Автореферат и диссертация по медицине (14.00.08) на тему:Пассивация поверхности интраокулярных линз (клинико-экспериментальное исследование)

47 С 3 г 2

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИИ МЕЖОТРАСЛЕВОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС "МИКРОХИРУРГИЯ ГЛАЗА"

На правах рукописи

ТУПИКОВА Татьяна Анатольевна

ПАССИВАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ИНТРАОКУЛЯРНЫХ ЛИНЗ /клинико-экспериментальное исследование/ 14.00.08 - глазные болезни

Автореферат диссертации на соискание учено степени кандидата медицинских наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена в Межотраслевом научно-техническом комплексе "Микрохирургия глаза" Минздрава России.

Научный руководитель - доктор медицинских наук А.И.Ивашин

Научный консультант - кандидат физико-математических наун Н.И.Афанасьева.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Р.А.Гундорова доктор медицинских наук, профессор Э.В.Егорова

Ведущее учреждение - Научно-исследовательский институт глазных болезней Российской Академии медицинских наук.

Защита состоится " 1992 г. в 14 час. на

заседании специализированного совета по защите диссертаций на соискание учёной степени доктора медицинских наук Д.084.4 при Межотраслевом научно-техническом комплексе "Микрохирурги глаза" Минздрава России / 127486, Бескудниковский бульвар, Е

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Межотрасле научно-технического комплекса "Микрохирургия глаза" Минздрав России.

Г

Автореферат

Учёный секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук

Т.Л.Климе

. , Актуальность проблемы. В настоящее время основным материалом '- ДЛЯ1ЙЗготовленю интраокулярных линз /ИОЛ/ является полиметил-метакрилат /ПММА/, который обладает высокими оптическими свойствами', малш весом, биоинертностыо и долговечностью / Ridley, 1979; С.Н.Федоров, 1982-1990; D.Apple et ai., 1985/.

Однако все чаще стали появляться работы, в которых говорится, что ШЛА не так уж биологически инертен, как предполагали ранее. Известны такие осложнения отдаленного периода после имплантации ИОЛ из ПММА, как эндотелиально-эпителиальные дистрофии роговицы, вторичная глаукома, увеиты, патология сетчатки / B.Mondino et aL, 1983; s.Masket, 1986; d. Apple ,1987/. По мнению ряда авторов, осложнения после имплантации ИОЛ из ПММА зависят от этиологии катаракты, техники оперативного вмешательства, конструкции ИОЛ, особенностям ее фиксации, а также способов защиты эндотелия роговой оболочки /С.Н.Федоров, А.И.Колинко, 1979; С.Н.Федоров, Э.В.Егорова, 198I; Э.В.Егорова с соавт. 1982-1988, Н.Ф.Пашкова, 1983; Н.Ф.Ко-ростелсва, 1982; Т.Е.Марченкова, 1984; Н.А.Сушкова, 1988; Н.Н.Пиво-варов, 1989; В.П.Яшинскас, 1989/. В раннем послеоперационном периоде возможны нежелательные поверхностные реакции: оседание преципитатов, выпадение нитей фибрина и развитие соединительнотканных сращений. Именно во время первых реакций на границе имплантат - среда особую роль играют свойства поверхности полимера / c.Manabu ,1981; R. Wolter , IS82-I988; С.Н.Федоров, 1987/. Через поверхность осуществляются межмолекулярные взаимодействия синтетического имплан-тата со средой.

Отсюда понятно, почему для биоинертного в общем смысле ПММА свойства поверхности особенно важны.

Для того, чтобы имплантат был более совместим, необходимо, чтобы его объемные и поверхностные структуры не нарушали процессов,

происходящих в средах глаза. Первое непременное условие для получения достаточно инертной /или пассивной/, резистентной к неблагоприятным реакциям с окружающими тканями поверхности ИОЛ - это совершенная технология изготовления самой линзы, так как известно, что бесполезно менять каким - л:лбо образом поверхность линзы, если сам материал токсичен /Н.И.Афанасьева, 1989; Копаев С.Ю., 1990/. Модификация поверхности ИОЛ из силикона плазмой, вакуумным ультрафиолетом, платиной, титаном, тефлоном >:е даст желаемого эффекта" повышенной биосовместимости ИОЛ, если обработке подвергнута недопо-лимеризованная /по объему/ ИОЛ. Через модифицированный тонкий приповерхностный слой из объема ИОЛ могут мигрировать в среды глаза низкомолекулярные фрагменты мономеров /олигомеров/.

Были предприняты попытки модифицировать поверхность ИОЛ из ПММА плазмой, альбуминами / s.Kirz ,1977/; дексазоном и хи-мотрипсином / О.И.Анисимов, 1985/; полаэтиленокекдом /т. Matsumoto . 1989/, но они не получили путевки в жизнь из-за химической нестойкости модифицированного слоя.

Учитывая особенности структуры ПММА и технологию производства ИОЛ /фазовый переход в стеклообразное состояние/ рядом исследователей была предложена так называемая "пассивация" поверхности полимера /или ее молекулярная реконструкция/, которая является прививочной полимеризацией различных химических групп к поверхностному слою полимера, с целью создания более инертно]'; и пассивной к окружению поверхности ИОЛ / A. Gupta et al, 1987; loptex Research, 1989/.

