Автореферат и диссертация по медицине (14.01.07) на тему:Разработка метода микродренирования передней камеры углеродной полифиламентной нитью с гипотензивной целью (экспериментальное исследование)

на правах рукописи

БЕЛЁВЦЕВА ТАМИЛА АЛХАМАТОВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДА МИКРОДРЕНИРОВАНИЯ ПЕРЕДНЕЙ КАМЕРЫ УГЛЕРОДНОЙ ПОЛИФИЛАМЕНТНОЙ НИТЬЮ С ГИПОТЕНЗИВНОЙ ЦЕЛЬЮ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

14.01. 07 - глазные болезни

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 6 МАЙ 2011

Москва-2011

4847990

Работа выполнена на кафедре глазных болезней факультета последипломного образования ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический

университет» Минздравсоцразвития Российской Федерации, в ФГУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней имени Гельмгольца» Минздравсоцразвития России

Зав. кафедрой и директор института - Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Нероев Владимир Владимирович

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Нероев Владимир Владимирович Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Рябцева Алла Алексеевна доктор медицинских наук Киселёва Ольга Александровна

Ведущая организация - ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Росздрава»

Защита диссертации состоится « 14 » июня 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.208.042.01 при ФГУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития России (105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития России по адресу: Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14/19

Автореферат разослан «12» мая 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук

Филатова И. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Глаукома была и остается одной из актуальнейших проблем офтальмологии. Тенденция роста заболеваемости глаукомой, которая отмечается в целом ряде стран, характерна и для России: глаукома вышла на первое место в структуре слепоты и первичной инвалидности среди другой глазной патологии (Е.С. Либман, Е.В. Шахова 2005; H.A. Quigley et al., 2006). При этом 37% инвалидов находятся в трудоспособном возрасте (Е.С. Либман и соавт., 2004). Это объясняется значительной распространенностью глаукомы, трудностью ее ранней диагностики, бессимптомностью течения, необратимостью органических изменений различных структур глаза, поздней обращаемостью больных за квалифицированной медицинской помощью.

Травмы органа зрения осложняются глаукомой в 9,2-61,4% случаев (A.B. Степанов, 1980). Наиболее частой причиной повышения внутриглазного давления в этих случаях является формирование передних синехий и других сращений в результате посттравматического иридоциклита. Передние синехии вызывают смещение иридохрусталиковой диафрагмы и блокаду фильтрационной зоны угла передней камеры. Повышение внутриглазного давления значительно отягощает течение ожоговой травмы глаза и может стать причиной необратимой слепоты (И.С. Чернетский, 2009). Посттравматическая глаукома поражает преимущественно лиц трудоспособного возраста, отсюда социальная значимость этой проблемы.

Большинство современных методов лечения глаукомы направлено на нормализацию внутриглазного давления, как одного из основных факторов, приводящих к развитию глаукомной оптической нейропатии и резкому снижению зрительных функций. При выявлении заболевания необходимо немедленно приступать к его лечению, так как глаукома ведет к необратимой слепоте глаза. Несмотря на значительные успехи медикаментозной и лазерной терапии, во многих случаях приходиться прибегать к хирургическим методам

снижения внутриглазного давления. Применение «классических» фистулизирующих операций нередко приводит к развитию различных послеоперационных осложнений, и они, в силу ряда причин, оказываются неэффективными (В.П. Еричев и соавт.,1999).

Одним из наиболее радикальных и действенных способов лечения рефрактерной глаукомы, является применение шунтовых дренажей. Другие способы лечения, по данным исследований, не составляют им значительной конкуренции (Т.Е. Eid, L.J. Katz, 1997; R. Daly, 2010). В последние годы операциям по эксплантодренированию уделяется много внимания. Дренажи используются в виде узких пленок силикона (А.Ф. Юмагулова, 1981), коллагеновых губок (С.Ю. Анисимова и соавт., 2006), в виде трубочек-капилляров (А.М. Бессмертный, 2006), минишунтов (D. Spiegel et al., 2009; D.Tam, I. Ahmed, 2008) или клапанных дренажей (A.L. Coleman, 1995; A.C.B. Molteno, 1986), через которые, благодаря их конструкции, количество оттекающей влаги из передней камеры глаза регулируется уровнем офтальмотонуса. Однако эти дренажи обладают существенными недостатками: имеют тенденцию к смещению, обнажению и отторжению, больные часто жалуются на дискомфорт, ощущение инородного тела, диплопию; также возможно блокирование шунтового дренажа в местах сужения; при смещении в переднюю камеру, силиконовая трубка может вызвать эндотелиально-эпителиальную дистрофию роговицы (Ю.С. Астахов и соавт., 2006).

Поэтому представляется целесообразным продолжение поиска материала и формы микродренажа, более подходящего для снижения внутриглазного давления. На наш взгляд, таким материалом может стать углеродное волокно. Углеродный материал не обладает общетоксичным, раздражающим, сенсибилизирующим действием на организм и высоко биосовместим с тканями человека (П.И. Золкин и соавт., 2003). Имплантаты на основе углерода с успехом применяются в стоматологии, травматологии и нейрохирургии. Также, основанием для выбора углеродного материала в качестве микродренажа послужил положительный опыт использования этих

4

материалов в пластической офтальмохирургии (P.A. Гундорова и соавт., 1992; И.А. Филатова, 1994), для лечения травматической отслойки сетчатки (В.П. Быков, O.A. Киселева, О.Г. Давыдова, 1997) и первичной открытоугольной глаукомы (Л.В. Максимова, 2000; Х.Р. Гарифуллина, 2006).

Производство углеродного волокна постоянно совершенствуется и, в настоящее время, способно производить углеродную нить с улучшенными дренажными функциями, раннее не применявшуюся в медицине.

Целью настоящего исследования явилась разработка малоинвазивного метода микродренирования передней камеры с гипотензивной целью за счет использования углеродной полифиламентной нити.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Разработать микродренаж из углеволокна с высокими дренажными функциями.

2. Разработать методику установки углеродного микродренажа с гипотензивной целью в эксперименте с использованием специального шпателя.

3. Провести клиническую оценку эффективности гипотензивного способа интрасклерального перфорирующего введения в переднюю камеру микродренажа из углеродной нити различного диаметра в эксперименте.

4. Изучить зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента.

5. Гистологическое изучение клеточной реакции тканей глаза при имплантации углеродного микродренажа.

Новизна исследования

I. Впервые разработан (совместно с технологами) углеродный микродренаж с улучшенными дренажными функциями.

П. Впервые разработан гипотензивный метод микродренирования передней камеры путем интрасклерального введения микродренажа, изготовленного из углеродной нити в эксперименте.

III. Разработан оригинальный офтальмологический инструмент - шпатель для интрасклерального введения микродренажа из углеродной нити в переднюю камеру.

IV. Впервые изучена зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента.

V. Впервые гистологически изучено длительное нахождение углеродного микродренажа в слоях склеры, в передней камере и в субтеноновом пространстве.

Медико-социальная и экономическая значимость

Проведенное исследование позволит снизить частоту осложнений и повысить эффективность микродренирования передней камеры при оперативных вмешательствах с гипотензивной целью.

Экономически доступно разным социальным группам населения, т.к. не требует значительных материальных вложений.

Основные положения выносимые на защиту

1. Экспериментальное изучение углеродного материала доказывает обоснованность применения его в качестве гипотензивного микродренажа.

2. Разработан гипотензивный метод микродренирования передней камеры путем интрасклерального введения микродренажа из углеродной полифиламентной нити с использованием специального шпателя.

3. Проведена клиническая оценка эффективности гипотензивного способа микродренирования передней камеры углеродной полифиламентной нитью различного диаметра в эксперименте.

