эпителием, так и после его удаления. Для изучения о длиной г.зл-ны 248 им.при частоте повторения импульсов I Гц пороговая плотность энергии составляла 180 ± 20 мД^/см2 (щ". сохранном элифе-

дни) и 150 ± 20 мДк/смг (при удаленном эпителии).

При использовании излучения с длиной волны 308 нм при частоте повторения импульсов в I Гц порог плотности колебался от 550 адЦк/см2 (при сохранном эпителии) и 500 мПд/см"* (при удаленном эпителии). При частоте повторения импульсов в 80 Гц порог

о

плотности снижался до 300 адЦк/см (при сохранном эпителии) и 250 ¿10 мДн/см^ (при удаленном эпителии).

Для излучения с длиной волны 193 нм плотность энергии не зависела от частоты повторения импульсов и равнялась 100 ± 10

о о

адЦж/см (при сохранном эпителии) и 80 ± 10 г,$ж/см (при удаленном эпителии).

Была определена зависимость толщины удаляемого слоя рого-вичной ткани от суммарной дозы излучения и количества импульсов. Исходя из анализа дашшх литературы и возможностей апробированных лазеров для ЭЛ с длиной волны 193 нм, 248 ни и 308 им были

2

выбраны соответственно следующие параметры излучения: 200 мДя/см ,

р р

1000 ий^см и 1500 эдЕд/см при частоте повторения импульсов 25 Гц. Для количественного определения энергетических доз, необходимых для фотоабляции роговицы на определенную глубину, была проведена серия экспериментов с фиксированным приростом энергии. После предварительного удаления эпителия на роговицы трупных глаз наносили серию эквидистантных надрезов. Для оценки глубины надрезов изготовляли гистологические препараты путем заливки в парафин. Полученные данные представлены на рис.1, на котором по оси абсцисс обозначена глубина полученного надреза, а по оси ординат -суммарная доза излучения, необходимая для получения надреза такой глубины. Для излучения всех длин волн, использованных в эксперименте, характерна линейная зависимость глубины надреза от дозы, что в свою очередь свидетельствует о постоянной скорости фотоаб-

ляции.

г Аж/с»'

308«« (1 кщ]!'ш)

193 Л',V, % {о,ътфмт

248«« . (змхм/ияп)

юо г оо зоо 400 мо еоо ;оо

200 400 Г,00 500 »000 120О М 00

20 40 вО «О 100 120 НО

100 200 300 100 500 600 700

коли'асгво издульссв

Рио.1. Зависимость глубины фотоабляцик роговицы от дозы излучения.

Эта скорость составила 0,5 мкм/иш для к..лучения с длиной волны 193 гол, 5 мкм/иш - 243 нгл и 0,5 мкм/иш - 308 нм.

Изучена такие "режущая" способность излучения с длинами волн 193 и 308 нм в зависимости от частоты повторения импульсов. Выявлено, что при частоте повторения импульсов от I до 50 Гц глубина надрезов при постоянной одноишульсной плотности энергии и фиксированной дозе одинакова. При увеличении частоты повторения импульсов (80 и 100 Гц) происходило уменьшение глубины надрезов. Это, по всей видимости, было связано о экранирующим действием продуктов фотораспада.

Характеристика надрезов роговпвд, полученных в результате воздействия излучения 31

При использовании излучения всех трех длин волн зона лазерной фотоабляции биомикраскопически представляла собой узкий "ров" со строго параллельными краями, локализующийся в стромс роговицы

и аналогичный надрезу. Следует, однако, отметить, что сравнение поврезденной зоны с надрезом в известном смысле условно, так как участок фотоабляции представляет собой зону разрушенной на молекулярном уровне и удаленной ткани. При использовании излучения с длинами волн 248 и 308.нм происходило выделение дымообразных продуктов, что свидетельствовало о сопутствующем выраженном тепловом эффекте. При использования излучения с длиной волны 193 нм видалых продуктов распада не наблкщали.

Надрезы, полученные в результате воздействия излучения с длиной волны 193 нм, имели строго параллельные, гладкие и блестящие края. Огсруяающие ткани биомикроскопически оставались ин-тактными и прозрачными. При использовании излучения с длинами волн 248 и 308 им края надрезов таете били параллельными, но не такими гладкими и прозрачными. При увеличении дозы облучения ка границе надреза появлялся серо-келтый контур с псевдобуллезными включениями, что свидетельствовало о сопутствующем коагуляцион-пом эффекте.

