Гущина М.Б.

ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Бескудниковский б-р, 59, а, Москва, 127486, Российская Федерация

Терещенко А.В.

Калужский филиал ФГБУ "МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Минздрава России

Мальков С.А.

ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Бескудниковский б-р, 59, а, Москва, 127486, Российская Федерация

Плахотний М.А.

Калужский филиал ФГАУ НМИЦ «МНТК микрохирургии глаза им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, ул. Святослава Федорова, 5, Калуга, 248007, Российская Федерация

Трифаненкова И.Г.

Калужский филиал ФГБУ "МНТК "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова" Минздрава России

Экспериментальное обоснование использования полимерного имплантата в реконструктивно-восстановительной хирургии склеры и тарзальной пластинки

Журнал: Вестник офтальмологии. 2020;136(1): 65-72

Просмотров : 294

Загрузок : 2

Как цитировать

Гущина М. Б., Терещенко А. В., Мальков С. А., Плахотний М. А., Трифаненкова И. Г. Экспериментальное обоснование использования полимерного имплантата в реконструктивно-восстановительной хирургии склеры и тарзальной пластинки. Вестник офтальмологии. 2020;136(1):65-72.
Gushchina M B, Tereshchenko A V, Mal’kov S A, Plakhotnii M A, Trifanenkova I G. Experimental justification of the use of a polymeric implant in reconstructive and regenerative surgery of the sclera and tarsal plate. Vestnik Oftalmologii. 2020;136(1):65-72.
https://doi.org/10.17116/oftalma202013601165

Авторы:

Гущина М.Б.

ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Бескудниковский б-р, 59, а, Москва, 127486, Российская Федерация

Все авторы (5)

Среди опорных соединительно-тканных структур органа зрения и его вспомогательного аппарата в отдельную группу можно отнести наружную (фиброзную) оболочку глаза и тарзальную пластинку верхнего и нижнего века, поскольку их объединяют общие функции – защитная, формообразующая и каркасная. При этом склера защищает внутренние структуры глаза от механических воздействий, поддерживает форму глаза, противостоит изменению внутриглазного давления и служит местом прикрепления наружных глазодвигательных мышц, а тарзальная пластинка обеспечивает форму век, их плотное прилегание к глазу, выполняя также защитную функцию [1,2].

Врожденные и приобретенные заболевания, а также травматические повреждения склеры и тарзальной пластинки, системные заболевания соединительной ткани с выраженными офтальмологическими проявлениями, ведущие к нарушению их анатомо-функциональной и морфологической структуры [1,3–10], как правило, требуют хирургического реконструктивно-восстановительного лечения [11].

Большое разнообразие клинических форм повреждений склеры и несостоятельность ее при дегенеративных (например, дегенеративная миопия) и системных заболеваниях (например, болезнь Вегенера, саркоидоз) [6,9,11–13], техническая сложность и недостаточная эффективность оперативных вмешательств со значительным количеством осложнений, а также прогрессирующий характер патологического процесса при данных заболеваниях часто приводят к негативным последствиям, вплоть до потери зрения и решения вопроса об энуклеации глаза [11].

Аналогично врожденные и приобретенные дефекты тарзальной пластинки, сопровождающиеся нарушением анатомо-функциональной состоятельности век, при несвоевременном хирургическом лечении могут вызвать выраженные вторичные нарушения со стороны глазного яблока, на фоне которых развиваются воспалительные и дистрофические изменения глазной поверхности с поражением роговицы (эрозии, кератиты и язвы), что может приводить к ее стойкому помутнению, значительному снижению остроты зрения вплоть до полной потери зрительных функций, а в тяжелых случаях – к перфорации, эндофтальмиту с последующей утратой глаза как органа [3,5,10,14–16].

Кроме того, из-за дефектов склеры (например, передним стафилом) и тарзальной пластинки (например, колобомы века, атонического выворота века) могут образоваться эстетические недостатки, вызывающие психоэмоциональные расстройства и, следовательно, социальную дезадаптацию пациентов [16].

