Многообразие современных интраокулярных линз (ИОЛ) расширяет возможности выбора оптимальной модели искусственного хрусталика. Основными условиями, определяющими выбор, являются широкий диапазон оптической силы ИОЛ, «удобство» имплантации, наличие UV-фильтра для защиты сетчатки, устойчивость линз к проведению последующих лазерных вмешательств и, наконец, биосовместимость материала ИОЛ с тканями глаза. Получившие широкое распространение мягкие акриловые линзы, несомненно, отвечают практически всем из перечисленных требований. В последнее время наметилась четко выраженная тенденция к более широкому клиническому применению ИОЛ из гидрофильного акрила, что в первую очередь связано с отработанной технологией производства, а также с менее выраженным, по сравнению с гидрофобными линзами, эффектом дисфотопсии. Однако по данным литературы акриловые гидрофильные линзы, так же как ИОЛ из полиметилметакрилата (ПММА) и силикона, могут быть подвержены изменениям в виде необратимых помутнений оптического элемента, особенно при наличии сопутствующих глазных и общих заболеваний [1—6], что в ряде случаев становится причиной эксплантации ИОЛ [7]. Поэтому при наличии отягощенного глазного и общего статуса предпочтительным представляется использование гидрофобных акриловых ИОЛ, помутнение которых отмечается значительно реже.

Работы, посвященные анализу механизма помутнений ИОЛ, в основном носят описательный характер и базируются на данных биомикроскопии, световой оптической микроскопии. Результаты химического микроанализа обнаруженных на поверхности эксплантированных ИОЛ депозитов представлены в немногочисленных сообщениях зарубежных авторов [3, 4, 8]. Не исключено, что небольшое количество таких работ связано с ограниченной доступностью специального дорогостоящего оборудования.

Цель исследования — проведение химического микроанализа отложений на поверхности эксплантированных ИОЛ из гидрофильного акрила.

Исследованы два образца мягких гидрофильных акриловых ИОЛ с поверхностными помутнениями (1. ИОЛ LS-312−1Y с гидрофобным покрытием фирмы «Oculentis», Германия; 2. ИОЛ Micro+A 123 фирмы «PhysIOL», Бельгия). Причиной эксплантации ИОЛ в обоих случаях послужило существенное снижение их прозрачности, повлекшее за собой значительное падение остроты зрения. В первом случае ИОЛ эксплантировали через 3 года после имплантации, во втором — спустя 6 лет. Исследования проведены на базе Лаборатории фундаментальных исследований в офтальмологии НИИ глазных болезней РАМН с помощью сканирующего электронного микроскопа EVO LS10 фирмы «Carl Zeiss» (Германия) в режиме низкого вакуума (70 Па). Микротопографию поверхности образцов определяли с использованием детектора вторичных электронов (SE) при ускоряющем напряжении 10—20 кВ и токе на поверхности образца 0,6—1 нА.

Химический состав поверхности линз исследовали при помощи детектора обратнорассеянных электронов (BSE, NT-BSD), а также с использованием энергодисперсионного спектрометра EDS «X-Max» (Oxford, Великобритания) с помощью программного обеспечения AzTec (Oxford, Великобритания), что позволило провести локальный химический микроанализ и оценить пространственное распределение химических элементов в режиме микрокартирования.

Изучение микротопографии поверхности ИОЛ при помощи сканирующего электронного микроскопа подтвердило результаты проведенной ранее световой микроскопии.

В первом случае при световой микроскопии было установлено, что отложения имели вид сплошного белого налета, занимающего всю поверхность ИОЛ с обеих сторон. Полученное при электронной микроскопии SE-изображение выявило аппликацию изометричных мелкозернистых, проминирующих в виде бугорков и сливающихся между собой преципитатов размерами 3—5 мкм. Плотность «зарождения» преципитатов отличалась неоднородностью. Большая их часть составляла равномерный диффузный покров в области оптического элемента ИОЛ и имела плотность 60—70 образований на 100 мкм². Аналогичные, но менее выраженные, изменения наблюдали и на гаптических поверхностях. Было отмечено, что плотность отложений существенно возрастает, до 80—100 на 100 мкм², в области технологических неровностей, в частности — вокруг кратерообразного углубления в периферической части оптического элемента линзы (рис. 1).