4. Экспериментально доказано, что новый метод микродренирования углеродной нитью является эффективным способом компенсирования внутриглазного давления на длительные сроки.

5. По данным гистологического исследования доказана хорошая переносимость углеродной нити тканями глаза.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих научно-практических конференциях: XXXII Итоговая конференция молодых ученых МГМСУ «Актуальные проблемы современной медицины» (Москва, 2010); Российский общенациональный офтальмологический форум (Москва, 2010), на конференции кафедры глазных болезней ФПДО МГМСУ и межотделенческой конференции ФГУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития России (Москва, 2009,2010,2011).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 12 научных работ, 3 из них в журналах, рекомендованных ВАК и 1 - в зарубежной печати. Получен 1 патент на изобретение (RU № 2385697 от 10.04.2010) и 2 патента на полезные модели (RU № 81068 от 10.03.2009, RU № 81894 от 10.04.2009).

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, 7 глав (обзор литературы, материалы и методы исследования и 5 глав с результатами собственных исследований), заключения, выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 6 таблицами, 39 рисунками. Библиография включает 198 источников, из них 117 отечественных и 81 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Работа выполнена на кафедре глазных болезней ФПДО МГМСУ (зав. кафедрой — проф. В.В. Нероев), в отделе травматологии, реконструктивной хирургии и глазного протезирования (руководитель - д.м.н., проф. P.A. Гундорова), гистологические исследования проводились в отделении патологической анатомии и гистологии (руководитель - д.м.н., проф. И.П.Хорошилова-Маслова) Московского научно-исследовательского института глазных болезней имени Гельмгольца (директор института - д.м.н., проф. В.В. Нероев). Экспериментальная разработка дренажа проводилась на базе ФГУП «НИИграфит».

Материалы и методы исследования

В качестве материала для изучения использовался углеродный микродренаж (изготовленный в ФГУП «НИИграфит» совместно с МНИИ ГБ им. Гельмгольца). Дренаж представляет собой полифиламентную углеродную нить с высокими дренажными функциями длиной 25 мм, диаметром от 150 мкм до 600 мкм, изготовленную из активированного углеродного волокна гидратцеллюлозы при температуре в ЮООТ, предварительно пропитанную 40% раствором глюкозы (патент RU № 81894 от 10.04.2009). Изучение дренажных свойств углеволокна проводилось в ряде серий экспериментов in vitro и in vivo.

Проведение экспериментальных операций осуществлялось под операционным микроскопом Carl Zeiss Jena (Германия), использовался стандартный набор микрохирургических инструментов для антиглаукоматозной операции. Также использовался специально разработанный шпатель для интрасклерального проведения углеродного микродренажа в переднюю камеру (патент RU 81068,10.03.2009).

Эксперименты проведены на 50 кроликах породы Шиншилла, массой 2,53,0 кг, находившихся во время исследования в одинаковых условиях содержания. Были использованы 3 опытные группы: в 1-й группе - 15 кроликов, им имплантировали полифиламентную углеродную нить диаметром 150 мкм, во 2-й группе - 20 кроликов, им проводилась имплантация нити диаметром 450 мкм и в 3-ю группу входили 15 кроликов, им применялась нить с диаметром 600 мкм. Оперативное вмешательство проводилось на одном глазу, другой глаз оставался контрольным.

Метод in vivo представлял собой экспериментальное исследование

местного действия микродренажа на живую ткань и изучение дренирующих

свойств путем моделирования операции имплантации в глазах кроликов.

Техника операции включала максимально щадящее хирургическое

вмешательство: интрасклеральный тоннельный разрез копьевидным ножом с

выходом в угол передней камеры, фиксирование дренажа к склере и

8

одномоментное проведение его специальным шпателем в переднюю камеру (рис. 1). Эксперимент проведен совместно с проф. В.П. Быковым.

Результаты экспериментального микродренирования оценивали регулярно в течение 15 мес., путем проведения биомикроскопии, гониоскопии, УБМ-исследования, тонометрии, тонографии (совместно с д.б.н. E.H. j Иомдиной), эндотелиальной микроскопии (совместно с к.м.н. E.H. Орловой).

Гистологические исследования проводились в сроки 7 дней, 1,5 мес., 3 мес., 6 | мес., 9 мес., 12 мес. и 15 мес. (по 2 глаза из 1 и 3 группы и по 3 глаза из 2-й I группы на каждый срок). Микропрепараты готовили по общепринятой i методике, окраска - гематоксилин-эозин. I

I Рис. 1. Схема имплантации микродренажа из углеродной полифиламентной нити е переднюю камеру.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Разработка дренажа из полифиламентной углеродной нити

Технологами ФГУГ1 «НИИграфит», по нашей заявке, было разработано углеволокно с улучшенными дренажными функциями. Из всего многообразия исходных материалов выбран один тип углеволокна на основе гидратцеллюлозы и для него подобраны условия активации, позволяющие

увеличить исходную сорбционную емкость от 0,2 см3/г до 400 см3/г и удельную поверхность от 0,5 м2/г до 2000 м2/г без потери механической прочности.

Для использования разработанного УВ в офтальмохирургии, а в частности при микродренировании передней камеры с гипотензивной целью, нам необходимо было убедиться в наличии у углеродной полифиламентной нити эксплуатационных свойств, необходимых для наилучшего проведения жидкости. Это дренажная функция, способность проведения жидкости в длительные сроки и прочностные характеристики нити, что тоже не маловажно при микрохирургическом манипулировании нитью. С этой целью, углеродная нить, полученная указанньм выше способом, была использована нами в 3-х сериях экспериментов in vitro.

Эксперимент № 1. Оценка эффективности дренажных свойств углеродной нити

В эксперименте были использованы 2 емкости по 5 мл с крышечками и полифиламентная углеродная нить длиной 11 см, диаметром 450 мкм. В первую емкость наливалось 5 мл 0,9% раствора хлористого натрия (для наглядности окрашенного в голубой цвет), после чего на дно опускался один из концов углеродной нити. Другой конец нити опускался на дно второй пустой емкости, приближенной к первой. Суть эксперимента заключалась в том, что жидкость по дренажной (капиллярной) системе нити перетекала из первой емкости во вторую.

К концу первых суток во второй емкости находилось 1,0 мл жидкости, к концу 3-х суток - около 2,0 мл. Через 7 дней количество жидкости в обеих емкостях уравнялась. При разнице в 50 мм вод.ст. (3,8 мм рт.ст.) скорость оттока составила 1,0 мл в сутки, при разнице в 30 мм вод.ст. (2,3 мм рт.ст.) - 0,5 мл в сутки, при разнице в 10 мм вод.ст. (0,7 мм рт.ст.) - около 0,2 мл в сутки.

В ходе эксперимента наглядно доказана эффективность дренирующей функции углеродной полифиламентной нити. Также изучена зависимость скорости дренирования от уровня давления: чем больше разность давления в

жидкости (разность уровней в ёмкостях), тем выше скорость проведения жидкости по дренажу, т.е. можно предположить, что при высоком внутриглазном давлении дренаж будет работать более эффективно.

Эксперимент № 2. Оценка продолжительности действия дренажа из углеродной нити

проводилась, путем использования её в качестве длительного проводника белковой жидкости (полиглюкина). В данном случае использовалась капельная система внутривенного введения жидкости, на конце которой вместо иглы крепилась углеродная нить диаметром 150 мкм, длиной 5 см. К системе периодически подключали флаконы с полиглюкином. Жидкость спокойно вытекала из капельной системы через углеродную нить. Эксперимент продолжался в течение года.

