Аветисов К.С.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Федоров А.А.

Московский областной НИИ акушерства и гинекологии

Новиков И.А.

Институт клинической кардиологии им. А.Л. Мясникова ФГБУ «НМИЦ кардиологии» Минздрава России, Москва, Россия

Световая и сканирующая электронная микроскопия передней капсулы хрусталика после различных методик капсулорексиса

Журнал: Вестник офтальмологии. 2015;131(6): 4-10

Просмотров : 51

Загрузок : 1

Как цитировать

Аветисов К. С., Федоров А. А., Новиков И. А. Световая и сканирующая электронная микроскопия передней капсулы хрусталика после различных методик капсулорексиса. Вестник офтальмологии. 2015;131(6):4-10. https://doi.org/10.17116/oftalma201513164-10

Авторы:

Аветисов К.С.

ФГБУ "НИИ глазных болезней" РАМН

Все авторы (3)

Развитие методов лечения катаракты происходит в направлении совершенствования микроинвазивных хирургических операций. Наряду с широко применяемой методикой ультразвуковой факоэмульсификации в последние годы в клиническую практику внедряют хирургические технологии, предполагающие использование в ходе операции энергии фемтосекундного лазера для выполнения переднего кругового капсулорексиса и фрагментации ядра хрусталика [1—3]. По аналогии с применяемыми в сердечно-сосудистой хирургии вмешательствами данную технологию предложено обозначать как гибридную факоэмульсификацию [4]. Фемтосекундный лазер имеет длину волны 1023 нм и «работает» в ближней инфракрасной части спектра.

Потенциальное «качество» капсулорексиса позиционируют как одно из основных преимуществ гибридной факоэмульсификации. При этом помимо нивелирования человеческого фактора для сравнительной оценки «качества» капсулорексиса используют такие критерии, как биомикроскопическая картина и рефракционные результаты. Отмечено, что применение фемтосекундного лазера обеспечивает адекватную центрацию, форму и расположение капсулорексиса [5]. В свою очередь, эластичность и равномерное натяжение капсульного мешка после имплантации интраокулярной линзы способствуют ее правильной центрации, стабильному положению и, как следствие, уменьшению рефракционных ошибок и оптических аберраций [6, 7].

Тем не менее в ряде ранее проведенных исследований выявлены существенные морфологические отличия края капсулорексиса при применении мануальной и фемтосекундной методик выполнения этого этапа хирургического вмешательства. Так, с помощью сканирующей электронной микроскопии были исследованы образцы центральной части передней капсулы, полученные в результате капсулорексиса, и выявлены «микроразрывы» ее края после фемтолазерного формирования капсулорексиса [5]. Аналогичные результаты были получены и в других исследованиях, в которых авторы помимо этого отметили возможность потенциального распространения «микроразрывов» передней капсулы в процессе последующих этапов операции [8], прямую зависимость «иррегулярности» края капсулы от мощности лазерного излучения [9] и наличие демаркационной линии шириной 60 мкм вдоль края капсулорексиса [10]. Лишь в одной работе на основе сканирующей электронной микроскопии было выявлено, что после мануального выполнения капсулорексиса «…край капсулы был грубее, отмечены линейные следы, указывающие на частичное расслоение и надрывы края», в то время как после фемтосекундного капсулорексиса «края капсулы были более ровные и гладкие, без следов надрывов» [11].

Цель настоящего исследования — дать морфологическую оценку состояния передней капсулы хрусталика после выполнения переднего кругового капсулорексиса с помощью мануальной циркулярной и фемтосекундной лазерной капсулотомии на основе световой и сканирующей электронной микроскопии.

Материал и методы

Исследованы 30 фрагментов передней капсулы хрусталика, полученных во время факоэмульсификации, которые были разделены на 3 группы по 10 образцов в каждой. В 1-ю группу были включены образцы, полученные путем мануальной циркулярной капсулотомии, а во 2-ю и 3-ю группы — с помощью фемтосекундного лазера в режиме условно низкой и высокой энергии соответственно. Все хирургические вмешательства были выполнены одним хирургом. Первоначально для решения поставленных в настоящей работе задач планировали исследование большего числа образцов передней капсулы, однако однородность полученных результатов позволила ограничить рамки анализа указанным выше количеством.