Попытки пассивации поверхности ИОЛ из ГШ начинались о ее гепаринизации / R.Zarsson et al. , 1977; R.Johnson et al. ,1987; Per Fagerholm et al. ,1989; loptex Research ,1989/. По мнению авторов, прививка гепарина на поверхность полимера приводит к соз-

данию более гидрофильной поверхности ШЛА и полипропилена с улучшенной биосовместимостью. Однако процесс гепариновой модификации поверхности технологически очень сложен, особенно при иммобилизации молекул гепарина к поверхности ПММА, и длителен по времени.

В 1987 году А.сир1а ввдвинул новую концепцию биосовместимой поверхности полимерных ИОЛ: она должна быть олеофобной. Так как большинство тканей содержит липиды, то увеличение олеофобных свойств ПММА делает его более благоприятным для взаимодействия с тканями. В доступной литературе мы не обнаружили развития данной концепции. Не определены критерии оценки биосовместимой поверхности ИОЛ. Актуальность, научная и практическая значимость поиска новых способов пассивации поверхности ИОЛ из ПММА обусловили необходимость выполнения настоящего исследования.

Цель и основные задачи исследование. Цель настоящей работы -- повысить биосовместимооть ИОЛ из ПММА путем пассивации поверхности.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Разработать оптимальные способы пассивации ИОЛ.

2. Разработать методы контроля поверхности интраокулярных

линз.

Оценить известные способы модификаций поверхности ИОЛ.

4. Изучить клинико-морфологичеокие изменения, происходящие на поверхностях биоматериалов до и после их пассивации.

5. Внедрить процесс пассивации поверхности в производство ИОЛ из ПММА.

6. Исследовать в клинике непосредственные и отдаленные результаты имплантации ИОЛ с пассивированными поверхностями.

Няучная новизна и практическая значимость работы.

- Разработаны способы пассивации поверхности ИОЛ из ПША путем прививки алкил-силанового мономера и радиационной сопояимери-зации ШМА в форме / ОКМ-2 / для создания более биосовместимой поверхности с заранее заданными свойствами.

- Разработаны критерии определения свойств пассивированных поверхностей биоматериалов.

- Исследованы процессы, происходящие на границе раздела пассивированная поверхность ИОЛ -- внутриглазная жидкость.

- Экспериментально и теоретически развита новая концепция олеофобности биосовместимых полимеров.

- Клиническое использование пассивированных ИОЛ из ШЛА. доказало их большую биосовместимость. Снизиласть поверхностная адгезия и адсорбция, что привело к уменьшению отложения белковых преципитатов, пигмента, фибрина на поверхности пассивированных ИОЛ, тем самым способствуя уменьшению количества послеоперационных осло; нений.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на совместных заседаниях научных конференций МНТК "Микрохирургия глаза" и кафедры глазных болезней Московского медицинского стоматологического института им. Семашко /Ы0скыа, 1990, 1991/; научно-практической конференции, посвященной 55-летию кафедры усовершенствования врачей Ереванского медицинского института /Ереван, 1989/; научно-практической конференции молодых ученых "Офтальмохирургия и применение лазеров в офтальмологии" /¡.-'осква, 1990/; Всесоюзном семинаре по радиационной химии олигомерев /Обнинск, 1990/; 9-м Европейском симпозиуме по спектроскопии полимеров /Кельн, ФРГ, 1990/; 4-м и 5-м Всесоюзным совещаниям по полимерным оптическим материалам /Минск, 1930; Ленинград, 1991/; 2-й

Всесоюзной научнс-практичоской конференции по проблемам офтальмологии /Новосибирск, 1991/; 13-м Международном симпозиуме Американского инженерного общества /Орландо, Флорида, США, 1991/.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 10 в центральной печати.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на^/^^стра-ницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав собственных экспериментальных и клинических исследований, заключения и выводов. Работа иллюстрирована рисунками и фотографиями,

содержит таблиц. Указатель литературы содержит 92 отечест-

венных и 108 зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования. Работа включает экспериментальные и клинические исследования.

Экспериментальные исследования пассивированных поверхностей ГОЛ из IIMMA базировались на корреляции инструментальных методов 5 тестами in vivo И in vitro.

Поиск и разработка оптимальных способов пассивации ИОЛ из ПММА проводились на основе научных консультаций в МХТИ им. Д.И. Менделеева /ст.научн.сотр., к.х.н. А.Р.Коригодский/, в институте зпектроскопии АН СССР /ст.научн.сотр., к.физ.-мат.наук Н.И.Афанасьева/, в филиале ШФХИ им. Л.Я.Карпова /ст.научн.сотр.,к.х.н. В.Р.Дуфлот/.

Поиск наиболее биосовместимой поверхности шел двумя путями: разработка новых материалов для ИОЛ и модификация поверхности уже известных полимеров / ПММА, силоксаны, гидрогели/. В эксперименте ^пробированы следующие новые материалы для офтальмологии: полиме-гилпентен, фторопласты, поливинилсилоксаны, кремнийорганичесяие толиуретаны, гидрогели с УФ-абсорбером, олигокарбонатметакрилат /ОКМ-2/.

- б -

Исследованы способы модификаций полимеров: перфторуглерода-ми, алмазным ^напылением", алкил-силановая прививка с различным молекулярным весом.