В связи с этим возникает необходимость в замещении дефектов и укреплении каркасных свойств данных соединительно-тканных структур различными биологическими (хрящ, широкая фасция бедра, височная фасция, твердая мозговая оболочка, аллоплант) [10,17–21] или синтетическими (силикон, политетрафторэтилен, капрон, полипропилен, гидрофобный акрил и др.) материалами [14]. Однако вопрос о выборе наиболее оптимальной тактики хирургического лечения, а также наиболее подходящего с точки зрения биостабильности и биосовместимости материала для замещения дефектов опорных соединительно-тканных структур органа зрения и его вспомогательного аппарата, выполняющих защитную, формообразующую и каркасную функции, остается открытым [11,22,23].

Цель работы – изучить экспериментально-морфологические особенности реакции глаза и окружающих структур в эксперименте на животных после имплантации на поверхность склеры синтетического эндопротеза полимерного для восстановительной и реконструктивной хирургии (ЭПВРХ) «Реперен-6» в сравнении с биологическим ксенотрансплантатом из перикарда крупного рогатого скота (ПКРС).

Материал и методы

Экспериментальная работа проведена в соответствии с «Руководством по уходу и использованию лабораторных животных» (2016). Исследования выполнены на 12 кроликах породы шиншилла массой от 2730 до 3630 г (3278±198 г и 3082±432 г в основной и группе сравнения соответственно, p>0,05) (см. таблицу).

Динамика массы тела кроликов до и после операции Примечание. Различия между исходной массой тела кроликов основной группы и группы сравнения статистически не значимы (p = 0,38); различия по массе тела кроликов основной группы и группы сравнения через 16 дней после операции статистически не значимы (p = 0,53); различия по массе тела кроликов основной группы до и после операции статистически не значимы (p = 0,59); различия по массе тела кроликов группы сравнения до и после операции статистически не значимы (p = 0,84).
Операции проводили под ингаляционным наркозом с использованием фторотана. Кроликам основной группы (6 животных) на одном глазу были проведены операции по иплантации ЭПВРХ «Реперен-6» (Патент РФ № 2458663 от 20.08.2012, РУ № ФСР 2011/10474 от 22.11.2016), выполненного из биосовместимого, биостабильного пространственно-сшитого полимерного материала, полученного путем фотополимеризации олигомеров метакрилового ряда, в виде пленки с сетчатой структурой толщиной 0,2 мм в форме овала длиной 17 мм, шириной 8 мм с ячейками диаметром 0,3 мм в количестве 353, расположенными в шахматном порядке (рис. 1).
Рис. 1. Эндопротез полимерный для восстановительной и реконструктивной хирургии «Реперен-6» с перфорирующими отверстиями.

Имплантацию осуществляли в субтеноновое пространство на поверхность склеры в верхненаружном квадранте с подшиванием имплантата П-образными швами полигликолиевым волокном 8−0. Дополнительно зону имплантации маркировали шовным материалом. Кроликам группы сравнения (6 животных) проводили аналогичные операции по имплантации биологического ксенотрансплантата из ПКРС. Второй глаз животных обеих групп оставался интактным.

Всем экспериментальным животным до операции и через 16 дней после неё измеряли массу тела с целью выявления общего влияния хирургического вмешательства и реакции организма на имплантацию полимерного и биологического материала (см. таблицу). Также всем кроликам выполняли двукратную инстилляцию глазных капель «Витабакт» через 2 и 24 ч после операции. Клинический осмотр животных проводился через 24 ч после операции, а затем через 16, 34 и 68 дней, при этом оценивали общее состояние животных и офтальмологический статус.

Изъятие материала (глаза и окружающих тканей) для дальнейшего исследования осуществляли через 16, 34 и 68 дней под внутривенным наркозом, после чего кроликов выводили из эксперимента (по 2 из каждой группы на каждый срок) методом передозировки средств для наркоза (кетамина 2,0 мл, тиопентала 1,0). Изъятый материал предварительно подвергали макроскопическому исследованию и фиксации в 10% забуференном растворе формалина, после чего вырезали зону имплантации с окружающими тканями и заливали в парафиновые блоки, из которых получали срезы толщиной 4 мкм с помощью микротома Leica RM-2235, окрашивали по стандартному методу гематоксилином и эозином.

Результаты и обсуждение

Все животные обеих групп хорошо переносили операцию. Послеоперационный период протекал с незначительными колебаниями их массы тела (3278±198 и 3188±296 г (p>0,05) в основной и 3082±432 и 3022±489 г (p>0,05) в группе сравнения соответственно) и характеризовался небольшим ее уменьшением или увеличением (от –10,06 до 3,82% в основной и от –8,33 до 3,19% в группе сравнения) (см. таблицу), что, по всей видимости, было связано с малой травматичностью операции.

При клиническом осмотре оперированных глаз кроликов в раннем послеоперационном периоде (16 дней) в основной группе отмечались легкий отек, слабая гиперемия и инъекция сосудов конъюнктивы. В аналогичные сроки в группе сравнения при осмотре оперированных глаз животных в зоне хирургического вмешательства наблюдали более выраженную гиперемию, инъекцию сосудов и отек (вплоть до хемоза) конъюнктивы. Через 34 и 68 дней оперированные глаза всех животных были спокойными, на конъюнктиве в верхненаружном сегменте визуально определялся нежный послеоперационный рубец без признаков локального и внутриглазного воспаления.

При гистологическом исследовании глаз кроликов основной группы через 16 дней после имплантации ЭПВРХ «Реперен-6» в эписклеральном пространстве под бульбарной конъюнктивой визуализировалась окруженная капсулой оптически прозрачная полость прямоугольной формы, соответствующая конфигурации имплантата (имплантат не визуализировался), в просвет которой отмечалось упорядоченное врастание соединительной ткани в виде васкуляризированных сосочковых структур. Перифокальная тканевая реакция была незначительной и проявлялась в виде небольшой неравномерной лимфоплазмоцитарной инфильтрации, более выраженной вокруг сосудов собственно конъюнктивы. В последней определялись остатки шовного материала с перифокальной макрофагальной реакцией, вокруг которого отмечалось формирование единичных гигантских многоядерных клеток (рис. 2).

Рис. 2. Морфологическая картина эписклерального ложа через 16 дней после имплантации ЭПВРХ «Реперен-6». а – оптически прозрачная полость после извлечения имплантата с обнажением врастающей сквозь отверстия соединительной ткани в виде сосочков (указано стрелкой); б – фиброваскулярное строение стромы сосочка. Здесь и на рис. 3–6: парафиновый срез, окраска гематоксилином и эозином. Ув.: а – 5; б – 20.

При гистологическом исследовании глаз кроликов группы сравнения через 16 дней после операции на эписклере под бульбарной конъюнктивой определялся фрагмент плотной соединительной ткани (ксенотрансплантат из ПКРС) с выраженной воспалительной инфильтрацией, состоящей из макрофагов, лимфоцитов и плазмоцитов с примесью эозинофилов, более интенсивной в области переднего края имплантата, особенно вокруг шовного материала. В прилежащей ткани собственно конъюнктивы отмечалась выраженная неравномерная и очаговая лимфоплазмоцитарная инфильтрация (рис. 3).

Рис. 3. Морфологическая картина склеры глаза кролика с окружающими тканями через 16 дней после имплантации биологического ксенотрансплантата из ПКРС. а – имплантат (указан стрелкой), окруженный зоной фиброза с выраженной перифокальной инфильтрацией (результат гнойного расплавления и лизиса имплантата); б – воспалительный инфильтрат (гранулема) вокруг шовного материала, распространяющийся на имплантат (указан стрелкой).