Для мануального выполнения капсулорексиса использовали капсульный пинцет с прямыми браншами и так называемое центростремительное направление манипуляций. Для фемтосекундной капсулотомии применяли лазерную установку VICTUS («Technolas Perfect System», Германия). Инфракрасный фемтосекундный лазер был настроен на частоту обновлений 80 кГц, длину импульса от 230 до 550 фс и длину волны 1023 нм. Условно показатели низкой и высокой энергии при фемтосекундном формировании капсулорексиса составили 5200 и 7000 нДж соответственно c расстоянием между точками и слоями 5 и 2 мкм соответственно. Диаметр поверхности «жесткого» интерфейса составил 10,8 мм, кривизна — 8,3 мм. Контроль фемтосекундной капсулотомии осуществляли с помощью интегрированной в лазерную установку оптической когерентной томографии в реальном времени. Интерфейс пациента состоял из аппланационной линзы, иммерсионного раствора между линзой и роговицей, вакуумного кольца и трубки.

По 5 фрагментов передней капсулы хрусталика из каждой группы непосредственно после интраоперационного удаления помещали в 10% раствор нейтрального формалина. После обезвоживания в батарее спиртов восходящей концентрации образцы расправляли на предметном стекле, окрашивали по Романовскому—Гимзе, гематоксилином и эозином и заключали в канадский бальзам. Полученные таким образом тотальные плоскостные препараты исследовали на световом микроскопе Leica DM2500. Фоторегистрацию изображений осуществляли на цифровой фотокамере Leica DFC320 (×25—1300) с последующим морфометрическим анализом изображений с помощью программного обеспечения ImageScope Color.

Оставшиеся 5 образцов из каждой группы исследовали на сканирующем электронном микроскопе EVO LS10 («Carl Zeiss», Германия) в низковакуумном режиме при ускоряющем напряжении 20 кВ. Для этого нефиксированные образцы передней капсулы хрусталика сразу же после извлечения располагали и расправляли на предметных столиках эпителиальной поверхностью кнаружи и помещали в смотровую камеру микроскопа.

Результаты и обсуждение

Результаты исследования передней капсулы хрусталика после выполнения мануального капсулорексиса

При светооптическом исследовании плоскостных препаратов удаленных фрагментов передней капсулы хрусталика ее край представлялся ровным без разрывов и «заусениц» на всем протяжении. Важной морфологической особенностью всех плоскостных препаратов этой группы является неполное покрытие внутренней поверхности капсулы хрусталиковым эпителием с образованием свободной зоны шириной в среднем 11,9±3,8 мкм, по размерам сопоставимой со средним диаметром переднекапсулярного эпителиоцита (рис. 1).

Рис. 1. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: ровный край капсулы. Наличие узкой прерывистой деэпителизированной зоны вдоль края (отмечено стрелками). Окраска по Романовскому—Гимзе.

При большем увеличении свободный край эпителиальной выстилки представлялся волнообразным, повторяющим контуры клеток (при разрыве по межклеточным границам) или очертания ядер (при разрывах клеточной мембраны). О возможности трансцеллюлярного разрыва эпителиоцитов свидетельствовало уменьшение средней площади пограничных клеток (145±24,7 мкм2) по сравнению с расположенными более центрально (188±25,4 мкм2). При этом форма и средние размеры ядер этих клеток практически не различались (38,8±5,5 и 46,6±9,3 мкм2 соответственно). Нередко эпителиальный пласт мог достигать края капсулы и даже образовывать на небольшом протяжении дупликатуру (рис. 2). Различные варианты разрывов, возможно, зависели от степени адгезии эпителия к капсуле и функционального состояния его клеток. Можно предположить, что деэпителизированная поверхность зеркально сохранена вдоль свободного края периферических отделов сохранной передней капсулы. В 2 случаях на внутренней поверхности фрагмента передней капсулы наряду с эпителием отмечено наличие волокон кортикального слоя хрусталика, что, возможно, связано с типом катаракты (рис. 3). При большем увеличении линия разрыва свободного края передней капсулы после мануальной капсулотомии имела неровные зазубренные очертания с высотой отдельных «зубцов» не более 2—4 мкм (рис. 4).

Рис. 2. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: отрыв хрусталикового эпителия по межклеточным границам (отмечено стрелкой черного цвета) с разрывом клеточной мембраны (отмечено стрелкой белого цвета) и образованием дупликатуры (отмечено звездочкой). Окраска по Романовскому—Гимзе.

Рис. 3. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: вместе с капсулой удалена часть хрусталиковых волокон (отмечено стрелками). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 4. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: при большем увеличении линия ручного капсулорексиса имеет шероховатый вид (отмечено стрелкой). Окраска гематоксилином и эозином.