Многочисленные эксперименты /приборные и моделирование на животных/ позволили установить, что наиболее оптимальным способом пассивации ИОЛ из ШЛА является прививка алкил-силановых мономеров Аналогичный способ пассивации поверхности полимера уже применялся в медицине. Метод использовался с целью увеличения времени свертывания крови при хранении в стеклянных емкостях. Алкил-силановая прививка производилась на стекле. Нами использовался вариант этого способа прививки применительно к полиметилметакрилату. Способ является простым и технологически устойчивым. Он относится к прививочной полимеризации алкил-силаноьых мономеров только к приповерхностному слою линзы, не изменяя ее объемных свойств. Б неводном растворе органических растворителей происходит реакция прививочной полимеризации кремний-органического мономера с разной молекулярной массой /Ш/\ например, с алкильными радикалами различной длины: С^ Нд или / ® 57 и 67 соответственно/. Процесс происходит в два этапа: прививке предшествует активация поверхности раствором перекиси водорода для образования поверхности с высокой концентрацией гидроксильных групп. На следующем этапе алкил--силановые группы стабильно связываются с кислородом гидроксильных групп на поверхности линзы. Угол смачивания поверхности достигает 100-105°, а толщина привитого слоя колеблется около 100 А°.

Создается гетерогенная поверхность /одновременно: гидрофобная и олеофобная/, определенным образом структурированная на молекулярном уровне.

Необходимость пассивации поверхности ИОЛ, изготовленных из ШМА, обусловлена технологией их производства / a. Gupta , 1987,

loptex Research , 1989/. При изготовлении линзы методом горячего прессования происходят необратимые деструктивные изменения на поверхности линзы, которые вызваны воздействием высоких температур и давлений. Если изменить технологический процесс изготовления ИОЛ таким образом, чтобы при получении линзы поверхность не подвергалась дополнительным физическим воздействиям, то, возможно, будут получены линзы, обладающие лучшей биосовместимостью.

Таким процессом может быть метод полимеризационного формования. Он основан на радикальной радиационно инициированной полимеризации бифункциональных соединений в формах. Одним из представителей этого класса соединений является олигокарбонатметакрилат, а именно ОКМ-2. Его можно рассматривать как вариант радиационной со-полимеризации ПММА в формах. Процесс заключается в заполнении указанным олигомером прецезионной формы и последующим облучением ее

СП

ускоренными электронами либо ^-излучением Со при комнатной температуре, после чего из формы извлекается готовый оптический элемент ИОЛ.

Дяя исследования объемных и поверхностных свойств обычных линз и линз с пассивированной поверхностью, качества поверхности и ее бпосовместямость мы использовали методы: ftir спектроскопию пропускания и отражения, а также спектроскопию поглощения в УФ области спектра, сканирующей электронной микроскопии, культуры ткани, морфологические исследования, моделирование на животных. Для ftir измерений МЫ использовали спектрометр " Bornen Michelsori _ -100" /Канада/, ДЛЯ УФ измерений - " Specord М - 40" Carl Zeiss Jena, сканирующий микроскоп Jem 100 GX фирмы Jeol /Япония/.

Прооперировано 52 глаза 26 кроликов-породы шиншилла. В переднюю камеру 26 глаз имплантированы пассивированные ИОЛ, 26 вторых глаз служили контролем. В эти глаза проводилась имплантация ИОЛ той же партии, но без пассивации.

В ходе эксперимента использовались современные клинические /биомикроскопия/ и морфологические методы исследования / световая микроскопия препаратов роговицы и радужки, окрашенных гематоксилин-эозином, световая и сканирующая микроскопия поверхностей пассивированных и контрольных ИОЛ/

При оценке свойств объема и поверхности пассивированных и контрольных ЮЛ мы руководствовались международным стандартом США

Food and Drug Administration (FDA)".

Клинические исследования базировались на анализе результатов имплантации ИОЛ из 1МЛА модели Т-28 после экстракции катаракты на 75 глазах 73 пациентов. Операция производилась по методике, разработанной в МНТК "Микрохирургия глаза".

До операции и в различные сроки после операции всем больным проводилось многоплановое клинико-функциональное обследование: определение остроты зрения, офтальмометрия, периметрия, тонометрия, электрофизиологические исследования сетчатки и зрительного нерва, биомикроскопия, эндотелиальная микроскопия.

Результаты экспериментальных исследований В работе использовано 80 стандартных ИОЛ из IIMMA /партия № 23/, изготовленных в отделе технического контроля ЭТИ МНТК "МГ" под руководством начальника ОТК А.Л.Ратникова. В процессе производства ИОЛ указанной партии учитывались температурные особенности фазового перехода в стекло ШЛА для каждой линзы. Далее ИОЛ из ПММА подвергались пассивации на установке кафедры химической технологии пластмасс МХТИ им. Д.И.Менделеева, под руководством ст. научн.сотр., к.х.н. А.Р.Коригодского.

Пассивация поверхности ПММА-линз алкил-силановыми мономерами различной длины /и молекулярной массы/ не изменила основные характеристики ИОЛ: коэффициент преломления, механические свойства,

коэффициент пропускания з видимом диапазоне длин волн, разрешающую способность. Для исследования биоссвместимости наш способ пассивации, не потребовал дополнительных токсикологических экспериментов по аналогии с результатами американских ученых / о.КосЬ ,1989/.