Через 34 дня в эписклере глаз кроликов основной группы под бульбарной конъюнктивой визуализировалась аналогичная оптически прозрачная полость, окруженная более толстой по сравнению с предыдущим сроком соединительно-тканной капсулой, от которой наблюдалось упорядоченное врастание ткани в виде трабекул, соединяющих противоположную стенку капсулы (соответственно конфигурации имплантата), имплантат не визуализировался. Перифокальная тканевая реакция при этом практически отсутствовала (рис. 4).

Рис. 4. Морфологическая картина склеры глаза кролика с окружающими тканями через 34 дня после имплантации ЭПВРХ «Реперен-6. а – фиброваскулярная ткань, прорастающая через отверстия имплантата до противоположной стенки ложа имплантата с формированием трабекул (указано стрелкой); б – фиброваскулярное строение трабекулы: пролиферация фибробластов, располагающихся среди рыхлой стромы с васкуляризацией, по периферии – пласты из макрофагов.

При гистологическом исследовании глаз кроликов группы сравнения через 34 дня после операции на эписклере под бульбарной конъюнктивой визуализировался фрагмент плотной соединительной ткани (ксенотрансплантат из ПКРС) с практически диффузной инфильтрацией (за исключением небольшой центральной зоны) макрофагами, лимфоцитами и полиморфно-ядерными лейкоцитами с примесью эозинофилов, а также формированием отдельных эпителиоидно-клеточных гранулем. В тканях, окружающих имплантат, отмечалась выраженная неравномерная и очаговая лимфоплазмоцитарная инфильтрация с примесью большого количества эозинофилов (рис. 5).

Рис. 5. Диффузная воспалительная инфильтрация импланатата через 34 дня после имплантации биологического ксенотрансплантата из ПКРС. а – выраженная; б – лейкоцитарная (включая эозинофилы) и эпителиоидно-клеточная (гранулематозноподобная) (указано стрелкой).

Через 68 дней при гистологическом исследовании глаз кроликов основной группы в эписклере под бульбарной конъюнктивой визуализировалась аналогичная оптически прозрачная полость, окруженная соединительно-тканной капсулой, с упорядоченным врастанием в просвет ткани в виде трабекул, соединяющих противоположную стенку капсулы, с умеренной инфильтрацией из лимфоцитов и плазмоцитов, а также более выраженной относительно предыдущих сроков наблюдения васкуляризацией стромы. Имплантат не визуализировался. Сформировавшиеся полости (ложе имплантата) были выстланы макрофагами со скоплением их по ходу трабекул вплоть до слияния с образованием гигантских многоядерных клеток, локализуюшихся преимущественно вокруг шовного материала. Перифокальная тканевая реакция за пределами капсулы варьировала от незначительной неравномерной и периваскулярной лимфо-плазмоцитарной инфильтрации до полного ее отсутствия (рис. 6).

Рис. 6. Морфологическая картина склеры глаза кролика с окружающими тканями через 68 дней после имплантации ЭПВРХ «Реперен-6». а – врастание соединительной ткани с формированием трабекул, соединяющих противоположные стороны полости; б – визуализируются фрагмент имплантата, формирование тонкостенной фиброзной капсулы вокруг него (указано стрелкой).

При гистологическом исследовании глаз кроликов группы сравнения через 68 дней после операции на эписклере под бульбарной конъюнктивой визуализировался фрагмент плотной соединительной ткани (ксенотрансплантат из ПКРС) с выраженной практически диффузной его инфильтрацией лимфоцитами, макрофагами, плазматическими клетками с большим количеством эозинофилов и формированием гигантских многоядерных клеток. В тканях, окружающих имплантат, наблюдалась более выраженная относительно предыдущего срока неравномерная лимфоплазмоцитарная инфильтрация с примесью большого количества эозинофилов (рис. 7).