В течение всего срока (12 месяцев) наблюдали стабильную работу дренажа с прохождением через него от 1,0 до 1,5 мл полиглюкина в сутки.

Эксперимент № 3. Оценка прочностных характеристик углеродной нити

Работая с углеродными полифиламентными нитями, мы обратили внимание на их ломкость (сыпучесть) и способность к разволокнению. Известно, что для получения высокой прочности и пластичности волокнистые материалы пропитываются полимерами. В связи с этим, были изучены изменения этих свойств, при действии на нить следующих доступных и легко растворимых препаратов: 40% раствор глюкозы, солкосерилгель, 4% раствор тауфона.

Одинаковые фрагменты углеродной нити (диметром 600 мкм, длиной 50 мм) вымачивали в указанных выше растворах (одну нить в 40% растворе глюкозы, другую - в солкосерилгеле и третью - в 4% растворе тауфона) в течение 1 минуты, затем подсушивали в естественных условиях в течение 10-15 минут. В результате эксперимента получали 3 варианта углепластика.

Полученные образцы были использованы в пробных сравнительных оперативных вмешательствах на кадаверных глазах.

В результате исследования выявили, что удобней использовать в качестве микродренажа углеродную нить, вымоченную в течение 1 минуты в 40% растворе глюкозы. Волокно становится более прочным и менее сыпучим, что позволяет легко имплантировать микродренаж. Нить сохраняла компактность и не ломалась при сгибании, в отличие от других образцов. Фрагменты нити, пропитанные растворами тауфона и солкосерилгелем, значительно уступали первому образцу, они быстро разволокнялись в ходе операции и были неудобны в использовании.

Таким образом, углеродный микродренаж представляет собой полифиламентную нить длиной 25-30 мм, диаметром 150-600 мкм из углеродного волокна гидратцеллюлозы, предварительно термообработанного при 1000°С и активированного в потоке С02 при 900°С с расходом углекислого газа 20 л/час, перед применением нить выдержанна в течение 1 мин в 40% растворе глюкозы. Получен патент на полезную модель (1Ш № 81894 от 10.04.2009г).

Все разработанные и изложенные выше положительные свойства углеродной полифиламентной нити указывают на перспективность её использования в качестве эффективного и безопасного дренажа для микродренирования передней камеры с гипотензивной целью.

Разработка специального шпателя для проведения микродренажа из углеродной нити

Так как микродренаж из углеродной полифиламентной нити в офтальмологической практике используется впервые, мы столкнулись с проблемой - отсутствием удобного инструмента для манипулирования данной нитью (проведения в переднюю камеру). В ходе исследований, для упрощения техники введения микродренажа, снижения травматичности и

продолжительности хирургического вмешательства нами был разработан ' специальный шпатель.

Технический результат операции с использованием специального I шпателя достигается за счет наличия на конце рабочей части шпателя выреза П-образной формы с закругленными отполированными краями.

Предлагаемый шпатель состоит из рукоятки (1) и рабочей части (2) ; шириной 1,5 мм, толщиной 0,5 мм. На конце шпателя (3), длиной 1,5 мм, имеется П-образный вырез (4) шириной 1,0 мм, глубиной 0,5 мм, края которого закругляются и полируются для обеспечения лучшего скольжения по микродренажу и тканям глаза (рис. 2). Получен патент на полезную модель (1Ш 81068, 10.03.2009) «Офтальмологический шпатель для эпи- и интрасклерального проведения микро дренажа». Удобство пользования предлагаемой модели шпателя было наглядно оценено и сравнено с аналогом на 50 кроличьих и 10 кадаверных глазах. Длительность оперативного вмешательства с применением специального шпателя сокращалась на 40% по ! сравнению с применением во время операции обычного шпателя.

з

Клиническая оценка эффективности микродренирования углеродной нити различного диаметра в эксперименте

Для уточнения зависимости гипотензивного эффекта от размеров нити были проведены серии экспериментов с использованием нити диаметром 150

13

мкм (15 глаз) - первая группа, 450 мкм (20 глаз) - вторая группа и 600 мкм (15 глаз) - третья группа. В ходе наблюдения за экспериментальными группами было отмечено: чем больше диаметр нити, тем лучше отток. Однако в группах с большим диаметром нити чаще отмечались косметические дефекты и незначительные осложнения, при этом снижение офтальмотонуса было более значительным. В группе с диаметром нити 150 мкм отмечено оптимальное соответствие гипотензивного эффекта при полном отсутствии наблюдаемых осложнений.

В раннем послеоперационном периоде отмечали формирование разлитых фильтрационных подушечек, в зоне операции слабый отек конъюнктивы, радужка была не изменена, оптические среды оставались прозрачны, на двух глазах отмечалась мелкая передняя камера, которая самостоятельно восстановилась на 2-ой неделе. При дальнейшем наблюдении опытные глаза кроликов оставались абсолютно спокойными, реакции со стороны радужки, роговицы и влаги передней камеры, помутнения хрусталика и стекловидного тела отмечено не было на протяжении всего срока наблюдения (15 месяцев). Воспалительных и геморрагических осложнений также не наблюдалось.

Ультразвуковую биомикроскопию и гониоскопию переднего отрезка глаза проводили выборочно по 5 кроликов из каждой группы 1 раз в квартал. Во всех случаях отмечено нахождение дренажа в передней камере. В одном случае отмечено наличие очень короткого переднекамерного конца нити <1мм и в 2-х случаях касание кончика нити роговицы и в одном случае - радужки.

Для исследования влияния углеродного микродренажа на эндотелий роговицы была проведена эндотелиальная микроскопия. Исследование проводилось как на опытных глазах, так и на контрольных глазах 1 раз в квартал в течение всего срока наблюдений (15 мес.). При эндотелиальной микроскопии не выявлено достоверного уменьшения количества эндотелиальных клеток и изменения их качественного состава, как на опытных, так и на контрольных глазах (таб. 1).

Таблица 1

Состояние эндотелия роговицы кроликов до и после имплантации углеродного микродренажа (по данным эндотелиалыюй микроскопии)

Срок наблюдения Число глаз 1 груша XI50 мкм) 2 группа (450 мкм) 3 группа (600 мкм) Контроль

клеток в ммг (М±т)

Исходное 20 2355,7±11,4 2349,9±81,4 2348,51±65,1 2351,1±51,2

3 мес. 16 2349,6±78,5* 2347,8±76,8* 2334,2+25,4* 2357,2±13,9*

6 мес. 12 2346,9±54,3* 2332,б±41,9* 2333,7±15,9* 2361,1±12,5*

9 мес. 8 2339,5±15,3* 2334,9±81,2* 2326,4±12,9* 2354,2±22,7*

12 мес. 6 2330,9±П, 9* 2326,7±93,7* 2321,2±16,9* 2348,9±39,1*

15 мес. 4 2325,7±31,5* 2322,7±28,7* 2319,8±14,9* 2341,1±29,8*

* р>0,05 по сравнению с исходными данными

Из относительных осложнений возникших после оперативного вмешательства можно отметить: мелкую переднюю камеру на первой неделе (на 2 глазах у кроликов из 3-й группы); касание нити с роговицей и радужкой (у одного кролика из 2-й группы и у 2-х кроликов из 3-й группы); и слишком длинный дистальный конец нити (во 2-й группе -2 случая, в 3-й один). Т.о., в первой группе осложнений отмечено не было, во 2-й группе незначительные недочеты отмечены в 3-х случаях и в 3-й группе - это 6 глаз (таб. 2).