Как показали последние исследования / о.КосН е1 а1.( 1991; н. косИоиЫап ,1991/, в настоящее время существует очень ограниченное число чувствительных методик для анализа пассивированных поверхностей. Такие методы, как электронная спектроскопия для химического анализа, вторичная ионная масс-спектроскопия, контактный угол не дают разницы между пассивированными и непассивированными поверхностями полимерных материалов. Эти поверхности не различаются также по активации системы комплемента /нет разницы в потенциале активации комплемента/.

Проведенные наш спектральные исследования позволили выявить особенности прививочного слоя и подложки в процессе пассивации. Исследования спектров пропускания видимого и ультрафиолетового диапазона показали, что наш способ пассивации практически не изменил спектров пропускания. Однако, проведенные нами эксперименты позволили установить, что при этом процессе границу пропускания линзы е видимом свете можно приблизить к границе пропускания естественного хрусталика. Относительно легкая "матовость" поверхности ИОЛ лишь немного снизила отражение от нее.

Исследование спектров пропускания прививочного слоя в обертон-ной области С=0 колебаний на прозрачной в ИК диапазоне подложке /например, сапфировой/ в области 4500-500' см"* также позволило предположить, что пассивацией мы убираем объемную ненасыщенность С=0 связей в приповерхностном слое. Изменяется система межмолекулярных водородных связей в процессе прививочной полимеризации. В спектрах образцов с низкомолекулярной прививкой больше свободных

ОН связей /как в спиртах/ и межмолекулярных /как в димерах/. В процессе полимеризации их содержание уменьшается, "выравнивается"; высокомолекулярные и низкомолекулярные прививки практически не отличаются по С-Н валентным симметричным и ассиметрпчным колебаниям метиленовых групп в области 2918 и 2850 см~^. В спектрах прививочного слоя увеличивается число неплоских С-Н поперечных ножничных колебаний в области 900 см~*.

Привитый к поверхности ПММА слой алкил-силановых мономеров оказался устойчивым. Для проверки устойчивости наии образцы в течение двух недель хранились в агрессивных средах - 10% растворе НСЕ. и Na.0H. Гидролиза не происходило. Мы считаем, что гидрофобные группы при атоме кремния благодаря стерическому эффекту экранируют гидролитически лабильную С-0- si связь.

ИК спектроскопия отражения показала изменение полосы карбонильной связи /С-0/ ПММА-дасков с разной по молекулярной массе пассивацией поверхности. В спектрах образцов с непассивированной поверхностью ИОЛ отчетливо видны ненасыщенные карбонильные связи. По сдвигам частоты колебаний этой связи можно сказать, что связь становится более насыщенной по мере увеличения ММ прививки. В начале прививочного цикла возможна димеризация С00Н групп на поверхности полимера. Она отчетливее проявляется в спектрах при низкомолекулярной прививке. Далее идет процесс полимеризации. Концевые олефиновые группы находятся в транс-положении. Увеличение частоты карбонильной полосы свидетельствует об электроотрицательности определенных групп на поверхности. Можно предположить, что пассивированная поверхность ПММА-И0Л способна отталкивать отрицательно заряженные группы белков, липидов, анионы воды.

Таким образом, создается возможность не только гидрофобизации, но и олеофобизации поверхности имплантата.

Наши исследования показали, что использование спектральных методик в полном объеме /ИК спектроскопия пропускания, ИК спектроскопия отражения и нарушенного полного внутреннего отражения/ для оценки биосовместимости ИОЛ позволяет значительно сократить число тестов экспресс-токсикологии, заменив их быстрыми /секунды-минуты/ приборными, спектральными тестами.

В системе m vitro изучались особенности взаимодействия культуры ткани клеток заднего эпителия роговицы эмбриона человека с поверхностью ИОЛ из ПММА. Метод культуры ткани показал, что пассивированная поверхность выгодно отличается от исходной уменьшением роста клеток на такой поверхности.

Алкил-силановая прививка обладает соответствующей механической стойкостью. Пассивированный слой линзы не разрушается при контакте с липкой лентой; это свидетельствует об эффективности данной методики, поскольку при применении других методик модификаций ИОЛ поверхностные слои в таких случаях разрушаются.

Следует подчеркнуть, что пассивация ИОЛ из ПММА путем алкил--силановой приеявки заметна ни визуально, ни под микроскопов и не отличается от полиметилметакрилата. Морфологические характеристики пассивироганных поверхностей линз были определены с помощью сканирующего электронного микроскопа. Было обнаружено, что пассивированная поверхность гладкая, "сцепленная", и по внешнему виду не отличается от кепассивироваиннх поверхностей линз.

Очень важно, что процесс пассивации поверхности не вступает в противоречие с механическими и оптическими характеристиками линз. Были проведены сравнительные исследования поверхностно-пассивированных и непассивированных линз, в том числе по оптическим свойствам /измерение модуляционной функции передачи и обычное определение оптической разрешающей способности/, по характеристикам свода,

объемной упругости и предела прочности на растяжение. Эти исследования показали, что нет различий между обычными линзами и линзаш с пассивированной поверхностью. Процесс пассивации поверхности не влияет на механические и оптические свойства интраокулярных линз.

