Возможности применения пористого политетрафторэтилена при заболеваниях и повреждениях фиброзной оболочки глазного яблока: экспериментально-клиническое исследование Джанаева, Залина Николаевна

Краткое описание

Джанаева Залина Николаевна. Возможности применения пористого политетрафторэтилена при заболеваниях и повреждениях фиброзной оболочки глазного яблока: диссертация ... кандидата Медицинских наук: 14.01.07 / Джанаева Залина Николаевна;[Место защиты: ФГБУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней имени Гельмгольца» Министерства здравоохранения Российской Федерации], 2019
Возможности применения пористого политетрафторэтилена при заболеваниях и повреждениях фиброзной оболочки глазного яблока: экспериментально-клиническое исследование Джанаева, Залина Николаевна
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Джанаева, Залина Николаевна
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРИСТОГО ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА В ХОДЕ РЕКОНСТРУКТИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ

НА ФИБРОЗНОЙ ОБОЛОЧКЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА (обзор литературы)

1.1 Поражение фиброзной капсулы глазного яблока

1.1.1 Поражения роговицы

1.1.2 Поражения склеры

1.2 Классификация склеропластических операций

(по Сомову Е.Е., 1995)

1.3 Сравнительная характеристика трансплантатов

1.3.1 Аутотрансплантаты

1.3.2 Аллотрансплантаты

1.3.3 Ксенотрансплантаты

1.3.4 Эксплантаты

1.4 Полимеры в офтальмохирургии

1.4.1 Операции на склере с использованием полимеров

1.4.2 Восстановление роговицы с помощью полимеров

1.5 Политетрафторэтилен

1.6 Перспективы применения имплантатов из ПТФЭ

в офтальмохирургии

Глава 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Правила выполнения экспериментальных исследований

на лабораторных животных

2.2 Используемые материалы

2.2.1 Имплантаты I серии

2.2.2 Имплантаты II серии

2.2.3 Имплантаты III серии

2.2.3.1 Культивирование клеток

2.2.3.2 Оценка состояния культивируемых клеток

2.2.3.3 Оценка пролиферации клеток колориметрическим методом

2.3 Дизайн эксперимента

2.4 Методы исследования в эксперименте

2.4.1 Макроскопическая оценка зоны имплантации

2.4.2 Морфология и морфометрия

2.4.3 Трансмиссионная электронная микроскопия

2.4.4 Сканирующая электронная микроскопия

2.5 Общая характеристика пациентов и методы исследования

Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ

В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ РАЗДЕЛЕ, И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Результаты, полученные с использованием дермальных фибробластов, культивируемых на ПТФЭ мембранах

3.2 Имплантаты I серии - пористый ПТФЭ

3.3 Имплантаты II серии - ПТФЭ «сэндвич»

3.4 Имплантаты III серии - пористый ПТФЭ+

культура фибробластов

Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНОВЫХ ИМПЛАНТАТОВ

В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ. КЛИНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Результаты применения пористого ПТФЭ у пациентов

с заболеваниями склеры

4.1.1 Результаты применения пористого ПТФЭ

у больных с отслойкой сетчатки

4.1.2 Результаты использования пористого ПТФЭ

у больных со злокачественными новообразованиями сосудистой оболочки глазного яблока

4.2 Результаты использования пористого ПТФЭ у пациентов

с перфорацией роговицы

4.3 Результаты склеропластики пористым ПТФЭ

при некоторых заболеваниях глазного яблока

Глава 5 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕНЕНИЯ ИМПЛАНТАТОВ ИЗ ПОРИСТОГО ПТФЭ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

5.1 Склеропластические операции

5.2 Применение пористого ПТФЭ

у больных с перфорацией роговицы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А (рекомендуемое). Морфометрия 1