Таблица 2

Осложнения (относительные) после имплантации углеродной нити

Группа Контакт нити с роговицей или радужкой Мелкая передняя камера Ограниченное помутнение роговицы Дислокация дистального конца нити Всего

1-я группа (150 мкм) - - - - -

2-я группа (450 мкм) 1(5%) - - 2(10%) 3(20%)

3-я группа (600 мкм) 2(13,3%) 2(13,3%) 1(6,6%) 1(6,6%) 6(39,8%)

Всего 3(6%) 2(4%) 1 (2%) 3(6%) 9(18%)

Нами не было отмечено ни одного случая тяжелых осложнений, таких как гипотония, субатрофия глазного яблока, отслойка сосудистой оболочки и сетчатки, гифема, гемофтальм, эндофтальмит.

Гипотензивный эффект операции оценивался с помощью проведения тонометрии и тонографии на всех 50 опытных (правые) и для сравнения на 50 контрольных (левые) глазах в течение всего срока наблюдения (15 мес.). Тонометрия по Маклакову проводилась всем кроликам до операции, на 3-й, 7-й, 15-й день и затем каждые 2 недели. До проведения оперативного вмешательства ВГД составляло в среднем 20,5±0,5 мм рт.ст., существенного различия между опытными и контрольными глазами не отмечалось. На 3-й послеоперационный день ВГД в 1-й группе составляло 13, 4±0,7 мм рт.ст., во 2-ой группе - 12,8±0,4 мм рт.ст. и 11,2±0,5 мм рт.ст в 3-й группе исследований. Через неделю замеры ВГД составляли 13,8±0,24, 12,8±0,22, 11,1±0,7 мм рт. ст., в 1-й, 2-й и 3-й группе соответственно (рис. 3).

Через 6 месяцев после имплантации углеродного микродренажа разница в снижении ВГД с контрольной группой составила в 1-й группе 24,7%, во 2-й группе 27,5% и в 3-й - 33,2%. Через 15 месяцев исследований снижение ВГД в 1-й группе на 20,1%, во 2-й - 23,2%, в 3-й - 25,5% относительно контрольной группы.

24 - ВГД

2? и

20 18 16 - \ —контроль -а-1 группа

14 - • ' " '_ -ц* 1 =йг=2 группа

12 - у«-"' -*-3 группа

10 -

6

исход 1нед. 1 мес. Змее. 6мес. 9мес. 12мес. 15мес.

Рис. 3. Динамика ВГД в различные сроки после имплантации углеродного микродренажа.

Тонографическое исследование показало достоверное снижение истинного ВГД в среднем на 23,3 % (р<0,001) и значительное, более чем в три раза, увеличение коэффициента легкости оттока.

Необходимо отметить, что в течение всего срока наблюдения тонометрическое и истинное ВГД было достоверно ниже в основных группах по сравнению с контрольной. При сравнении значений ВГД в основных группах между собой на различных сроках наблюдения давление было достоверно ниже в 3-й группе (диаметр нити 600 мкм), чем во 2-й (450 мкм) и в 1-й (150 мкм). После 6 мес. наблюдения отмечается некоторая стабилизация в динамике снижения ВГД, гипотензивный эффект снижается значительно медленнее, чем на более ранних сроках (таб. 3).

Таблица 3

Состояние гидродинамики по группам после имплантации углеродного микродренажа (по данным топографии)

Группа Пока- Время

затель исход. 1 мес. 6 мес. 9 мес. 15 мес.

Контро- Ро 20,9±0,33 21,6±0,25 22,4±0,31 21,7±0,34 22,1±0,39

льная С 0,19±0,002 0,11±0,005 0,14±0,004 0,13±0,005 0,12±0,004

F 1,39±0,04 0,95±0,04 1,26±0,05 1,45±0,05 1,43±0,04

1 Ро 21,9±0,32 13,6±0,23 14,5±0,29 15,7±0,3 16,3±0,34

основы. С 0,11±0,002 0,29±0,006 0,27±0,006 0,25±0,005 0,24±0,005

F 1,63±0,04 0,18±0,02 0,55±0,03 1,18±0,04 1,28±0,04

2 Ро 22,8±0,31 12,5±0,25 14,0±0,29 14,7±0,31 15,7±0,36

основн. С 0,10±0,001 0,28±0,00б 0,26±0,006 0,25±0,005 0,23±0,003

F 1,59±0,03 0,42±0,03 0,75±0,04 1,28±0,05 1,3б±0,04

3 Ро 21,1±0,37 11,1 ±0,22 12,6±0,27 13,7±0,35 14,8±0,6

основн. С 0,09±0,002 0,29±0,007 0,28±0,006 0,26±0,005 0,24±0,005

F 1,37±0,05 0,32±0,02 0,91±0,03 1,31±0,04 1,35±0,04

Достоверное наличие функции проведения жидкости углеродным дренажом из полифиламентной нити в живых тканях глаза на различных сроках было доказано в эксперименте с использованием красящегося вещества

(голубую краску водили в переднюю камеру оперированного глаза и следили за временем появления голубого окрашивания под конъюнктивой в области имплантированного дренажа). Во всех проведенных исследованиях было зафиксировано появление окрашивания под конъюнктивой в области дренажа в течение 15-65 сек., причем, чем толще дренаж и короче срок имплантации, тем выше скорость проведения жидкости через дренаж (таб. 4). В среднем время проведения жидкости в 3 группе было на 20 секунд меньше, чем в 1 -й группе.

Таблица 4.

Время окрашивания дренажа после предварительного введения краски в переднюю камеру (в сек.)

бмес. 12 мес. 15 мес.

1 группа (150 мкм) 35 45 65

2 группа (450 мкм) 25 35 60

3 группа (600 мкм) 15 25 45

Гистологические исследования показали, что углеродный микродренаж состоит из длинных сгруппированных в «нитку» тяжей кристаллов углерода, которые в зависимости от того как прошел срез, выглядят различно. Так, если срез прошел поперек нити, то углеродные тяжи имеют на гистологическом срезе вид мелких, тонких кристаллов собранных как бы в комплексы. Если срез прошел продольно, то углеродные частички имеют вид длинных, тонких, равномерной толщины микроволокон, собранных в ряды. В процессе формирования гистологических срезов также происходит дополнительное механическое разрушение углеродных микрофибрил микрокератомом, в результате чего на всех препаратах визуализируется определенная хаотичная фрагментация углеродных элементов.

На 7-е сутки пустоты между микрофибриллами заполнены элементами воспалительной инфильтрации. Однако инфильтрация сосредоточена в основном на поверхности нити, там, где клеточным структурам удалось

внедриться в дефекты плотной упаковки кристаллов. Через полтора месяца после операции вокруг импланта из нити образуется очень нежная соединительная ткань, состоящая из тонких коллагеновых волокон и фибробластов. Через 3 месяца после операции отмечено формирование между имплантом дренажа и раневым каналом свободной щели, через которую происходит отток жидкости. Через 4,5-6 месяцев после операции среди макрофагов появляются гигантские многоядерные клетки, отмечаются признаки фрагментации углеродных частиц. На периферии нити формируется тонкая прослойка соединительной ткани, состоящая из 2-3 слоев фибробластов. Такая «капсула» удерживает целостность нити. При 9 месячной имплантации дренажа отмечается частичное замещение импланта новообразованной рубцовой тканью, которая имеет такое же направление, как и углеродные микрофибриллы, что, возможно способствуют оттоку жидкости из передней камеры. В сроки 12-15 месяцев дренажная нить сохраняется на поверхности склеры, в зоне раневого канала, лимба и в передней камере. Признаков активного рубцевания канала не отмечено.

Обобщая результаты гистологических исследований всего срока наблюдений (15 месяцев), можно заключить, что:

1. углеродная нить вызывает асептическое воспаление, направленное на частичную резорбцию углерода;

2. к году зона раневого канала, не замещается рубцовой тканью, а сохраняет фистулизирующую структуру, в которой визуализируется углеродная нить;

3. при введении нити в полость глаза воспалительная реакция в окружающих углеродную нить тканях отсутствует.

Все эти признаки указывают на высокую биосовместимость углеродной нити с тканями глаза.

Заключение. Таким образом, в среднем гипотензивный эффект через 1215 месяцев после оперативного вмешательства составил 23,3% в сравнении с контрольной группой. Простота и удобство техники операции, а также биосовместимость дренажного материала (по данным гистологии) обеспечивают минимальный риск возможных осложнений в длительные сроки после оперативного вмешательства. Отмечена зависимость гипотензивного эффекта и клинико-экспериментальных осложнений от размеров диаметра дренажа. В 3-й экспериментальной группе (диаметр нити 600 мкм) гипотензивный эффект выше на 6,5%, чем в первой группе (диаметр нити 150 мкм) и на 3,4%, чем во 2-й группе (диаметр нити 450 мкм), однако осложнения наблюдались 4 раза чаще, чем в 1-й группе и в 2,5 раз, чем во второй. Таким образом, оптимальный результат отмечен в 1-й группе (диаметр нити 150 мкм): гипотензивный результат через 15 мес. составил 20,1%, видимых осложнений не наблюдалось.

Таким образом, разработан новый вариант гипотензивной операции с применением микродренажа, изготовленного из максимально биосовместимого материала с высокими сорбционными функциями - полифиламентной углеродной нити диаметром 150 мкм. Получен патент на способ № 2385697, от 10.04.2010г. Новое гипотензивное вмешательство с применением полифиламентного углеродного микродренажа является патогенетически обоснованным методом с высокой клинической и гипотензивной эффективностью при минимальной травматизации тканей глаза, что доказывает перспективность применения его в клинической практике.

Кроме того, учитывая микроинвазивность разработанного способа можно предположить использование дозированного дренирования в зависимости от степени повышения внутриглазного давления, путем варьирования диаметра дренажа или их числа, что требует дальнейших исследований в клинических условиях.

выводы

1. Разработан микродренаж с высокими дренажными функциями, представляющий собой полифиламентную нить длиной 25 мм диаметром 150-600 мкм из углеродного волокна гидратцеллюлозы, предварительно термообрабоганного при 1000°С и активированного в потоке С02 при 900°С с расходом углекислого газа 20 л/час, перед применением выдержанного в течении 1 минуты в 40% растворе глюкозы.

2. Разработана новая методика установки углеродного микродренажа с гипотензивной целью в условиях эксперимента с использованием специального шпателя с отполированной П-образной головкой.

3. Гипотензивный способ интрасклерального микродренирования передней камеры позволяет повысить эффективность операции за счет уникальных дренажных свойств углеродной полифиламентной нити, а также резко снизить возможные послеоперационные осложнения в виду своей малотравматичности.

4. Изучена зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента. Гипотензивный результат при использовании микродренажа сохраняется длительное время со снижением ВГД не менее чем на 20,1% (диаметр нити 150 мкм), при увеличении диаметра нити эффект увеличивается: во второй группе (450 мкм) - на 23,2% и в третьей группе (600 мкм) - на 26,6%.

5. На основании данных гистологического исследования доказана хорошая переносимость углерода тканями глаза. При имплантации углеродной полифиламентной нити определена воспалительная реакция асептического характера, что свидетельствует о химической индифферентности углерода и отсутствии токсического влияния на слои склеры, конъюнктивы, роговицы и радужки. Зона раневого канала, в котором заключена нить не замещается рубцовой тканью, а сохраняет фистулизирующую структуру, что способствует оттоку жидкости из передней камеры.

6. Эффективность и безопасность применения полифиламентной углеродной нити в качестве гипотензивного дренажа в эксперименте указывает на перспективность применения его в клинической практике.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Хирургическое лечение глаукомы путем микродренирования. Обзор литературы.// Клиническая офтальмология. - 2009. - том 10.-Xs3.-C. 113-115.

2. Белёвцева Т.А. Новый метод микродренирования для лечения глаукомы в эксперименте. // XXXII Итоговая конференция молодых ученных. Труды конференции. - М., 2010. - С.36-37.

3. Белёвцева Т.А. Разработка микродренажа для хирургического лечения глаукомы из полифиламентной углеродной нити. // XXXII Итоговая конференция молодых ученных. Труды конференций. - М., 2010. - С.38-39.

4. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Способы микродренирования в хирургии глаукомы. Обзор литературы. II Глаз. - 2010. - № 2. — С. 11-16.

5. Соловьева A.B., Белёвцева Т.А. Хирургическое лечение постожоговой глаукомы. Обзор литературы. // Рефракционная хирургия и офтальмология. - 2010. - том 10. - С. 17-21.

6. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Полифиламентная углеродная нить в качестве микродренажа при антиглаукоматозной операции. Н «Восток-Запад» Сборник научных трудов международной научно-практической конференции по офтальмохирургии,-Уфа, 2010.-С. 220-222.

7. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Вариант гипотензивной операции с применением углеродной нити в эксперименте. // Съезд офтальмологов России, 9-й: Тез. докл.-М.,2010. -С. 165.

8. Neroev V.V., Bykov V.P., Kvasha O.I,, Belyovtseva Т.А. New method for the treatment of glaucoma. // Ocular trauma congress. IX symposium ISOT. Argentina, Buenos Aires, 2010. - P. 2426.

9. Нероев B.B., Быков В.П., Золкин П.И., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Разработка дренажа из углеродной нити для лечения глаукомы на этапе исследований in vitro. II Российский офтальмологический журнал. - 2010. - том 3,- X» 3,- С.44.

10. Нероев В.В., Быков В.П., Белёвцева Т.А. Перспективы применения высокотехнологичного углеродного материала в качестве дренажа в хирургии глаукомы. // Российский общенациональный офтальмологический форум. Сб. трудов науч.-практ. конференции с международным участием, посвященная 110-летнему юбилею МНИИ ГБ им. Гельмгольца. - М., 2010. - том 1. - С. 141-145.

11. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Новый метод лечения посттравматической глаукомы (экспериментальное исследование). // Медицина катастроф. -2011.-Х» 1(73).-С. 51-53.

12. Нероев В.В., Быков В.П., Кваша О.И., Белёвцева Т.А. Результаты нового метода микродренирования в эксперименте. // Российский офтальмологический журнал. -2011.-том4.-Ks2,-С. 66-69.

13. Офтальмологический шпатель для эпи- и интрасклерального проведения микродренажа. Патент РФ № 81068, от 10.03.2009 (Нероев В.В., Быков В.П., Белёвцева Т.А.).

14. Микродренаж из углеродной нити для офтальмологических вмешательств. Патент РФ X» 81894, от 10.04.2009 (Нероев В.В., Быков В.П., Белёвцева Т.А.).

15. Способ микродренирования при лечении глаукомы. Патент РФ Х° 2385697, от 10.04.2010 (Нероев В.В., Быков В.П., Белёвцева Т.А.).

Список сокращений

ВГД - внутриглазное давление УБМ - ультразвуковая биомикроскопия ПК - передняя камера УВ - углеродное волокно

Заказ № 341. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». г.Москва, ул .Палиха 2а.тел.(499)250-92-06 www.postator.ru

Глаукома была и остается одной из актуальнейших проблем офтальмологии. Тенденция роста заболеваемости глаукомой, которая отмечается в целом ряде стран, характерна и для России: глаукома вышла на первое место в структуре слепоты и первичной инвалидности среди другой глазной патологии (Е.С. Либман, Е.В. Шахова 2005; H.A. Quigley et al., 2006). При этом 37% инвалидов находятся в трудоспособном возрасте (Е.С. Либман и соавторы, 2004). Это объясняется значительной распространенностью глаукомы, трудностью ее ранней диагностики, бессимптомностью течения, необратимостью органических изменений различных структур глаза, поздней обращаемостью больных за квалифицированной медицинской помощью.