В системе 'n vivo исследование биосовместимости пассивированных ИОЛ проводилось путем введения линз в переднюю камеру глаз кроликов /52 операции/. В первые трое суток после операции ИОЛ с пассивированной поверхностью ведет себя несколько спокойнее; на поверхности непассивированной ИОЛ - нити фибрина, "тивдаль". Пассивированная ИОЛ - без признаков экссудации. К седьмому дню после операции разница между опытными и контрольными глазами практически исчезла. Однако, в отдаленные сроки - через 3 и 6 мес. после операции на поверхности пассивированных ИОЛ отмечались лишь единичные клеточные и пигментные отложения, в то время как нзпассивированные ИОЛ были полностью покрыты клеточными преципитатами, отмечались фиброзные разрастания вокруг линзы. В эти же сроки часть линз была удалена из глаз кроликов и исследована на электронном микроскопе. Результаты, полученные при сканировании поверхности линз, коррелировали с биомикроскопическими результатами. Так, в первые трое суток на поверхности пассивированной ИОЛ отмечалось лишь незначительное количество осажденных белков, в то время как на непассивированных линзах отмечалась "сетка" из белка. Через семь дней после операции количество Белковых структур на поверхности ИОЛ было примерно одинаково, однако на ИОЛ без пассивации отмечалось появление фиброзных напластований. Через три месяца на пассированных ИОЛ явления фиброза отмечались только у края, в то время как непассированная ИОЛ была вся окутана фиброзной "муфтой".

Морфологические исследования показали, что при имплантации ИОЛ с пассивированной поверхностью в ранние сроки отмечались единичные

белковые отложения, а также клетки макрофагалыюго ряда. Содержание этих клеток на ИОЛ резко уменьшалось в поздние сроки наблюдения. При имплантации ИОЛ контрольной серии на поверхности линзи отмечались более грубые белковые отложения, количество клеток макро-фагального ряда было несколько больше, в поздние сроки количество клеток увеличилось, а в единичных случаях появились фиброзные разрастания вокруг ИОЛ. Морфологические исследования выявили, что клинические, Функциональные и биохимические изменения, возникающие в отпет на операционную травму - имплантацию как пассивированных, так и непассивпрованннх ИОЛ практически не имели отличии. В тканых глаза определялись реактивно-воспалительные изменении и незначительно выраженными альтератишшмн, акссудативиыми и пролифератпв-ными компонентами воспалительного процесса, сосудистыми и кле точно-фагоцитарными реакциями.

В "остром" эксперименте были изучены возможные повре.чдешш, которые могут бить нанесены эндотелиалышм клеткам роговицы при кратковременном статическом контакте с обычными 1М.1А линзами и линзами с пассивированными поверхностши. В переднюю камеру глаз кроликов имплантировали ИОЛ, и на глаз устанавливали груз 15,0 гр. тонометра Ыаклакова на 3 минуты. Затем кролика умерщвляли, а НО.1! и роговицы подвергали исследованию в сканирующем микроскопе. Полученные данные показали, что если непассированиие ИОЛ вызывают обширные повре-:;Ч'М!!!Я тканей, то пассированные 1Е.1.1А линзы не прикрепляются плотно к эндотелию и контактирование не сопровождается такими сильными повреждениями.

Нами проведены первые эксперименты но проверке бпеовмеетмои-ти нового сополимера М,1А - 0Ш-2. Доказано, что матершш бпосоь-местим, на протяжении трех месяцев наблюдения за глазами кроликов не выявлено признаков экссудации, фиброзной и клеточной прециинта-

цлп. Лооб.сопшло оогоршологвовать технологию производства ИОЛ из птш'о материала в i дал по улучшения оптических характеристик линз, шюкдо чем перейти к клиническим испытаниям.

1'акшл образом, на основании проведенных экспериментов была определена целесообразность применения ИОЛ из ШЛА с пассивированной поверхностью /путем прививки алкил-силановнх мономеров/; показано, что пассивированная поверхность обладает ул.»г ::<;н;шми свойствами биосовместимости за счет снижения процессов клеточной адгезии ■л адсорбции.

Результаты клинических исследований Имплантация пассивированных ИОЛ осуществлена у 75 больных, контролем служила группа из 35 больных, которым имплантировалась ИОЛ той же модели /Т-28/, но без пассивации.

В МНТК "1ЛГ" применяется несколько типов ИОЛ из ПША для имплантации после экстракции катаракты. Мы избрали для пассивации модифицированную дисковидную ИОЛ типа Anis /Т-28/, и не случайно. Основными достоинствами дискозидной зацнекамерно'й модели ИОЛ Т-28 лпляютсл со самоцентрация и стабильное центральное положение. Кроме того, опорный элемент этой ИОЛ соприкасается с экватором капсуль ного мешка почти по всей окружности, что обеспечивает равномерное иатнжоние задней капсулы, том самим предотвращая появление на ней склацок и уменьшая процент послеоперационного фиброза задней капсул: А;.Н.Федоров с соавт., 1990г./.

Имплантация ИОЛ Т-28 может быть показана при всех видах осложненных и сенильных катаракт, а также при травматических катарактах с сохранным объемом хрусталика. Наличие задних синехин, надрывов зрачкового края, иридодиализа в таких случаях не препятствует имплантации Т-28. Противопоказаниями к имплантации дисковидной модели ИОЛ является осложнения в ходе операции: разрыв задней капсулы с

выпадением стекловидного тела, обширный разрыв цинновых связок, а также ригидность зрачка, который нельзя расширить до 5-6 мм ь диаметре.