При сканирующей электронной микроскопии деэпителизированная зона на удаленном диске передней капсулы обычно прослеживалась не на всем протяжении. По свободному краю наблюдались отдельные «заусеницы» и небольшие углубления (рис. 5). Торцевая поверхность разрыва выглядела относительно ровной, имела сглаженный слоистый рельеф с прерывистой по всему протяжению эпителиальной выстилкой и единичными дефектами в виде насечек (рис. 6).

Рис. 5. Сканограмма передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: ограниченная пограничная деэпителизированная зона передней капсулы (между стрелками желтого цвета) и неровность контура (отмечено стрелкой белого цвета) в виде небольших выступов и/или углублений.

Рис. 6. Сканограмма передней капсулы хрусталика после мануального капсулорексиса: на фоне относительно ровной торцевой части удаленного фрагмента (между стрелками белого и черного цвета) имеет место единичная «заусеница» (отмечено стрелкой белого цвета).

Результаты исследования передней капсулы хрусталика после выполнения фемтолазерного капсулорексиса в режиме низкой энергии

При световой микроскопии свободный край капсулы, будучи в целом ровным, тем не менее имел многочисленные небольшие выступы и шероховатости (рис. 7, 8). Кроме того, почти в полтора раза была увеличена в ширину бесклеточная зона между свободным краем капсулы и границей эпителиального пласта — 15,9±3,73 мкм. При этом в пограничных клетках хрусталикового эпителия отмечали уплотнение плазматической мембраны, прилегающей на своем протяжении непосредственно к ядрам всех смежных клеток. Уменьшение средней площади пограничных клеток и их ядер (до 140,1±30 и 21,2±4,7 мкм2 соответственно) происходило главным образом за счет кариопикноза, что указывало на возможное тепловое контрактильное воздействие фемтосекундного лазерного излучения. Проксимально расположенные эпителиальные клетки и их ядра имели сравнительно большие размеры (148,4±36,3 и 26±4,1 мкм2 соответственно), но меньшие, чем после мануального капсулорексиса, что могло быть связано с лазериндуцированной контракцией облученного отдела капсулы.

Рис. 7. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме низкой энергии: шероховатости вдоль свободного края (отмечено стрелками), расширение деэпителизированной зоны (отмечено звездочкой). Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 8. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме низкой энергии: при большем увеличении наблюдаются неровность свободного края, плотность плазмалеммы пограничных эпителиоцитов (отмечено стрелками) и сниженная средняя площадь их ядер. Окраска гематоксилином и эозином.

На сканограмме передней капсулы, удаленной с помощью излучения фемтосекундного лазера в режиме низкой энергии, при увеличении (×1300) четко прослеживались деэпителизированная зона, достигающая ширины 35 мкм, заметно уменьшенные в размерах пограничные клетки передней капсулы и ее неровный свободный край (рис. 9).

Рис. 9. Сканограмма передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме низкой энергии: неровный свободный край капсулы, неравномерно расширенная бесклеточная зона, уменьшение размеров пограничных клеток эпителия (отмечено стрелками).

Результаты исследования передней капсулы хрусталика после выполнения фемтолазерного капсулорексиса в режиме высокой энергии

Свободный край капсулы на всем протяжении в целом был без грубых изменений, хотя и имело место чередование небольших выступов и зубчатых углублений, отличающихся большей плотностью и степенью прокрашивания по сравнению с основной массой капсулы (рис. 10). Ширина деэпителизированной зоны была увеличена до 35,6±14,8 мкм. Уплотнение и деформация ядер пограничных эпителиоцитов, их полиморфизм распространялись на большую глубину (рис. 11). Среднее значение площади эпителиоцитов пограничной зоны уменьшилось до 126±24,7 мкм2 (площадь ядра 23,2±5,4 мкм2). В направлении к центру размеры клеток достаточно быстро увеличивались до 183,4±24,8 мкм2 (размер ядра 35,6±12,5 мкм2), не достигая, однако, значений, полученных при мануальном способе выполнения капсулорексиса.

Рис. 10. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме высокой энергии: отдельные выступы и шероховатости вдоль уплотненного контура свободного края капсулы. Окраска гематоксилином и эозином.

Рис. 11. Плоскостной препарат передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме высокой энергии: при большем увеличении отмечается чередование относительно ровного контура с участками «разрыхления» и шероховатостей; пограничные клетки эпителия полиморфны, меньших размеров, их ядра в состоянии пикноза (отмечено стрелками). Окраска гематоксилином и эозином.