Таким образом, наилучшие результаты были получены при применении ЭЛ о излучением с длиной волны 193 нм. Однако, в последующих разделах работы пошло ЭЛ с длиной волны 193 нм были апробированы и о длинами волн 308 нм, как более удобные с точки зрения клинического применения.

Изучение воздействия на роговицу излучения ЭЛ с длиной волны 308 нм

Известно, что роговица для излучения с длиной волны 308 нм является частично прозрачной, поэтому важным является вопрос о возможности повреждения глубьлежащих структур глаза, а такне зависимости дистантных повреждений от глубины надреза роговицы.

В эксперименте использовали лазер ЭЛИ-3 (частота повторения ш-пульсов 25 Гц, плотность энергии импульса 1500 мПд/см > количество импульсов от 100 до 300, продолжительность импульса 10 нм).

При бисмикроскопическом исследовании глаз кроликов отмечено, что лазерное воздействие на роговицу приводило к формированию надрезов с параллельными крат®. В первые сутки после воздействия имел место корнеальный синдром, который, постепенно уменьшался к концу первой недели после воздействия. Края рого-вичных надрезов имели сероватый цвет с псевдобуллезяымн включениями. Вокруг зоны повреждения имел место локальный отек роговицы. Ширина зоны повреждения находилась в пределах 0,5 мм. Обращало на себя внимание наличие лазериндуцироваяшх локальных из-. менений радужки и хрусталика. Эти изменения сопровождались феноменом ткндализации влаги передней камеры. Повреждения радужки и хрусталика проявлялись даже при поверхностных надрезах роговицы. Каких-либо лазериндуцяровагешх изменений стекловидного тела и сетчатки выявлено не было.

• Эпктелизация роговицы з зоне надрезов заканчивалась к 10-му дню после воздействия. На хрусталике и радужке имели место локальные помутнения и зоны депигментации соответственно. Через месяц после воздействия глаза етвотши баш спокойными, в зоне надрезов роговицы сформировались серовато-белые рубвд (в некоторых случаях с врастанием сосудов). Состояние радужки, хрусталика, стекловидного тела и сетчатки оставалось прежним.

Гистологическое изучение роговицы в местах лазерного воздействия показало, что образованные раневые каналы имели булавовидную, расширяющуюся к эндотелию или клиновидную о расходящимися краями форму. Во всех случаях на стенках надрезов можно било наблюдать как элементы абляции ткани, так и последствия термячо-

ского воздействия. Признаком абляции было наличие псевдомембраны, покрывающей участки относительно ровно "срезанных" коллаге-новых волокон. Местами псевдомембрана прерывалась или вообще отсутствовала. Во всех случаях имели место признаки термического воздействия.

При патоморфологичееком изучения препаратов роговицы кроликов через I мес. после воздействия выявлена эпителиальная пробка чаиеобразной формы, определялась базальная мембрана, под которой формировался рыхлый рубец. |

При патоморфологическом исследовании радужки через I мес после лазерного воздействия определяли локальное истончение и полное исчезновение пограничного слоя радушш. В подлежащей стро-ме отмечали разрекеяие коллагеновкх волокон, их фрагментацию, изменение тЕнкториальных свойств и слабую инфильтрацию меланинсо-деряащили макрофагами. Поверхностные стромалыше сосуды были об-лйтеркрованы.

Таким образом, полученные в данном разделе работы результаты свидетельствуют о том, что несмотря на адекватный эффект в плане "резанья" роговицы применение ЭЛ с излучением с длиной волны 308 им приводит к нежелательным лазериздуцероваяным изменениям радужки и хрусталика. Это обстоятельство в известной степени лимитирует внедрение указанного лазерного источника в клиническую практику.

Сравнительное изучение воздействия на роговицу излучения 51 с длиной волны 193 км к алмазного нояа

Сравнительное изучение надрезов роговицы, полученных при помощи излучения Э1 с длиной волны 193 ш и алмазного ножа, проведено ка 60 глазах 30 кроликов. Правые глаза шезтных подверга-

ли лазерному воздействию, а левив - ножевому. При плотности энер-р

гии 200 ?дЦд/см и -частоте повторения импульсов 25 Гц в течение 40-60 с достигали фотоабляции на глубину 50-70$ толщины роговицы. На роговицы левых глах в идентичных зонах наносили надрозы с использованием алмазного ноаа на глубину 0,30 мм.

Непосредственно после воздействия (как лазерного, так и ножевого) имел место легкий роговичннй синдром. Через 3-4 дня после лазерного и ножевого воздействия глаза животных становились совершенно спокойными. К этому же времени происходила и полная эпителизация надрезов (по данным флюоресцентной пробы). В последующие сроки происходило постепенное истончение образовавшихся рубцов, они становились более прозрачными. В сроки до 3 мес глаза животных после лазерного воздействия оставалась спокойными, без признаков воспалительной реакции или необласткческих процессов. Сформировавшиеся рубцы, как после лазерного, так и ножевого воздействия, биомлкроскопически выглядели одинаково.

При проведении контрольной офтальмоскопии в разные сроки после лазерного воздействия каких-либо лазериндуцированных изменений хрусталика, стекловидного тела и сетчатки выявлено не было.

При морфологическом изучении препаратов роговиц в местах воздействия в остром эксперименте "лазерный" раневой канал на поперечных срезах тлел правильную вытянутую клиновидную форму. Ранн от алмазного нона также имели клиновидную форму, но практически всегда с асимметричными краями, а дно раневого канала не совпадало с его срединной плоскостью. По сравнению с "лазерным" надрезом в полости раны чаще встречались фрагменты эпителиальных клеток и коллагеновых волокон. В обоих случаях в остром периоде всегда имел место отек стромы роговицы, за счет чего происходило локальное утолщение роговицы. После нанесения "лазерных" над-

рэзов степень отека была меньше и он уже не определялся на расстоянии 250-300 шал от края (после нокевого - 550-600 мкм).

При морфологическом изучении "лазерных" надрезов методами световой и электронной микроскопии на всем протяжении раневого канала определяли тонкую гомогенную псевдомембрану. Эта псевдомембрана имела толщину 150-300 нм и состояла из 2 компонентов: электронноплотного и нээлектрояноплотного. Края "лазерных" надрезов бшш очень ровными и гладкими, за. счет покрытия псевдомембраной. Пограничная, покрытая псевдомембраной роговидная ткань сохраняла нормальную ламелдярную структуру с минимальными признакам-! внутри- и мешластшгчатого отека. При использовании алмазного ножа край надреза шел неровный контур с отдельными участками расслоения смежных стромаяышх пластин к разволокнения их торцевых отделов. "Разрезанные" лазерным излучением кератоциты не имели признаков реактивных изменений. Участок строги меяду дном "лазерного" раневого канала и десцеметовой мембраной всегда был практически без изменений. При достигнутой в эксперимента глубин£ надреза изменений эндотелия выявлено но было.

При морфологическом изучении "лазерных" надрезов через I сутки после их нанесения происходило практически полное смыкание стенок раневого канала. Определялось надолзание активного эпителия в раневой канал.

Яри морфологическом изучении "лазерных" и "ножевых" надрезов через 2 нелзли после воздействия в обоих случаях раневой канал был заполнен хорошо выраженной "эпителиальной пломбой" (1215 рядов эпителиальных клеток). Рыхлый рубец состоял из расположенных хаотично фибробластов. По периферии определялись новообразованные коллагеновые волокна.

. В сроки I а 2 мео после воздействия выявлен? постепенное

вытеснение "эпителиальной пломбы". Рубец становился более плотным. По периферии рубца увеличивалось количество новообразованных коллагеновых волокон с признаками ламеллярности.

Через 3 мое после "лазерных" и "ножевых" надрезов наблвдазш почти полную нормализацию архитектоники стромы роговицы в области рубца. "Эпителиальная пломба" продолжала вытесняться новообразований соединительной тканью. Резко сократилось по сравнению о ранними сроками количество фибробластов в зоне рубца, в большинстве случаев они располагались параллельно роговичнш пластинам.

Для формирования роговичных донорских трансплантатов с использованием в качестве режущего инструмента излучения ЗЯ с длиной волны 193 нм применяли лазер ЗЯИ-71, систему фокусирующих линз и специальную, двигающуюся по кругу фиксирующую основу (рис.2). ---- ----------------------------------------------- - ......

Использование излучения 31 с длиной волны 193 нм для формирования донорских сквозных трансплантатов

Г±1

Рис.2. Схема выкраивания роговичного сквозного трансплантата с использованием излучения ЭЯ с длиной волны 193 нм.

1. Эксимерный лазер.

2. Луч лазерного излучения:.

3. 4. Фокусирующие линзы.

5. Мотор.

6. Коробка передач.

7. 8. Стол с микрометрической регулировкой.

9. Линзодоржателя.

10, II. Вал передачи.

12. Кольцо для фиксации роговично-склерального лоскута.

13. Головка фиксирующей основы.

В ходе эксперимента из изолированного глазного яблока при помощи ножниц выкраивали роговично-склеральный лоскут, который помещали эндотелиальной стороной кверху на ложе фиксирующей основы за счет прижатия склеральной части лоскута фиксирующим кольцом. При вращении головки фиксирующей основы происходило поступательное круговое облучение роговиц заданного диаметра (5,0 ым). При скорости вращения I об/мин, частоте повторения импульсов 50 Гц и одноампульсной плотности 200 адЦа/см2 приблизительно за 3 мин происходило выкраивание сквозного роговичноге диска. Ни в одном случае каких-либо других режущих инструментов для завершения выкраивания роговичных дисков не использовали.

Качество роговичных трансплантатов, сформированных при по-моща излучения с длиной волны 193 нм диетологически сравнивали со сквозными трансплантатами такого не диаметра, выкроенными при помощи ручного трепана с центральным плунжером (по 20 трансплантатов в ка- дом случае). Кроме этого измеряли больший и малый диаметры дисков шташ&йгркулем под микроскопом. При использовании лазерного излучения разницы диаметров обнаружено не было, а вручную выкроенные трансплантаты ни в одном ел* ае не шели правильную круглую форму (разница, составила 0,4 ± 0,06 ны, что бдоо статистически достоверно). Кроме того, в получеших традиционным

способом дисках в мостах, где производили дорезку роговицы нок-нвд&ми, край диска имел неправильную форму (ступеньки или пологий склон). В случае зе использования излучения ЭЛ края трансплантатов всегда были ровными, с четко вертикальными краями. При изучении краев дисков методом световой микроскопии, полученных при использовании лазерного излучения, выявлено, что они были намного ровнее, чем при использовании трепана. При трансмиссионной электронной микроскопии отмечено, что края лазерных трансплантатов на всем протяжении были покрыты псевдомембраной. Покритыо псевдонембраяой кэллагеновые волокна были полностью сохранены. При использовании трепана происходило разволокпенйо коллагековых волокон на значительном расстоянии от края. При сканирующей электронной микроскопии выявлено, что в случае использования трепана край трансплантата был более отечным и губовидно утолщенным. Края трансплантата выглядели неровными, наблюдали деструкцию эпителиальных и эндотелиальных клеток, а такяе интенсивный занос клеточных элементов на раневую поверхность. При ис- • пользовании лазерного излучения клетки, прилежащие к краю диска, хотя и были умеренно отечны, но при этом сохраняли свою структуру. Край трансплантата был гладким, чистым и покрыт ггсевдомембра-ной, которая повторяла рельеф стромальных коллагеновых пластин.

ВЫВОДЫ

1. Впервые на достаточном экспериментальном материале (50 изолированных свиных глаз, 100 кадаверных глаз и 100 глаз кроликов) проведено изучение возможностей применения отечественных эксимерных лазеров с длинами волн 193, 248 и 308 нм в хирургия роговицы.

2. Экспериментальным путем апробированы различные систеш

фокусировки излучения эксимзрных лазеров с различными длинами волн. Выявлено, что для фокусировки излучения с длинами волн 193 нм и 248 нм наиболее приемлема система, включающая сферическую и цилиндрическую линзы из фторида лития с фокусным расстоянием 6 см каядая, а для фокусировки излучения с длиной волны 308 нм - комбинация сферической и цилиндрической кварцевых линз с фокусным расстоянием 7 см каздая. При этом размеры фокального пятна на роговице составляли 5,0x0,1 мм2; 3,0x0,45 мм2; 5,4х 0,25 мм2 соответственно. |

3. Определены оптимальные параметры излучения отечественных эксимерных лазеров серии ЭЛИ для воздействия на роговицу.

Для излучения с длиной волны 193 нм при плотности энергии 200 гдЦн/см2 скорость фотоабляции составляет 0,5 мкм/имп, для излучения с длиной волны 248 нм при плотности энергии 1000 мДк/см2 - 5 мкм/шп и для излучения с длиной волны 308 нм при плотности энергии 1500 гдДж/см2 - I мкм/имп. Глубина надрезов не зависит от частоты повторения импульсов в пределах от I до 50 Гц.