Рис. 7. Морфологическая картина склеры глаза кролика с окружающими тканями через 68 дней после имплантации биологического ксенотрансплантата из ПКРС. а – выраженная инфильтрация имплантата; б – лимфоплазмоклеточная с примесью большого числа эозинофилов, макрофагов с формированием гигантских многоядерных клеток (указано стрелкой). Парафиновый срез. Окраска гематоксилином и эозином. Ув.: а – 5; б – 40.

Таким образом, анализ результатов проведенного сравнительного экспериметально-морфологического исследования показал, что ввиду малой травматичности операций подшивания синтетического имплантата «Реперен-6» к поверхности склеры глаза кроликов и биологических ксенотрансплантатов из ПКРС не наблюдалось существенных колебаний их массы тела в обеих группах (средняя потеря массы тела составила –2,75 и –1,95% в основной и группе сравнения соответственно), что свидетельствует об отсутствии общетоксических реакций на имплантацию данных материалов.

Клинически ранний послеоперационный период у экспериментальных животных основной группы протекал без признаков выраженного воспаления и характеризовался легкой конъюнктивальной инъекцией и незначительным отеком конъюнктивы в отличие от группы сравнения, где отмечалась выраженная местная воспалительная реакция тканей в виде инъекции сосудов и хемоза конъюнктивы в области хирургического вмешательства, что подтверждается морфологической картиной.

В основной группе после имплантации ЭПВРХ «Реперен-6» при гистологическом исследовании определялось формирование прочного комплекса «соединительно-тканная капсула глаза—имплантат» вследствие прорастания пор имплантата фиброваскулярной тканью. В то же время в группе сравнения после имплантации биологического ксенотрансплантата из ПКРС наблюдалась выраженная клеточная воспалительная реакция с признаками аллергизации процесса. Сам имплантат «Реперен-6» визуализировался не во всех гистологических препаратах, однако четко визуализировался при макроскопическом исследовании изъятого материала в процессе его приготовления.

Заключение

Проведенные экспериментально-морфологические исследования на кроликах показали, что послеоперационный период у животных основной группы клинически протекал более спокойно. При этом ЭПВРХ «Реперен-6» практически не вызывал воспалительных и аллергических реакций в окружающих тканях в отличие от биологического ксенотрансплантата из ПКРС. На основании этого можно заключить, что данный полимерный имплантат отличается большей совместимостью с биологическими тканями, а благодаря своей конструкции плотно фиксируется к соединительно-тканной оболочке глаза и окружающим структурам, создавая прочный комплекс «собственные ткани—имплантат» за счет прорастания фиброваскулярной ткани сквозь технологические отверстия в течение 16 сут, способствуя его иммобилизации. Выявленные преимущества полимерного эндопротеза «Реперен-6» для восстановительной и реконструктивной хирургии позволяют рекомендовать его с целью армирования, в частности склеры, а также других соединительнотканных структур глаза и его вспомогательного аппарата при нарушении их целости или ослаблении каркасных свойств.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: М.Г., С.М., А.Т., М.П., И.Т.

Сбор и обработка материала: М.Г., С.М., М.П.

Статистическая обработка данных: М.Г., С.М.,

Написание текста: М.Г., С. М,

Редактирование: М.Г., С.М., А.Т., М.П., И.Т.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Гущина М.Б. – канд. мед. наук, науч. сотр. отдела разработки высокотехнологичных методов челюстно-лицевой хирургии; https://orcid.org/0000-0003-1134-8064

Терещенко А.В. – д-р мед. наук, директор Калужского филиала; https://orcid.org/0000-0002-0840-2675

Мальков С.А. – аспирант; https://orcid.org/0000-0003-0482-8254

Плахотний М. А. – канд. мед. наук, врач-офтальмолог высшей категории, зав. оперблоком Калужского филиала; https://orcid.org/0000-0002-4099-819X

Трифаненкова И.Г. – канд. мед. наук, врач-офтальмолог высшей категории, зам. директора по научной работе Калужского филиала; https://orcid.org/0000-0001-9202-5181

Автор, ответственный за переписку: Мальков Станислав Анатольевич– e-mail: L0100434@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-0482-8254

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