Травмы органа зрения осложняются глаукомой в 9,2-61,4% случаев (A.B. Степанов, 1980). Наиболее частой причиной повышения внутриглазного давления в этих случаях является формирование передних синехий и других сращений в результате посттравматического иридоциклита. Передние синехии вызывают смещение иридохрусталиковой диафрагмы и блокаду фильтрационной зоны угла передней камеры. Повышение внутриглазного давления значительно отягощает течение ожоговой травмы глаза и может стать причиной необратимой слепоты, это, прежде всего, связано с глубоким повреждением глаза, приводящим к тяжелым анатомическим изменениям, выраженным нейрососудистым расстройствам (И.С. Чернетский, 2009). Посттравматическая глаукома поражает преимущественно лиц трудоспособного возраста, отсюда социальная значимость этой проблемы.

Большинство современных методов лечения глаукомы направлено на нормализацию внутриглазного давления, как одного из основных факторов, приводящих к развитию глаукомной оптической нейропатии и резкому снижению зрительных функций. При выявлении заболевания необходимо немедленно приступать к его лечению, так как глаукома ведет к необратимой 5 слепоте глаза. Однако, как отметил А.П. Нестеров, «.в настоящее время хороших методов лечения глаукомы не существует» (A.B. Нестеров Глаукома, М.: Медицина, 1995, с.186). Несмотря на значительные успехи медикаментозной и лазерной терапии, во многих случаях приходиться прибегать к хирургическим методам снижения ВГД. Применение «классических» фистулизирующих операций нередко приводит к развитию различных послеоперационных осложнений, и они, в силу ряда причин, оказываются неэффективными. Остается нерешенной проблема избыточного рубцевания склеры в зоне проводимого вмешательства (В.П. Еричев и соавт., 1999).

Одним из наиболее радикальных и действенных способов лечения рефрактерной глаукомы, является применение шунтовых дренажей. Другие способы лечения по данным исследований, не составляют им значительной конкуренции (Т.Е. Eid, L.J. Katz, 1997; R. Daly, 2010).

В последние годы операциям по эксплантодренированию уделяется много внимания. Дренажи используются в виде узких пленок силикона (А.Ф. Юмагулова, 1981), коллагеновых губок (С.Ю. Анисимова и соавт., 2006), в виде трубочек-капилляров (A.M. Бессмертный, 2006), минишунтов (D. Spiegel et al., 2009; D. Tarn, I. Ahmed, 2008) или клапанных дренажей (A.L. Coleman, 1995; A.C.B. Molteno, 1986), через которые, благодаря их конструкции, количество оттекающей влаги из передней камеры глаза регулируется уровнем офтальмотонуса. Однако эти дренажи обладают существенными недостатками: имеют тенденцию к смещению, обнажению и отторжению, больные часто жалуются на дискомфорт, ощущение инородного тела, диплопию; также возможно блокирование шунтового дренажа в местах сужения; при смещении в переднюю камеру, силиконовая трубка может вызвать эндотелиально-эпителиальную дистрофию роговицы (Ю.С. Астахов и соавт., 2006).

Поэтому представляется целесообразным продолжение поиска материала и формы микродренажа, более подходящего для снижения б внутриглазного давления. На наш взгляд, таким материалом может стать углеродное волокно. Углеродный материал не обладает общетоксичным, раздражающим, сенсибилизирующим действием на организм и высоко биосовместим с тканями человека (П.И. Золкин и соавт., 2003). Имплантаты на основе углерода с успехом применяются в стоматологии, травматологии и нейрохирургии. Также, основанием для выбора углеродного материала в качестве микродренажа послужил положительный опыт использования этих материалов в пластической офтальмохирургии (P.A. Гундорова и соавт., 1992; И.А. Филатова, 1994), для лечения травматической отслойки сетчатки (В .П. Быков, O.A. Киселева, О.Г. Давыдова, 1997) и первичной открытоугольной глаукомы (Л.В. Максимова, 2000; Х.Р. Гарифуллина, 2006).

Производство углеродного волокна постоянно совершенствуется и, в настоящее время, способно производить углеродную нить с улучшенными дренажными функциями, раннее не применявшуюся в медицине.

Целью настоящего исследования явилась разработка малоинвазивного метода микродренирования передней камеры с гипотензивной целью за счет использования углеродной полифиламентной нити.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Разработать микродренаж из углеволокна с высокими дренажными функциями.

2. Разработать методику установки углеродного микродренажа с гипотензивной целью в эксперименте с использованием специального шпателя.

3. Провести клиническую оценку эффективности гипотензивного способа интрасклерального перфорирующего введения в переднюю камеру микродренажа из углеродной нити различного диаметра в эксперименте.

4. Изучить зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента.

5. Гистологическое изучение клеточной реакции тканей глаза при имплантации углеродного микродренажа.

Новизна исследования.

I. Впервые разработан (совместно с технологами) углеродный микродренаж с улучшенными дренажными функциями.

II. Впервые разработан гипотензивный метод микродренирования передней камеры путем интрасклерального введения микродренажа, изготовленного из углеродной нити в эксперименте.

III. Разработан оригинальный офтальмологический инструмент -шпатель для интрасклерального введения микродренажа из углеродной нити в переднюю камеру.

IV. Изучена зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента.

V. Впервые гистологически изучено длительное нахождение углеродного микродренажа в слоях склеры, в передней камере и в субтеноновом пространстве.

Медико-социальная и экономическая значимость.

Проведенное исследование позволит снизить частоту осложнений и повысить эффективность микродренирования передней камеры при оперативных вмешательствах с гипотензивной целью.

Экономически доступно разным социальным группам населения, т.к. не требует значительных материальных вложений.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Экспериментальное изучение углеродного материала доказывает обоснованность применения его в качестве гипотензивного микродренажа.

2. Разработан гипотензивный метод микродренирования передней камеры путем интрасклерального введения микродренажа из углеродной полифиламентной нити с использованием специального шпателя.

3. Проведена клиническая оценка эффективности гипотензивного способа микродренирования передней камеры углеродной полифиламентной нитью различного диаметра в эксперименте.

4. Экспериментально доказано, что новый метод микродренирования углеродной нитью является эффективным способом компенсирования внутриглазного давления на длительные сроки.

5. По данным гистологического исследования доказана хорошая переносимость углеродной нити тканями глаза.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих научно-практических конференциях: XXXII Итоговая конференция молодых ученых МГМСУ «Актуальные проблемы современной медицины» (Москва, 2010); Российский общенациональный офтальмологический форум (Москва, 2010), на конференции кафедры глазных болезней ФПДО МГМСУ и межотделенческой конференции ФГУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития России (Москва, 2009, 2010, 2011).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 12 научных работ, 3 из них в журналах, рекомендованных ВАК и 1- в зарубежной печати.

Получен 1 патент на изобретение (БШ № 2385697 от 10.04.2010) и 2 патента на полезные модели (ЬШ № 81068 от 10.03.2009, 1Ш № 81894 от 10.04.2009).

выводы

1. Разработан микродренаж с высокими дренажными функциями, представляющий собой полифиламентную нить длиной 25 мм диаметром 150-600 мкм из углеродного волокна гидратцеллюлозы, предварительно термообработанного при 1000°С и активированного в потоке СО2 при 900°С с расходом углекислого газа 20 л/час, перед применением выдержанного в течении 1 мин в 40% растворе глюкозы.

2. Разработана новая методика установки углеродного микродренажа с гипотензивной целью в условиях эксперимента с использованием специального шпателя с отполированной П-образной головкой.

3. Гипотензивный способ интрасклерального микродренирования передней камеры позволяет повысить эффективность операции за счет уникальных дренажных свойств углеродной полифиламентной нити, а также резко снизить возможные послеоперационные осложнения в виду своей малотравматичности.

4. Изучена зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента. Гипотензивный результат при использовании микродренажа сохраняется длительное время со снижением ВГД не менее чем на 20,1% (диаметр нити 150 мкм), при увеличении диаметра нити эффект увеличивается: во второй группе (450 мкм) — на 23,2% и в третьей группе (600 мкм) — на 26,6%.

5. На основании данных гистологического исследования доказана хорошая переносимость углерода тканями глаза. При имплантации углеродной полифиламентной нити определена воспалительная реакция асептического характера, что. свидетельствует о химической индифферентности углерода и отсутствии токсического влияния на слои склеры, конъюнктивы, роговицы и радужки. Зона раневого канала, в котором заключена нить не замещается рубцовой тканью, а сохраняет фистулизирующую структуру, что способствует оттоку жидкости из передней камеры.

6. Эффективность и безопасность применения полифиламентной углеродной нити в качестве гипотензивного микродренажа в эксперименте указывает на перспективность применения его в клинической практике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Глаукома занимает во всем мире, и в России в частности, одно из главных мест в структуре слепоты и слабовидения. Несмотря на развитие микрохирургической техники, использование новых моделей дренажей и цитостатиков, проблема хирургического лечения рефрактерной глаукомы далека от своего окончательного решения.

Хирургическое лечение глаукомы, особенно при её медикаментозно резистентных формах, является основным методом, позволяющим замедлить или предотвратить прогрессирование процесса. Новые возможности в достижении стойкого гипотензивного эффекта при антиглаукоматозных операциях открыло применение трансплантатов, используемых в качестве дренажей. Наличие большого количества предлагаемых дренажей и дренажных устройств говорит о том, что оптимального сочетания свойств имплантов еще не найдено. Всем применяемым в настоящее время антиглаукоматозным операциям с дренажами присуще специфические осложнения: гипотония, мелкая передняя камера, ЦХО, нарушение подвижности глаза, диплопия, косоглазие, дислокация и отторжение дренажей, дистрофия роговицы, фиброз фильтрационной подушки, наружная фильтрация и ряд других осложнений. К сожалению, чем выше эффективность дренажа, тем больше количество осложнений. В основе большинства осложнений два механизма: плохо прогнозируемый отток жидкости после имплантации дренажа и недостаточная биосовместимость импланта и окружающих его тканей глаза. Недостатки и ограничения применения существующих имплантационных материалов обосновывают актуальность поиска новых средств для гипотензивной офтальмохирургии.

Углеродные материалы удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к имплантам, отсутствие токсичности и канцерогенности, легкая и быстрая стерилизация, отсутствие экстрагируемых продуктов и коррозийных явлений при контакте с живыми тканями. Углеродный материал достаточно давно зарекомендовал себя как наиболее биосовместимый и широко применяемый в медицине и в офтальмологии в частности.

Целью настоящего исследования явилась разработка малоинвазивного метода микродренирования передней камеры с гипотензивной целью за счет использования микродренажа из углеродной полифиламентной нити. Основными задачами при планировании эксперимента были:

1. Разработать микродренаж из углеволокна с высокими дренажными функциями.

2. Разработать методику установки углеродного микродренажа с гипотензивной целью в эксперименте с использованием специального шпателя.

3. Провести клиническую оценку эффективности гипотензивного способа интрасклерального перфорирующего введения в переднюю камеру микродренажа из углеродной нити различного диаметра в эксперименте.

4. Изучить зависимость уровня снижения офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента.

5. Гистологическое изучение клеточной реакции тканей глаза при имплантации углеродного микродренажа.

Совместно с технологами ФГУП «НИИграфит» нами были изучены различные исходные материалы, используемые в получении углеродной полифиламентной нити: гидратцеллюлоза, ПАН-волокно, широкий круг нетканых волокнистых материалов (Олилон, Оксилон, Мтилон, Карботекстим, Карбонеткалон). Из всего многообразия материалов выбран один тип углеродного волокна на основе гидратцеллюлозы и для него подобраны условия активации, позволяющие увеличить исходную сорбционную емкость от 0,2 см3/г до 400 см3/г и удельную поверхность от 0,5 м2/г до 2000 м2/г без потери механической прочности.

В результате серьезных технологических исследований было доказано, что наиболее перспективным для получения углеродной полифиламентной нити являются волокна гидратцеллюлозы, так как они гораздо лучше совмещаются с полимерной углеродной матрицей, кроме того они обладают более продолжительной климатической устойчивостью, чем изделия на основе альтернативных материалов. Для улучшения адгезивных свойств углеродного волокна (увеличения удельной поверхности и сорбционной емкости) были использованы различные катализаторы и, в сравнении их, было доказано наиболее эффективное получение углеволокна происходит в потоке СС>2 при 900°С с расходом углекислого газа 20 л/час.

Полученное путем пиролиза углеволокно из гидратцеллюлозы с увеличенными показателями сорбционной емкости и удельной поверхностью было исследовано нами в лабораторных условиях в 3-х сериях экспериментов. По результатам которых, мы убедились в эффективной длительной проводимости нитью белковой жидкости. Также была установлена зависимость скорости проведения жидкости от уровня давления, чем больше разность давления в жидкости (разность уровней в ёмкостях), тем выше скорость проведения жидкости по дренажу, т.е. при высоком внутриглазном давлении дренаж, должен работать более эффективно. В третьем эксперименте in vitro изучались механические свойства полифиламентного дренажа под влиянием различных препаратов с целью уменьшения разволокнения и ломкости нити. Было доказано, что удобней использовать углеродную нить, вымоченную перед применением в течение 1 минуты в 40% растворе глюкозы. Волокно становится более прочным и менее сыпучим, что позволяет легко имплантировать микродренаж.

Таким образом, в результате исследований был разработан и запатентован микродренаж из углеволокна с максимальной сорбционной емкостью: углеродный микродренаж представляет собой нить длиной 25 мм,

97 диаметром 150-600 мкм из углеродного волокна гидратцеллюлозы, предварительно термообработанного при 1000°С и активированного в потоке С02 при 900°С с расходом углекислого газа 20 л/час, перед применением нить выдержанна в течении 1 мин в 40% растворе глюкозы.

Для изучения зависимости снижения уровня офтальмотонуса от размеров углеродного микродренажа в условиях эксперимента in vivo использовались 3 опытные группы: с диаметром нити 150 мкм (15 глаз) -первая группа, 450 мкм (20 глаз) — вторая группа и 600 мкм (15 глаз) — третья группа. Наблюдение за результатами исследования проводилось в течение 15 месяцев.

Для упрощения техники введения микродренажа, снижения травматичности и продолжительности хирургического вмешательства нами был разработан специальный шпатель с отполированной П-образной головкой. Использование данного инструмента гораздо упростило технику операции и сократило продолжительность операции на 40%.

Техника операции включала максимально щадящее хирургическое вмешательство (микроинвазивное): интрасклеральный разрез копьевидным ножом в переднюю камеру (без формирования глубокого склерального кармана), фиксирование дренажа к склере одним швом и одномоментное проведение его специальным шпателем в переднюю камеру. Время операции не более 5-7 минут, что указывает на минимально возможные послеоперационные осложнения. К дефектам операции можно отнести неровное срезание кончика нити, введенного в переднюю камеру (у 3-х кроликов - 1 кролик с нитью диаметром 400 мкм и 2 кролика с нитью 600 мкм).