4. В эксперименте на глазах кроликов патоморфологически доказано, что излучение эксимерного лазера с длиной волны 308 нм, несмотря на возможность фотоабляции роговицы, приводит к дистантным лазериндуцированным изменениям радуккк и хрусталика. Эти изменения имеют место даяе при использовании минимальных энергетических доз данного лазерного издучтения. Исходя из этого, сделан вывод о нецелесообразности применения последнего в хирургии роговицы.

5. В сравнительном аспекте на кроликах изучены результаты нанесения на роговицу надрезов с помощью излучемя эксимерного лазера с излучением с длиной волны 193 нм и алмазного ножа с микроподачей лезвия. Выявлены следующие основные треимущества

лазерного метода:

- возможность дозирования глубины надреза о точностью до I мкм;

- получение раневого канала правильной формы, с ровными, покрытыми тонкой псевдомембраной, стенками;

- отсутствие клеточных заносов в раневой канал.

Процессы репарации роговицы после лазерного воздействия могут быть охарактеризованы как заживление путем первичного натяжения- без признаков воспалительной реакции.

6. Впервые обоснованы преимущества получения сквозных трансплантатов из донорской роговицы лазерным методом перед традиционным механическим трепанационным методом. К этим преимуществам прежде всего следует отнести отсутствие деформации трансплантата и ровный (вертикальный) профиль разреза.

7. Полученные экспериментальные данные доказывают принципиальную возможность использования отечественного эксимерного лазера с излучением с длиной волны 193 нм в хирургии роговицы. В перспективе при техническом усовершенствовании этот лазер может быть использован в клинической практике.

СПИСОК РАБОТ,- ОПУБЛИКОВАННЫХ ГО ТЕЛЕ ДИССЕРТАВДИ

1. О применении эксимерных лазеров в рефракционной роговячной хирургии // Вести.офтальмол. - 1987. -85,- С.45-58 (соавт. Шоттср Л Д., Таживи Р.П., Клементи TAU).

2. Изучение морфологических изменений роговшш год воздействием излучения эксимерного лазера с длиной волки 193 нм // Профилактика осложнений граш органа зрения: Тез.докл.научнлеонф.-Дагомыс, 1983. - С.132-134 (соавт, Акопда B.C., Шоттср JI.JI., Федоров A.A., Тшяшви Р.П.).

3. Экспериментальные результаты в роговичной хирургии гла8а с использованием эксимерного лазера // Б сборнике докладов "Методы лазерной биофизики и их применение в биологии и медицине". Тарту, 1980 г.

4. Морфологические изменения роговицы глаза под воздействием излучения эксимерных лазеров различных длин волн // Актуальные вопросы офтальмологии: Тез. докл. научной конференции мол. ученых - офтальмологов. М.- 1989.- с. 25. <

5. Первый экспериментальный опыт использования эксимерных лазеров в рс 'овичной хирургии // Применение лазеров в хирургии и медицине: Тез. симп. - Самарканд. - 1988.- с. 160. ( соавт. Акопян Е С., Шоттер JL Л , Федоров А. А., Тамкиви Р. П. ).

6. Изучение роговичных трансплантатов для кератопластики, полученных с помощью излучения эксмерного лазера // Тез. докл. 4 конф. офтальмологов Прибалтики. - Рига.- 1990.- с. 120-122. ( соавт. ЦЬттер Л.Л., Тамкиви P.II, Федоров.А.А. ).

7. Патоморфология роговой оболочки под воздействием эксимерного лазера с длиной волны 193 нм // Методы лазерной бис^изики и их применение в биологии и мздицине: Тез. докл. школы-семинара. -Тарту, Кяэрику. ; 1989.- С. 168-171.

8. Эксимерные лазеры в офтальмологии ( обзор литературы') // Вести, офтальм. - 1990. - N. 2. - с. 69-74. ( соавт. Шоттер JL Л , Тамкиви Р. П., Акопян ЕС.)

9. Experimental results in the excimer laser surgery of the eye oornea // Proceedings of 0ptika'88 third international symposium of the modern qptlcs - 1988, Vol. 2,- P. 528-533, Budapest, Hunger! / R.P Tarnklvi, LL Schotter, A.A. Fedorov /.

10. Ekslmeer laserlte volmaluste sarvkesta kirurgias // Kogunlk nakemise tervlsholu laboratorio 1975-1990.- Tartu.-1990.- Ik. 58-60. / R. P Tajrklvi, L.L. Schotter, A.A. Fedorov/.