Перед операцией все болышо били подвергнуты полному клиническому обследованию, включая определение остроты зрения, биошкро-скопию, офтальмоскопию, офтальмометрию, периметрию, охобиометрпи, тонометрию, тонографига, зеркальную микроскопию заднего эпителия роговицы /ЗЭР/, электрофизиологические исследования сетчатки и зрительного нерва. После операции исследования проводились через 2,5,7 дней, 2 недоли, 1,3,6 месяцев, а затем но мере обращения до 2-х лет и более.

У всех пациентов операция выполнялась однотипно: прег.юдикация, местная анестезия, обработка операционного поля обычная. Роговичпын разрез проводился концентрично лимбу алмазным ножом. Вскрытие передней капсулы производилось цистотомом и.Н.Федорова чорез нарацен-тез на границе верхней и средне!: трети хрусталика, протяженностью 6 мм. Удаление ядра производилось при помощи "вилки" и шпателя, вымывание хрусталикових масс - по методике Н.Н.Пивоварова. Под прикрытием вископрепарата типа хеалон ИОЛ захватывалась пинцетом для завязывания за край оптической части и вводилась иод переднюю капсулу хрусталика в нижний капсульный свод. Верхняя часть опорных элементов заводилась иод верхний лоскут передней капсулы либо пинцетом для ачия^гииния, либо при помощи шпателя-ретрактора. Иссечение передней капсулы выполняли ножницами Ваштс, рану герметизировали непрерывным швом 10-0 по Пирсу.

Течение и ведение послеоперационного периода после экстракии-сулярной экстракции и имплантации ИОЛ Т-2в принципиально но отличается от таковых при обычной экстракции катаракты без имплантации ИОЛ.

Подавляющее число оперативных вмешательств /80,5$/ было выполнено амбулаторно.

Ацализ течения раннего послеоперационного периода показал следующие ого особенности. Все произведенные операции прошли без осложнений. Во всех случаях удалось добиться полной фиксации ЙОЛ в капсулыюм мешке, что обусловило благоприятное течение послеоперационного периода. У всех пациентов глаза были спо'!о:ли'пп /как п исследуемой, так и в контрольной группе - 35 пациентов/. Роговица была прозрачна, передняя камера имела равномерную глубину. Зрачок был круглым, с полностью сохранной реакцией на свет. ИОЛ находилась в центральном положении благодаря интракапсулярной фиксации.

При биомикроскопическом исследовании глаз пациентов обращал на себя внимание тот факт, что поверхность пассивированной ИОЛ имела матовый оттенок, отсутствовал характерный "блеск" от линзы, значительно меньше был выражен у таких пациентов и роговичный синдром /в отличие от контрольной группы/. Пациенты отмечали особую "комфортность" после операции с имплантацией пассивированной ИОЛ. Зачастую задавался вопрос: "Имеется ли в моем глазу искусственный хрусталик?". Особенное внимание обращал на себя внимание тот факт, что в первые трое суток после операции поверхность пассивированной ПОЛ била абсолютно "чисто!'!", гладкой, отмечалось лишь 2-3 единичных преципитата при максимально расширенном зрачке. Количество птих преципитатов возрастало до 8-10-и к 5-6 -у дню после операции, которые исчезали на 9-10-и день наблюдения послед-операционного периода. Иная картина наблюдалась у пациентов контрольной группы. Буквально с первого дня после операции на поверхности непассивирова ной ИОЛ отмечалось большое скопление клеточных фрагментов, обращала на себя внимание россыпь пигмента на линзе вплоть до образования "хлопьев". Клеточная и пигментная преципитация на поверхности

ИОЛ пациентов контрольной группы сохранялась до 2-3-х месяцев, в некоторых случаях до года. У ряда пациентов контрольной группы отмечалось образование фибринной пленки на передней поверхности ИОЛ.

Острота зрения в ранние сроки послеоперационного периода у 92,552 больных с пассивированными ИОЛ составила 0,5-1,0. У 3-х больных отмечалась острота зрения 0,1 - 0,2, что было обусловлено возрастной дистрофией макулярной области. Из осложнений раннего послеоперационного периода следует отметить развитие макулярного отека / в 2-х случаях/, который был купирован в течение месяца консервативным путем.

В контрольной группе пациентов острота зрения в ранние сроки послеоперационного периода составила 0,5 - 0,9 у 90,3% больных. Из осложнений раннего послеоперационного периода следует отметить иридоциклит /на двух глазах - 5,7$/, отек макулярной области в 4-х случаях /9,2$/, вторичную глаукому в 2-х случаях /5,7$/. Все осложнения были купированы консервативным путем, и не вызвали значительного снижения остроты зрения.

Эндотелиальная микроскопия, проводимая в сроки от I до 3-х месяцев после операции, также выявила определенную разницу показателей ПЭК в случаях контрольной и экспериментальной групп: у пациентов с пассивированной ИОЛ средняя потеря эндотелиалышх клеток в ранние сроки составила 7,6+2,5$, в то время как ПЭК пациентов контролыю.ч груп::п составила 9,8+3,1$, что достоверно больше.

В отдаленном периоде в сроки от 6 месяцев до 2,5 лет обследовано 28 больных с имплантацией пассивированных ИОЛ. Острота зрения в этой группе пациентов составила 0,6-1,0 в 88$ случаев. Биомикро-скопически поверхность ИОЛ сохраняла легкий матовый оттенок, каких-либо преципитатов или отложений пигмента, фибринных пленок не отмечалось. ИОЛ занимала центральное положение, задняя капсула сохра-

пяла свою прозрачность. И лишь в 3-х случаях /10,3$/ было отмечено развитие фиброза задней капсулы I степени, который не потребовал лазерного вмешательства. Острота зрения ниже 0,6 /в 125» случаев/ была обусловлена наличием сопутствующей патологии - дистрофическими заболеваниями сетчатой оболочки.

В контрольной группе пациентов в отдалению сроки после операции обследовано 17 больных. Наблюдалась иная бп^-тгкроокоттчоская картина. В течение длительного срока /до года/ наблюдалась стойкая "пигментация" поверхности непассивированной ИОЛ /в 50,8/5 случаев/. В некоторых случаях /20,3$/ было обнаружено бурное разрастание фиброзной ткани вокруг ИОЛ, особенно в области запрессовки опорных элементов. Фиброз задней капсулы П-Ш степени отмечался в 12,6$ случаев, что вызвало необходимость лазерной дисцизии.

Средняя потеря эндотелиальных клеток составила 8,5$ +2,1 у пациентов с пассивированными ИОЛ /в отдаленные сроки/.

Средняя ПЭК контрольной группы в те же сроки составила 11,3 + + 2,6 - достоверно больше.

Исследования биомикроскопической картины глаз пациентов в клинике показали, что эти данные совпадают с результатами эксперимента.

Проведенные клинические исследования ярко продсмонотр.фозали преимущества имплантации пассивированных ИОЛ. Проведенная работа доказала, что пассивация поверхности ИОЛ из Ш.1А алкил-силановими мономерами является надежным способом снижения степени ранних и длительных послеоперационных осложнений. Корреляция методов исследования позволила определить, что благодаря новому поверхностному слою имплантата снижаются процессы адсорбции и адгезии к клеточным элементам внутриглазной среды, что позволяет получить линзы с более биосовместимой поверхностью, улучшить их качество.

Проведенная работа показала, что даже такой биосовместимый

материал, как ПША, нуждается в дополнительной обработке поверхности, то есть пассивации ее, и этот процесс должен бить вклинен в процесс производства. Пассивация поверхности ПгМА линз путем уменьшения поверхностных дефектов приводит к большей однородности поверхности, что в свою очередь способствует улучшению ее гидрофобных, олеофобных и энергетических характеристик, приводит к у ушнеппм службы имплантата. :.1ц предполагаем, что концепция олео::оОностл поверхности приобретает более важный смпсл в дискуссии о бпоеовместимости поверхностен полимерных имплантатов, чем гидрофильность или гидрофобность. Обвде направление во всех способах модификации поверхности имплантатов состолт в их способности отталкивать лпгшды. Если учесть, что все клеточные мембраны в среднем на 75$ состоят из лигшдов, то становится ясно, что липофобность поверхностей полимеров синтетических материалов будет определяться способностью отталкивать клеточные мембраны и уменьшать клеточное поражение. Приближая свойства синтетической гетерогенной поверхности по олео-фобности и гидрофобное™ одновременно к "мозаичному" строению окружения, в частности, белков, мы создаем благоприятные условия для признания средаш глаза поверхности имплантата как "свози". Однако это только первые шаги на трудном пути создания и исследования поверхностей имплантатов. Пассивированные поверхности ПОЛ являются предвестниками новой генерации в технологии имплантатов, которке <5удут иметь "заданную" поверхность и производиться с помощью молекулярной инженерии.

Таким образом, путь к более биосовместшым поверхностям имплантатов высокого качества и высокой технологии лежит чериз пассивацию. Это будущее молекулярной реконструкции поверхности ичтрао-кулярных линз.

ВЫВОДЫ

1. 1'азработашши оптлтлыши способ пассивации ИОЛ из ПША путогл пршшвки алкил-силановых мономеров к поверхностному слою полимора позволяет получить более биосовместимую поверхность с улучшенными гидрофобными, олеофобными и энергетическими характеристиками.

2. Исследованием процессов, происходящих на границе раздела пассивированная поверхность ИОЛ - внутриглазная среда (на молекулярном уровне) доказано, что пассивация поверхности ПША разработанным способом является молекулярной реконструкцией поверхности полимера. При этом уменьшаются поверхностные дефекты ИОЛ, которые появляются при любом технологическом производстве; большая однородность поверхности приводит к снижению процессов адгезии и адсорбции клеточных элементов внутриглазной среды.

3. Проведенные исследования показали, что при оценке свойств ужо известных поверхностно-пассивированных материалов (БММА, силиконы, гидрогели) не требуется большого количества тестов экспресс--токсикологин. Использование спектральных методов исследования в полном объеме (ИК спектроскопия пропускания, ИК спектроскопия отражения и нарушенного полного внутреннего отражения) в корреляции е, тостами ¡n vivo и in vitro (метод культуры ткани, сканирующей микроскопии, морфологические исследования и моделирование на животных) позволяет быстро и эффективно произвести отбор более био-сопмостимых способов поверхностных модификаций.

4. Известные способы модификаций поверхности ИОЛ: покрытия инертными металлами, кварцем, тефлоном и гепарином не отвечают основному требованию биосовместимости - повышенной олеофобности, а также имеют ряд технологических недостатков.

5. Развитая экспериментально и теоретически новая концепция олеофобности поверхности полимерных материалов подтвердила предположение, что для биосовместимой поверхности ИОЛ большее значение приобретают олеофобные и липофобные свойства, нежели чем оценка такой поверхности по гидрофобным или гидрофильным свойствам.

6. Клиническое использование пассшзиров;шных ИОЛ из ПЦ;1Л показало их большую биосовместимость. Б ранний и поздний послеоперационный. периода значительно снизилось отложение белковых преципитатов, пигмента, 'фибрина на поверхности ИОЛ, '¡то позволило уменьшить количество послеоперационных осложнений. Пассивация ПОЛ из 1МЛА путем прививки алкил-силановых мономеров приводит к сшскешш показателя ПЭК роговицы и случаев возникновения фиброзов задней капсулы хрусталика, что позволяет рекомендовать поверхностно-пассивированные ИОЛ к широкому применению в клинической практике.

Список работ. опубликованных по теме диссертации

1. Ко 1 ири С.Ю., Туликова Т.А. Первый опыт клинического исполь-зопашш сяяиконовнх интраокулярных линз с модифицированной поверхностью // Тезисы докл. 7-й конф., посвященной 25-летию Ереванского государственного института усовершенствования врачей. - Ереван,

1989. - с.42.

2. Афанасьева 11.И., Бурлова Е.А., Зачернюк А.ь., Кругллкова Г.!.]., Туликова Т.А. Циклолинейные полиорганосилоксаны медицинского назначения // Тезисы докл. Всесоюзного се мшара по радиационной химии олигомеров. - Обнинск, 1990. - с.8-9.

3. Афанасьева Н.И., Ратников А.Л., Туликова Т.А. О возможности изготовления ПММА-интраокулярннх линз методом радиационного отверждения в прессТормах // Тезисы докл. Всесоюзного семинара по радиационной химии олигомеров. - Обнинск, 1990. - с.10-11.

4. Копаев С.Ю., Туликова Т.А. Клиническое применение эластич-мнх интраокулярннх линз с модифицированной поверхностью // Материалы научно-практ.кон'Т;. Ставропольского мед.института: Клинические вопросы офтальмологии. - 1990. - с.40-41.

5. Туликова Т.А. Модификация поверхности интраокулярных линз из 1Г.ЫЛ // Тезисы докл. молодых ученых и специалистов. - Донецк,

1990. - с.175.

6. Ивашина А.И., Туликова Т.А., Афанасьева П.И., Дуфдот В,Р., Коригодский А.Р., Аксенов А.О. Результаты экспериментальных исследований новых материалов и покрытий для интраокулярных линз. // Тезисы докл. 2-й научно-практ.кон'Ъ.: Вопросы диагностики и лечения глазных заболеваний. - Н0восибирск, 1990. - с.177-178.

7. Копаев С.Ю., Туликова Т.А. Использование интраокулярных линз с модифицированной поверхностью в экстренной хирургии ката-

ракты // Материал! симпозиума с участием иностр.спец. :0иггаяшо~ травматология катастроф. - М. - I9'JI. - с.87.

8. Афанасьева Н.И., Коригодский А.Р., Круглякова Г.М., Туликова Т.А., Хайкин С.Л. Спектроскопия полимерных ште, лалоь // Пятое Всесоюзное совещание по шлимерним оптическим i сериалам: Тез.пленарных и стенд.докл. - Ленинград, 19-Лг. - c.i-1-15.

9. Ивашина Л.И., Туликова Т.А., Аксенов А.О., Ронкина Т.П., Афанасьева 11.11., Дуфлот и.Р. Полимерные имплантатп в офтальмологии // Пятое Всесоюзное совещание но полимерным оптическим материал;.м: Тез. пленарных и стеши докл. - Ленинград, 19У1г. - c.LiJ-t34.

10. Туликова Т.А., Афанасьева 11.И., Коригодский А.Р., Рошш-на Т.И. Пассивация поверхности интраокулирных линз // Международный симпозиум по рефракционной хирургии, имплантации ИОЛ и комплексному лечению атрофии зрительного нерва, 2-й: Тез. докл. - „1., 1991. - с.174.

11. Копаев С.10., Тупикова Т.А. Особенности устойчивости различных видов ИОЛ к лазерному воздействию // Тезисы докл. Второй Всероссийской конф. молодых ученых: Офтальмохирургия и применение лазеров в офтальмологии. - Ы., 1991. - с.26.

12. Afanasieva N.I., Brame Е.С., Korigovski A.R., Tupikowa Т.A. Vibrational Spectrography of lmplants//Book of Abstracts of 9-th European Syiiipo sium of Polymer Spectroscopy-Cologne, FRG, 1990. - p.30.

13. Afannsieva N.I., Korigovski A.R., Tupikowa T.A., IvasMnu A.I. Surface Passivation of lmplants//Proceedings of the XIII Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society - Orlando, Florida, USA. - 1991. - Vol.13, part 3/5, Biomaterials 5.1-4, p. 1481.