При малых увеличениях сканирующей электронной микроскопии свободный край капсулы выглядел относительно ровным, с небольшими выемками и/или напластованиями (рис. 12). При большем увеличении так называемые напластования представляли собой расслоившиеся торцевые отделы капсулы, нередко образующие дупликатуры на ее внутренней поверхности. На большом протяжении торцевая поверхность выглядела слегка «оплавленной», без расслоений (рис. 13).

Рис. 12. Сканограмма передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме высокой энергии: свободный край передней капсулы местами имеет мелкозазубренный контур (отмечено стрелкой).

Рис. 13. Сканограмма передней капсулы хрусталика после фемтосекундной капсулотомии, выполненной в режиме высокой энергии: при большем увеличении видно, что торцевая поверхность капсулы имеет «оплавленный» вид, местами расслоена (отмечено стрелками).

Заключение

Сравнительное светооптическое и сканирующее электронно-микроскопическое исследования краев фрагментов передней капсулы хрусталика, полученных во время факоэмульсификации путем мануальной и альтернативной фемтосекундной лазерной капсулотомии (в режимах низкой и высокой энергии), ожидаемо выявили ряд характерных отличий.

Во-первых, профиль свободного края капсулы при выполнении мануального капсулорексиса оказался более ровным по всему периметру, лишь при большом увеличении можно было различить единичные насечки, небольшие углубления и мелкие «заусеницы» высотой до 4 мкм. После фемтосекундной лазерной капсулотомии уже при малом увеличении можно было видеть ступенеобразный профиль торцевого края капсулы, его расслоение и выемки глубиной до 20 мкм, более выраженные после выполнения капсулорексиса в режиме низкой энергии. В режиме высокой энергии эта поверхность выглядела более сглаженной и «оплавленной».

Во-вторых, независимо от методики капсулорексиса вдоль свободного края передней капсулы отмечали выраженную в различной степени зону деэпителизации. После мануальной капсулотомии бесклеточная зона имела ширину, сопоставимую с диаметром одного эпителиоцита (11,9±3,8 мкм), была прерывистой и чередовалась с сохранившими свое положение клетками. Образующийся контур в виде «выступ—впадина» напоминал застежку-молнию и, очевидно, был конгруэнтен профилю пограничных эпителиоцитов на периферической части сохранной передней капсулы. После фемтосекундной лазерной капсулотомии ширина пограничной бесклеточной зоны увеличивалась пропорционально мощности излучения фемтосекундного лазера (с 15,9±3,73 до 35,6±14,8 мкм). В ранее проведенных исследованиях подобные изменения были обозначены как демаркационная линия (хотя корректнее говорить не о линии, а о зоне) шириной около 60 мкм и объяснены фотодеструктивным эффектом фемтосекундного лазера, индуцирующим разрушение и десквамацию клеток [10]. Наличие демаркационной зоны не исключает ее возможное стимулирующее значение для реэпителизации, т. е. пролиферации клеток герминативной (экваториальной) зоны и формирования тем самым фактора риска для потенциального развития вторичной катаракты. Кроме этого, значительное уменьшение средней площади прилежащих к линии капсулорексиса клеток, извитость межклеточных границ, явления кариопикноза и «оплавленности» края капсулы не исключают, что наряду с фотодеструктивным эффектом фемтосекундного лазера имеет место и фототермическое воздействие на переднюю капсулу хрусталика и ее эпителий.

Следует согласиться с выводами зарубежных исследователей, что различия в «качестве» края капсулорексиса при применении фемтосекундной и мануальной капсулотомии могут быть обусловлены следующими факторами:

1) снижением точности фокусировки лазерного излучения, связанного с минимальными торсионными движениями глаза пациента и микроизменениями формы роговицы в результате так называемого докинга;

2) непосредственно механизмом фемтолазерного рассечения тканей, в частности формированием в результате испарения ткани и образования плазмы так называемых кавитационных пузырьков, которые, соединяясь, в итоге индуцируют разрез и демаркационную зону (так называемый фотодеструктивный эффект).

Контракция эпителиоцитов в области лазерного воздействия и явления кариопикноза не исключают фототермического влияния фемтосекундного лазерного излучения на клеточные компоненты передней капсулы хрусталика.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: К.А., А.Ф., И.Н.

Сбор материала: К.А.

Морфологические исследования: А.Ф., И.Н.

Написание текста: К.А.

Редактирование: А.Ф., И.Н.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail