Несмотря на усовершенствование методов диагностики и лечения тяжелых глазных заболеваний, в Российской Федерации ежегодно проводится около 12 тыс. операций по удалению глазного яблока [1]. При этом более половины пациентов — это лица трудоспособного возраста (от 14 до 45 лет), особенно нуждающиеся в косметической и социально-психологической реабилитации [2]. Согласно современным требованиям, после удаления глазного яблока для последующего эффективного косметического протезирования в большинстве случаев необходимо формирование объемной опорно-двигательной культи (ОДК). Однако, по данным литературы, до 75% всех удалений глазного яблока в нашей стране проводится без имплантации орбитального вкладыша, что приводит к развитию анофтальмического синдрома и значительно снижает функциональный и косметический результат операции [1, 3].

Для удаления глазного яблока используют два основных метода: эвисцерация и энуклеация [4]. Считается, что после эвисцерации с имплантацией орбитального имплантата (ОИ) развивается меньше послеоперационных осложнений и достигается лучший функциональный и косметический результат [3, 5]. Однако в некоторых случаях (например, при злокачественных внутриглазных новообразованиях, требующих удаления глазного яблока, или при увеите с угрозой развития симпатической офтальмии на парном глазу) единственно возможным методом удаления глаза является энуклеация [6]. При этом перед хирургом встает вопрос выбора оптимального ОИ. В нашей стране для формирования ОДК чаще всего используются синтетические имплантаты, а именно: сферические силиконовые эндопротезы, вкладыши-имплантаты из политетрафторэтилена, имеющие стабильную сферическую форму [7], а также углеродный имплантат «Карботекстим», имеющий рыхлую неоформленную войлокообразную структуру, в связи с чем он является более подходящим для восполнения объема и тампонады полости склеры после эвисцерации [2].

В 2012 г. сотрудниками Калужского филиала ФГУ «МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова» совместно со специалистами ООО «Репер-НН» (Нижний Новгород) для постэнуклеационного формирования ОДК был разработан полимерный ОИ «Бионик» (патент РФ №2504348). Конструкция данного ОИ предусматривает его надежную фиксацию к тканям орбиты и экстраокулярным мышцам с обеспечением оси вращения, в отличие от сферических ОИ. ОИ «Бионик» успешно прошел токсикологические, санитарно-химические и технические испытания (заключение №495.007.Р.10 и акт №46.ТА.10, АНО «ИМБИИТ») [8]. Однако экспериментальных исследований по изучению биосовместимости материала in vivo и оценке его конструктивных особенностей по сравнению с другими синтетическими имплантатами не выполнялось, что и послужило поводом для проведения настоящего исследования.

Цель исследования — провести оценку биосовместимости материала, конструкции ОИ «Бионик» и морфофункционального состояния сформированной постэнуклеационной ОДК в сравнении с другими синтетическими имплантатами в эксперименте in vivo.

Материал и методы

Экспериментальное исследование in vivo было проведено на 24 кроликах (24 глаза) породы «шиншилла», которые были разделены на три равные группы по восемь кроликов (восемь глаз) в каждой. Средняя масса тела животных составила 2,6±0,4 кг. Всем кроликам была выполнена энуклеация правого глаза по разработанной методике с имплантацией эндопротезов одинакового диаметра (18 мм) и последующей постоянной блефарорафией [9, 10]. Левые глаза оставались интактными. Операция проводилась под общей ингаляционной анестезией (смесь кислорода и фторотана) в сочетании с местной эпибульбарной анестезией (Sol. Proximetacoini 0,5%) с иммобилизацией животных методом пеленания.

В первой группе (основная) для формирования ОДК использовали стерильный полимерный ОИ «Бионик», выполненный из пространственно-сшитого полимера, на заднем полюсе которого имеется выступающий цилиндр для фиксации его к мягким тканям в области вершины орбиты и обеспечения оси вращения, а на поверхности — сетчатое покрытие с отверстиями для фиксации экстраокулярных мышц к ОИ [11] (рис. 1).

Рис. 1. Основная группа. Имплантация ОИ «Бионик».

а — фиксация выступающего цилиндра; б — этапы подшивания экстраокулярных мышц.

Во второй группе (контрольная №1) для формирования ОДК был использован стерильный вкладыш-имплантат орбитальный политетрафторэтиленовый «Экофлон», сферической формы, белого цвета, пористостью 55% [12] (рис. 2).

Рис. 2. Контрольная группа №1. Имплантация ОИ «Экофлон».

а — ОИ до имплантации; б — структура ОИ после имплантации, отдельные фрагменты.

В третьей группе (контрольная №2) был использован нестерильный силиконовый эндопротез опорной культи глазного яблока, представляющий собой емкость из прочной тонкостенной резиновой пленки сферической формы, заполненную гелеобразным полимерным веществом (рис. 3). Поскольку данный имплантат выпускается нестерильным, непосредственно перед операцией проводилась его стерилизация согласно инструкции по применению.

Рис. 3. Контрольная группа №2. Имплантация силиконового эндопротеза.

а — силиконовый эндопротез до имплантации; б — этапы подшивания экстраокулярных мышц.

Для экспериментальной работы отбирали здоровых кроликов с массой тела от 2,0 до 3,0 кг с активным потреблением пищи и воды. Манипуляции с лабораторными животными выполнялись в соответствии с Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных, изложенными в Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и научных целей (Страсбург, 2006), а также согласно Руководству по содержанию и уходу за лабораторными животными (Москва, 2016). Животные содержались в отдельных клетках; оперативные вмешательства выполнялись в условиях экспериментальной операционной на базе вивария Калужского филиала ФГАУ «МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова».

Интраоперационно проводили оценку особенностей имплантации и конструкции имплантатов, используя следующие критерии: удобство размещения в орбитальной полости, возможность фиксации имплантата к интраокулярным мышцам и орбитальным тканям, стабильность положения имплантата в орбите в процессе имплантации и после нее.

В послеоперационном периоде оценивали общее состояние экспериментальных животных, проводили контроль массы тела, состояния видимых слизистых оболочек, кожного покрова, шерсти, двигательной активности, отслеживали особенности потребления пищи и воды, поведенческие реакции. Визуально оценивали состояние сформированной ОДК и определяли ее суммарную пассивную подвижность по четырем основным меридианам (вверх, вниз, вправо и влево). Для исследования реакции окружающих тканей на имплантат выполняли патоморфологическое исследование на разных сроках наблюдения после выведения животного из эксперимента.

Забор материала для патоморфологического исследования осуществлялся на 14, 30, 60 и 180-е сутки, по два кролика (два глаза) на каждый имплантат и срок, в условиях общей ингаляционной и местной эпибульбарной анестезии. После рассечения постоянной блефарорафии проводилась визуальная оценка конъюнктивальной полости и сформированной ОДК по форме и объему, наличию или отсутствию признаков инфицирования, обнажения или отторжения имплантатов. Также определяли суммарную пассивную подвижность сформированной ОДК в четырех основных меридианах тракционным методом с использованием хирургического пинцета для фиксации культи и миллиметровой линейки, проводили сравнение с интактным парным глазным яблоком и между группами. Определение активной подвижности ОДК не проводилось, поскольку у кроликов это не представляется возможным. В эти же сроки животных выводили из эксперимента в условиях ингаляционного наркоза путем передозировки наркозного средства сразу после удаления культи вместе с окружающими тканями для патоморфологической оценки тканевых реакций на имплантат. Полученный материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Гистологическое исследование проводили на базе патогистологической лаборатории ФГАУ «МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова». Фрагменты для гистологического исследования вырезали через все слои вместе с прилежащим фрагментом имплантата, промывали их проточной водой, подвергали стандартной обработке с обезвоживанием и обезжириванием в спиртах восходящей концентрации и заливали в парафин. Далее микротомом выполняли серии гистологических срезов, изготавливали стекла и окрашивали препараты гематоксилином и эозином. С целью оценки характера реакции тканей на имплантат препараты изучали под микроскопом фирмы Leica DMLB2 (Германия) при 50-, 100-, 200-кратном увеличении с последующей фоторегистрацией.

Результаты и обсуждение

Интраоперационно в основной группе при формировании ОДК с использованием ОИ «Бионик» затруднений при имплантации не отмечалось. После энуклеации нижний полюс имплантата фиксировали П-образными швами к орбитальным тканям дна раны (см. рис. 1, а) и помещали в орбитальную полость. Верхнюю прямую, верхнюю косую и нижнюю прямую мышцы сшивали между собой над верхним полюсом ОИ и подшивали к соответствующим элементам сетчатого покрытия (см. рис. 1, б), что обеспечивало стабильное положение имплантата в орбите [10].

В контрольной группе №1 при использовании вкладыша «Экофлон» (см. рис. 2, а, б) после размещения имплантата в полости орбиты аналогичные экстраокулярные мышцы сшивали над имплантатом. При этом подшивание мышц непосредственно к имплантату было затруднено в связи со склонностью политетрафторэтилена к фрагментации и прорезыванию нитей при попытке проведения иглы и завязывания шовного материала.

В контрольной группе №2 при формировании ОДК силиконовым эндопротезом требовалась его предварительная стерилизация, что увеличивало время подготовки к операции. Для фиксации те же экстраокулярные мышцы сшивали над имплантатом между собой, как и в предыдущих группах, и подшивали к сетчатому покрытию верхнего полюса имплантата. При имплантации обращали внимание на факт «выскальзывания» имплантата из мышечной воронки на этапах подшивания к нему мышц, а после подшивания имплантат самопроизвольно разворачивался таким образом, что сетчатое покрытие с подшитыми мышцами оказывалось задним полюсом. При этом все попытки репозиции имплантата были безуспешны. Вероятно, это происходило из-за сферической формы, идеально гладкой поверхности имплантата и отсутствия какого-либо его сцепления с окружающими тканями. Фиксация заднего полюса к орбитальным тканям не проводилась, поскольку конструкция имплантата этого не предусматривает.

Таким образом, при постэнуклеационной реконструкции с формированием ОДК с использованием ОИ «Экофлон» хрупкая структура имплантата не позволяла надежно фиксировать экстраокулярные мышцы (см. рис. 2, б). При использовании силиконового ОИ также возникали проблемы, связанные с невозможностью фиксировать его задний полюс, что приводило к самопроизвольному разворачиванию ОИ за счет сокращения фиксированных к нему экстраокулярных мышц (см. рис. 3, б). В то же время при имплантации ОИ «Бионик» его структура и конструкция обеспечивали надежную фиксацию и стабильное положение в орбите (см. рис. 1, а, б).

В первые 3 сут после операции во всех исследуемых группах отмечалось некоторое снижение двигательной активности животных, что, вероятно, связано как с операционной травмой, так и с ограничением поля зрения, вызванным утратой одного глаза. К концу 3-х суток двигательная активность всех кроликов восстанавливалась и сохранялась до окончания эксперимента. Количество потребляемой пищи и воды после операции не изменилось. Все испытуемые животные прибавляли в массе (табл. 1), видимые слизистые оболочки, кожные покровы и шерсть сохраняли естественный цвет и блеск на протяжении всего срока наблюдения. Это позволяет предположить, что операция по удалению глазного яблока с формированием ОДК не оказала негативного влияния на организм животного.

Таблица 1. Показатели массы тела кроликов

В раннем послеоперационном периоде у всех животных наблюдались умеренный отек век и умеренное отделяемое из конъюнктивальной полости, которые полностью купировались к 7-м суткам. Признаков патологического отделяемого из конъюнктивальной полости не было на протяжении всего срока наблюдения ни в одной группе. У некоторых животных в конъюнктивальной полости обнаруживался белый гомогенный густой секрет, который является физиологическим отделяемым у кроликов, а именно — липидным секретом, вырабатываемым железой Гардера [13].

Таким образом, не было выявлено негативного влияния ОИ на орбитальные ткани при имплантации всех трех видов ОИ после энуклеации.

На момент выведения животных из эксперимента (14, 30, 60, 180-е сутки) после рассечения постоянной блефарорафии при визуальной оценке состояния конъюнктивальной полости и сформированной ОДК у всех кроликов не было отмечено признаков инфицирования, обнажения или отторжения имплантатов. ОДК сохраняла стабильный объем и сферическую форму.

Суммарная пассивная подвижность сформированной ОДК на сроках наблюдения 14 и 30 сут сохранялась высокой во всех группах и в процентном соотношении составила более 75% от подвижности интактных глаз (табл. 2). На сроке наблюдения 60 и 180 сут в основной группе и контрольной группе №2 суммарная подвижность снизилась незначительно и составила 75,8—79,5 и 68,9—72,2% соответственно. В контрольной группе №1 данный показатель имел более выраженную тенденцию к снижению в позднем послеоперационном периоде и находился в диапазоне от 47,2 до 58,6% по отношению к суммарной подвижности интактных глаз. Абсолютные значения суммарной пассивной подвижности в миллиметрах представлены на графике (рис. 4), из которого становится видно, что подвижность ОДК с течением времени в контрольной группе №1 имеет тенденцию к снижению. Это может быть связано с тем, что соединительная ткань, постепенно прорастая в глубокие слои пористой структуры имплантата «Экофлон», «замуровывает» его, снижая тем самым подвижность ОДК в отдаленном послеоперационном периоде.

Таблица 2. Показатели суммарной пассивной подвижности парного глаза и ОДК, мм

Рис. 4. Средняя суммарная пассивная подвижность ОДК и интактных глаз в разные сроки наблюдения, мм.