В ходе наблюдения за экспериментальными группами была отмечена зависимость клинических проявлений от размеров имплантированного микродренажа: чем больше диаметр нити, тем лучше отток, но были и недостатки. В группах с большим диаметром нити чаще отмечались косметические дефекты и незначительные осложнения, при этом снижение

98 офтальмотонуса было более значительным. В группе с диаметром нити 150 мкм отмечено оптимальное соответствие гипотензивного эффекта при полном отсутствии наблюдаемых осложнений.

В раннем послеоперационном периоде отмечали формирование разлитых фильтрационных подушечек, в зоне операции слабый отек конъюнктивы, радужка не изменена, оптические среды были прозрачны, на двух глазах отмечалась мелкая передняя камера, которая самостоятельно восстановилась на 2-ой неделе. При дальнейшем наблюдении опытные глаза кроликов оставались абсолютно спокойными, реакции со стороны радужки, роговицы и влаги передней камеры, помутнения хрусталика и стекловидного тела отмечено не было на протяжении всего срока наблюдения (15 месяцев). Воспалительных и геморрагических осложнений также не наблюдалось

Ультразвуковую биомикроскопию и гониоскопию переднего отрезка глаза проводили выборочно по 5 кроликов из каждой группы 1 раз в квартал. Во всех случаях отмечено нахождение дренажа в передней камере. В одном случае отмечено наличие очень короткого переднекамерного конца нити <1мм и в 2-х случаях касание кончика нити роговицы. Для исследования влияния углеродного микродренажа на эндотелий роговицы была проведена эндотелиальная микроскопия (1 раз в квартал в течение всего срока наблюдения - 15 мес.). При эндотелиальной микроскопии не выявлено достоверного уменьшения количества эндотелиальных клеток и изменения их качественного состава, как на опытных, так и на контрольных глазах.

Из относительных осложнений возникших после оперативного вмешательства можно отметить: мелкую переднюю камеру на первой неделе на 2 глазах у кроликов из 3-й группы); касание нити с роговицей и радужкой у одного кролика из 2-й группы и у двух кроликов из 3-й группы); и слишком длинный и, возможно, плохо закрепленный дистальный конец нити во 2-й группе -2 случая, в 3-й - один). Т.о., в первой группе осложнений отмечено не было, во 2-й группе незначительные недочеты отмечены в 3-х случаях и в 3-й группе - это 6 глаз (39,8%). Нами не было отмечено ни одного

99 случая тяжелых осложнений, таких как гипотония, субатрофия глазного яблока, отслойка сосудистой оболочки и сетчатки, гифема, гемофтальм, эндофтальмит.

Гипотензивный эффект операции оценивался с помощью проведения тонометрии и тонографии на всех 50 опытных и для сравнения на 50 контрольных глазах в течение всего срока наблюдения (15 мес.). Тонометрия по Маклакову проводилась всем кроликам до операции, на 3-й, 7-й, 15-й день и затем каждые 2 недели. До проведения оперативного вмешательства ВГД составляло в среднем 20,5±0,5 мм рт.ст., существенного различия между опытными и контрольными глазами не отмечалось. На 3-й послеоперационный день ВГД в 1-й группе составляло 13,4±0,7 мм рт.ст., во 2-й группе - 12,8±0,4 мм рт.ст. и 11,2±0,5 мм рт.ст в 3-й группе исследований. Через неделю замеры ВГД составляли 13,8±0,24, 12,8±0,22, 11,1±0,7 мм рт. ст., в 1-й, 2-й и 3-й группе соответственно. Через 6 месяцев после операции разница в снижении ВГД с контрольной группой составила в 1-й группе 24,7%, во 2-й группе 27,5% и в 3-й - 33,2%. Через 15 месяцев исследований: снижение ВГД в 1-й группе на 20,1%, во 2-й — 23,2%, в 3-й — 25,5% относительно контрольной группы.

Тонографическое исследование показало достоверное снижение истинного ВГД в среднем на 23,3% (р<0,001) и значительное, более чем в три раза, увеличение коэффициента легкости оттока. Необходимо отметить, что в течение всего срока наблюдения тонометрическое и истинное ВГД было достоверно ниже в основных группах по сравнению с контрольной. При сравнении значений ВГД в основных группах между собой на различных сроках наблюдения давление было достоверно ниже в 3-й группе, чем во второй и первой. После 6 мес. наблюдения отмечается некоторая стабилизация в динамике снижения ВГД, гипотензивный эффект снижается значительно медленнее, .чем на более ранних сроках.

Достоверное наличие функции проведения жидкости углеродным дренажом из полифиламентной нити в живых тканях глаза на различных

100 сроках было доказано в эксперименте с использованием красящегося вещества (голубую краску водили в переднюю камеру оперированного глаза и следили за временем появления голубого окрашивания под конъюнктивой в области имплантированного дренажа). Во всех проведенных исследованиях было зафиксировано появление окрашивания под конъюнктивой в области дренажа в течение 15-65 сек., причем, чем толще дренаж и короче срок имплантации, тем выше скорость проведения жидкости через дренаж. В среднем время проведения жидкости в 3 группе было на 20 секунд меньше, чем в 1-й группе.

Гистологические исследования, показали, что к году зона раневого канала, в котором заключена нить не замещается рубцовой тканью, а сохраняет фистулизирующую структуру, в которой визуализируется углеродная нить. Углеродный микродренаж состоит из длинных сгруппированных в «нитку» тяжей углеродных микрофибрилл, которые в зависимости от того как прошел срез, выглядели различно. Через 3 месяца после операции на периферии нити формируется тонкая прослойка соединительной ткани, состоящая из 2-3 слоев фибробластов. Такая «капсула» удерживает целостность нити и ограничивает асептическое воспаление, направленное на частичную резорбцию углеродных фрагментов. К году отмечается наличие макрофагов и единичных гигантских многоядерных клеток, окружающих углеродные частички. Полностью отсутствует воспалительная реакция окружающих тканей вокруг углеродной нити.

Таким образом, в среднем гипотензивный эффект через 12-15 месяцев после оперативного вмешательства составил 23,3% в сравнении с контрольной группой. Простота и удобство техники операции, а также биосовместимость дренажного материала (по данным гистологии) обеспечивают минимальный риск возможных осложнений в длительные сроки после оперативного вмешательства. Отмечена зависимость гипотензивного эффекта и клинико-экспериментальных осложнений от

101 размеров диаметра дренажа. В третьей экспериментальной группе гипотензивный эффект выше на 6,5%, чем в 1-й группе и на 3,4%, чем во 2-й группе, однако осложнения наблюдались 4 раза чаще, чем в первой группе и в 2,5 раз, чем во второй. Таким образом, оптимальный результат отмечен в первой группе (диаметр нити 150 мкм). Гипотензивный результат через 15 мес. составил 20,1%, осложнений не наблюдалось.

Таким образом, разработан новый вариант гипотензивной операции с применением микродренажа, изготовленного из максимально биосовместимого материала с высокими сорбционными функциями -полифиламентной углеродной нити диаметром 150 мкм. Получен патент на способ № 2385697, от 10.04.2010г. Новое гипотензивное вмешательство с применением полифиламентного углеродного микродренажа является патогенетически обоснованным методом с высокой клинической и гипотензивной эффективностью при минимальной травматизации тканей глаза, что доказывает перспективность применения его в клинической практике.

Кроме того, учитывая микроинвазивность разработанного способа можно предположить использование дозированного дренирования в зависимости от степени повышения внутриглазного давления, путем варьирования диаметра дренажа или их числа, что требует дальнейших исследований в клинических условиях.