Во втором случае SE-изображение выявило агрегаты в виде множественных концентрических образований, расположенных сугубо в центральной зоне передней поверхности ИОЛ (рис. 2). Данные образования имели вид крупных гранул с полигональными границами. В свою очередь отдельные гранулы были собраны в компактные группы, разделенные разнонаправленными клиновидными бороздами — разрывами материала линзы. Размер гранул колебался в пределах от 10 до 20 мкм, а их плотность в зоне помутнения линзы отличалась относительной равномерностью и составляла 30—40 гранул на 100 мкм². Концентрическое строение образований фиксировалось в микрорельефе по всей измененной поверхности линзы. Центральная точка каждой гранулы, как правило, имела выступающий бугорок (зона зарождения кристалла), вокруг которого располагались так называемые «ритмические кольца» (зоны роста), имеющие неодинаковую окраску и характеризующие изменения химического состава кристалла по мере его «взросления». Непосредственно вокруг поля сплошного распространения отложений поверхность ИОЛ выглядела деформированной и несколько приподнятой, по типу кромки кратера. Напротив, центр поля имел неглубокое вдавление относительно регулярной поверхности ИОЛ.

Как в первом, так и во втором случае изображения, полученные при помощи детектора BSE, позволили говорить о преобладании в составе отложений химических элементов с большими атомными массами (P, Ca, Zn) относительно среднего состава неизмененных поверхностных участков линзы. Результаты спектрального микроанализа найденных депозитов наглядно продемонстрированы на представленных графических изображениях (рис. 3). В первом случае BSE-изображение позволило выявить в структуре индивидуальных преципитатов множественные рефлектирующие включения в виде сноповидно-искривленных «молодых» кристаллов (рис. 4). Во втором случае изображение в обратнорассеянных электронах подчеркивало радиально-концентрическое зональное строение «взрослых» сферокристаллов (рис. 5).

В обоих случаях данные химического микроанализа позволили интерпретировать образования на поверхности линз как отложения кристаллического гидроксилапатита со значительной примесью цинка (до 1,4%^вес).

Так как теоретическое замещение кальция цинком в гидроксилапатите маловероятно, то можно сделать вывод о том, что в строении описываемых агрегатов принимают участие две самостоятельные минеральные фазы: фаза гидроксилапатита и фаза второго фосфата, который можно условно рассчитать как климанит с идеальной формулой ZnAl₂(PO₄)₂(OH)₂∙3H₂O. Гидроксилапатит преобладал в строении минеральных отложений на поверхности линз. Доля условного климанита не превышала 9%^мол. Состав гидроксилапатита и Zn-содержащей минеральной фазы, а также их соотношения приведены в таблице.

Гидрофильные свойства акрилового полимера обеспечивают высокую степень сродства минерального образования (гидроксилапатита) с поверхностью линзы. Наличие гидрофобного покрытия у гидрофильной акриловой ИОЛ, на примере первого образца, не гарантирует невозможности формирования помутнений в виде минеральных отложений на ее поверхности.

Вероятно, что изменения в обоих наблюдаемых образцах характеризуют разные стадии однотипного патологического процесса на поверхности ИОЛ. Высокая дефектность кристаллической структуры растущего гидроксилапатита определяет его изменяющуюся в динамике кристалломорфологию. В начале процесса происходит сноповидное расщепление множественных зарождающихся первичных кристаллов, которые при продолжении роста превращаются во «взрослые» сферокристаллы. При этом отдельные минеральные индивиды гидроксилапатита в начальной стадии не могут привести к заметной деформации поверхности ИОЛ (рис. 6, а), но при дальнейшем смыкании растущих сферокристаллов (см. рис. 6, б), кристаллизационное усилие приводит к раздвиганию центров зарождения кристаллов (см. рис. 6, в), возникновению разрывов линзы и ее деформации (см. рис. 6, г).

Попытка нормировать атомные соотношения в проанализированном минеральном агрегате к составу гидроксилапатита выявляет неполное его соответствие кристаллохимической формуле. В частности, расчетный состав минерала выявил низкую стехиометричность гидроксилапатита и наличие примеси цинка (до 1,4%^вес), что позволяет предположить полиминеральное строение агрегатов.

Возможно, что высокие концентрации цинка могут иметь решающее значение для реконструкции механизма зарождения минеральных депозитов на поверхности ИОЛ. Источники цинка, его участие в метаболических цепочках, а также условия формирования Zn-содержащих депозитов на поверхности гидрофильных линз являются предметом дальнейшего изучения.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: С.А., А.Г.

Сбор и обработка материала: А.Г., И.Н., А.К.

Статистическая обработка: И.Н., А.Г.

Написание текста: А.Г., И.Н.

Редактирование: С.А.

Конфликт интересов отсутствует.