Таким образом, при постэнуклеационном формировании ОДК в раннем послеоперационном периоде во всех группах пассивная подвижность была сопоставимой, однако в позднем послеоперационном периоде подвижность ОДК при использовании ОИ «Экофлон» снижалась в большей степени, чем в других группах.

При удалении имплантата с окружающими его тканями выявлено, что ОИ «Бионик» был хорошо фиксирован к орбитальным тканям, занимая стабильное правильное положение. Соединительная ткань уже на ранних сроках обволакивала сетчатое покрытие ОИ и прорастала в фиксационное отверстие цилиндра, расположенного на заднем полюсе. При этом отсепаровка окружающих имплантат тканей затруднений не вызывала. При удалении ОИ «Экофлон» отмечали выраженную интеграцию окружающих тканей в его пористую структуру, признаков смещения ОИ не было, однако отсепаровка окружающих тканей, особенно на поздних сроках наблюдения (60 и 180 сут), была затруднена из-за выраженной пролиферации соединительной ткани вокруг имплантата и сопровождалась кровотечением. При удалении силиконового ОИ наблюдали отсутствие какого-либо сцепления поверхности имплантата с орбитальными тканями, отмечали его смещение и неправильное положение в орбите, с связи с чем при отсепаровке свободный полюс имплантата самопроизвольно «выскальзывал» из капсулы, а фиксация ОИ сохранялась только в области подшитых к нему экстраокулярных мышц.

Таким образом, при заборе материала для патоморфологического исследования авторы обратили внимание, что ОИ «Бионик» не вызывает избыточной пролиферации соединительной ткани, в отличие от ОИ «Экофлон», но при этом хорошо интегрируется к орбитальным тканям, в отличие от силиконового эндопротеза.

По результатам патоморфологического исследования тканей, окружающих ОИ, было выявлено, что на 14-е сутки наблюдения в основной группе вокруг имплантата была сформирована псевдокапсула в виде пролиферации фибробластов с упорядоченным расположением клеток. В прилежащих тканях наблюдалась умеренная воспалительная реакция неспецифического типа в виде рассеянной лимфоклеточной инфильтрации с преобладанием полиморфно-ядерных лейкоцитов. На 30-е сутки отмечалось формирование капсулы в виде пролиферации фибробластов с упорядоченным пучковым расположением клеток и появление в ней коллагеновых волокон, а воспалительная реакция полностью купировалась. На 60-е сутки сфера и сетчатое покрытие имплантата были окружены тонкой зрелой соединительнотканной капсулой с участками фиброза. На 180-е сутки морфологическая картина была аналогична таковой на предыдущем сроке, по наружной поверхности сферы имплантата сформирована тонкая соединительнотканная капсула (рис. 5).

Рис. 5. Основная группа. Ложе имплантата «Бионик». Окраска гематоксилином и эозином.

а — через 14 сут (ув. 200); б — через 30 сут (ув. 200); в — через 60 сут (ув. 100); г — через 180 сут (ув. 100).

В контрольной группе №1 на 14-е сутки также отмечались формирование между имплантатом «Экофлон» и прилежащими к нему тканями тонкой соединительнотканной псевдокапсулы и врастание незрелой соединительной ткани в поры имплантата с небольшим количеством гигантских многоядерных клеток рассасывания. На 30-е сутки вокруг имплантата по-прежнему визуализировалась тонкая соединительнотканная псевдокапсула, однако отмечалось усиление воспалительной реакции тканей на имплантат в виде лимфоцитарной инфильтрации с плазматическими и тучными клетками, а также активизация клеток макрофагально-гистиоцитарного ряда с образованием сравнительно большего количества гигантских многоядерных клеток рассасывания, чем на предыдущих сроках. На 60-е сутки имплантат был по-прежнему ограничен псевдокапсулой, а его поры были заполнены соединительной тканью различной степени зрелости. В окружающих структурах сохранялась рассеянная инфильтрация с элементами воспаления (лимфоциты, плазмоциты, гистиоцитарные элементы). На 180-е сутки было отмечено формирование тонкой незрелой соединительнотканной капсулы в сочетании с рассеянной периваскулярной лимфоплазмоклеточной инфильтрацией, представленной скоплениями макрофагов с образованием гигантских многоядерных клеток рассасывания и примесью небольшого числа плазмоцитов (рис. 6).

Рис. 6. Контрольная группа №1. Ложе имплантата «Экофлон». Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 50.

а — через 14 сут; б — через 30 сут; в — через 60 сут; г — через 180 сут.

В контрольной группе №2 на 14-е сутки после имплантации силиконовой сферы наблюдалось формирование псевдокапсулы в виде пролиферации фибробластов с упорядоченным расположением клеток и волокон, а также более выраженная воспалительная реакция, чем в других группах, в виде диффузной инфильтрации из полиморфно-ядерных лейкоцитов и эозинофилов. На 30-е сутки определялась сформированная тонкая соединительнотканная капсула, воспалительная реакция купировалась. Как и в основной группе, на 60-е сутки гистологическая картина практически не отличалась от таковой на 30-е сутки: наблюдалась сформированная тонкая соединительнотканная капсула без воспалительной реакции. На 180-е сутки картина оставалась прежней, сфера имплантата была окружена соединительнотканной капсулой практически без воспалительной реакции (рис. 7).

Рис. 7. Контрольная группа №2. Ложе силиконового эндопротеза. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 50.

а — через 14 сут; б — через 30 сут; в — через 60 сут; г — через 180 сут.

Таким образом, реакция тканей на имплантаты соответствовала общим биологическим закономерностям взаимодействия тканей организма с инородным телом [14]. В основной группе и контрольной группе №2 к 30-м суткам эксперимента реакция ткани на имплантат полностью купировалась, завершившись образованием тонкой зрелой соединительнотканной капсулы. При этом в контрольной группе №1 соединительная ткань врастала в толщу имплантата, а соединительнотканная капсула начала формироваться только на сроке 180 сут, тогда как воспалительная реакция с течением времени несколько усиливалась.

Выводы

1. Проведенное экспериментальное исследование показало, что энуклеация с имплантацией ОИ для формирования ОДК не оказывает негативного общего влияния на организм экспериментальных животных и клинически не сопровождается выраженной местной реакцией тканей на все использованные имплантаты.

2. Было установлено, что структура и конструктивные особенности ОИ «Бионик» обеспечивают удобную имплантацию, надежную фиксацию и стабильное положение имплантата в орбите, в то время как ОИ «Экофлон» имеет хрупкую структуру, склонную к фрагментации, что не позволяет надежно фиксировать к нему экстраокулярные мышцы и орбитальные ткани в процессе имплантации. Особенности конструкции и гладкой поверхности силиконового эндопротеза приводят к смещению и самопроизвольному разворачиванию ОИ за счет сокращения подшитых к нему экстраокулярных мышц при отсутствии сцепления поверхности имплантата с окружающими тканями.

3. Изучение пассивной подвижности сформированной ОДК в динамике показало, что в раннем послеоперационном периоде она сопоставима во всех группах, однако в позднем послеоперационном периоде при использовании ОИ «Экофлон» подвижность ОДК снижается в большей степени относительно других групп.

4. При удалении орбитальных имплантатов с окружающими тканями в группе, в которой использовался ОИ «Экофлон», отмечались выраженные затруднения при отсепаровке, сопровождающиеся кровотечением из-за избыточной пролиферации соединительной ткани и глубокого прорастания тканей и кровеносных сосудов в вещество имплантата, в то время как при удалении силиконового ОИ, напротив, полное отсутствие прорастания окружающих тканей в имплантат приводило к его выскальзыванию из капсулы. В свою очередь, ОИ «Бионик» был надежно фиксирован к орбитальным тканям, не изменял своего положения в орбите, отсутствовала избыточная пролиферация соединительной ткани, поэтому отсепаровка окружающих имплантат тканей затруднений не вызывала.

5. При патоморфологическом исследовании ОДК было выявлено, что реакция тканей на имплантаты соответствовала общим биологическим закономерностям взаимодействия тканей организма с инородным телом, при этом реакция на ОИ «Бионик» и силиконовый имплантат была менее выражена и быстро завершилась образованием тонкой зрелой соединительнотканной капсулы. Реакция окружающих тканей на ОИ «Экофлон» усиливалась с течением времени, а формирование соединительнотканной капсулы наблюдалось в более поздние сроки, чем в других группах.

6. Для постэнуклеационной реконструкции оптимальным образом подходит ОИ «Бионик», поскольку его биосовместимость не уступает другим имплантатам, а структура и конструктивные особенности имеют доказанные преимущества, которые позволяют надежно фиксировать данный имплантат к экстраокулярным мышцам и орбитальным тканям, обеспечить стабильное его положение в орбите и высокую подвижность ОДК, не снижающуюся со временем.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: М.Г., А.Т.

Проведение операций: М.Г., Н.Ю.

Сбор и обработка материала: Н.Ю., М.Г., И.Т., М.П.

Статистическая обработка: Н.Ю.

Написание текста: М.Г., Н.Ю.

Редактирование: М.Г., Н.Г., А.Т.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.