Приложение Б (рекомендуемое). Морфометрия 2

Приложение В (справочное). Патент на изобретение № 2491962

Список литературы

Эксплантаты
Перманентные проблемы с забором достаточного количества донорской роговицы стимулировали в последние годы поиск альтернативных трансплантационных материалов.
В современной офтальмохирургии наметилась явная тенденция к замене ауто- и аллотканей имплантатами небиологической природы (эксплантатами) [33, 42, 96, 100]. Важным свойством имплантатов этой группы является стабильность химической структуры материала. Известно, что некоторые эксплантаты способны изменять химические свойства, в частности, окисляться, оказывая при этом токсическое воздействие на окружающие ткани. Предлагаются различные модификации небиологических имплантатов для склеропластики при прогрессирующей миопии [65-67, 99].
Э.С. Аветисов с соавт. (1985, 1987) предложили обрабатывать разработанный имплантат пенокомпозицией, обеспечивающей плотную фиксацию материала к поверхности склеры и 2-3 кратное возрастание количества новообразованных сосудов. Однако применение полимерной композиции приводило к тенонитам в раннем послеоперационном периоде [1].
Был разработан новый способ малоинвазивного склероукрепляющего лечения прогрессирующей миопии. Метод предусматривает сочетанное воздействие базового состава для инъекции склероукрепляющей, глазной лекарственной пленки с координационным соединением цинка и пиридоксина (препарат Пироцин). Полученные экспериментальные данные показали, что Пирацин благоприятно влияет на процессы биосинтеза коллагена. Введение данной лекарственной композиции стимулирует рост и развитие соединительной ткани на поверхности склеры [57].
Среди склероукрепляющих композиций стоит отметить пенообразующие полимерные материалы, в частности, составленные из смеси этилакрилата, поливинилпирролидона, акриламидгидразила, солей железа, меди и других компонентов. В клиническую практику была внедрена склероукрепляющая инъекция специальной полимерной композиции, которая ранее использовалась в общей хирургии для заполнения полостей в организме [2].
Но проведенные в дальнейшем гистологические исследования выявили выраженную макрофагальную реакцию, а также капсулообразование вокруг геля. Процесс завершался лизисом данного материала и его замещением соединительной тканью через 5-15 месяцев после операции. Запланированная цель стабилизация прогрессирующей близорукости достигнута не была.
Другие исследователи посчитали целесообразным использовать при склеропластике имплантаты, в которых волокна коллагена, т.е. деградирующего материала, переплетаются с недеградирующими волокнами капрона. Ответная воспалительная реакция была слабой, а склероукрепляющий эффект, очевидным, но недолгим [64].
Ю.А. Гусев с соавт. (2001) предлагают заполнять сформированное для имплантата пространство в теноновой капсуле специально разработанным авторами вискоэластиком (2% натрия гиалуронат в смеси с коллагеном). Как считают авторы, таким способом снижается травматизация соседних тканей и улучшается регенерация поврежденных тканей глазного яблока.
Е.Н. Иомдиной (2000) экспериментально разработаны несколько составов для склероукрепляющих инъекций. В этих составах на базе полимерных композитов представлены соединения меди с пиридоксином, либо хонсурида и альфа-токоферола.
Е.И. Клюцевая (1984) доказала в эксперименте, что прошивание лавсановой нитью склеры приводит к увеличению толщины последней не только в зоне шва, но и на отдалении. Эта идея была применена в косметологии, то есть когда проводится армирование тканей лица золотыми нитями.
Рядом авторов для склеропластики при миопии был рекомендован мерсилен (нейлон), используемый уже более 30 лет в хирургии для протезирования сосудов. В 0,25 мм ячейки применяемых сеточек из полиэфирных волокон, врастают новообразованные коллагеновые волокна. В.И. Филиппенко с соавт. (1970) для герметизации глазного яблока при дефектах склеры рекомендовали воспользоваться лавсановыми пластинами. Для их фиксации применялся полимерный материал: цианакрилатный клей МК-2.
С целью укорочения заднего полюса глаза по предложению А.П. Нестерова применялась силиконовая резина, вызывавшая однако выраженную инкапсуляцию имплантата без признаков истинного сращения материала со склерой [72].
Был предложен биоинертный синтетический «Тексплант», который применялся при прогрессирующей миопии и на протяжении длительного периода обеспечивал стабилизацию миопического процесса, так как не подвергался биодеструкции [15]. Однако широкого распространения данный имплантат не получил.
В 1984 г. Н.М. Сергиенко с соавторами предложили для стабилизации прогрессирующей миопии металлопластику. У всех 4 оперированных больных авторы отмечали хорошие результаты. Но из-за травматичности метод не получил широкого распространения.
В склеропластических целях использовался плазменно-модифицированный силиконовый имплантат, характеризующийся повышенной гидрофильностью и химической инертностью [98, 100, 101]. Однако нежное капсулообразование вокруг имплантата и воспалительная реакция в ответ на имплантацию силикона говорит о непригодности материала для простых методов склеропластики.
Л.Д. Андреевой с соавторами (1999) в эксперименте был изучен «Склеракод» полиэфирное трикотажное волокно. Однако уже через две недели эксперимента начиналась, приводящая к его фрагментации, биодеструкция. Полученные результаты не позволили причислить его к адекватным склероукрепляющим имплантатам.
Перспективным склеропластическим материалом представляется плазменно-модифицированный пористый силикон [99]. Операции проводились по методике Пивоварова-Приставко. Имплантат обладает хорошей способностью к биоинтеграции за счет структуры пористого силикона. Плазменная модификация имплантата повышает гидрофильность полимера и уменьшает риск выделения из него токсичных элементов.
Е.Н. Иомдина и др. разработали новый склеропластический материал, который представляет из себя биосовместимый пленчатый синтетический имплантат с заданными свойствами поверхности [45]. Гидрофильная шероховатая внутренняя поверхность пленки, контактирующая со склерой, характеризуется высоким параметром шероховатости, что обеспечивает ее плотное прилегание и срастание со склерой. Гидрофобная наружная поверхность с теноновой капсулой не срастается. Материал позиционируется авторами как перспективный для хирургического укрепления склеры, но нуждающийся в клинической апробации.
В числе перспективных недеградирующих биоинтегрирующих материалов рассматривается также ПТФЭ. Материал использовался при экспериментальных склероукрепляющих операциях бандажного типа [140]. Однако признаков биоинтеграции данного вида ПТФЭ отмечено не было. Вокруг материала образовывалась капсула и эксплантат легко извлекался из тенонова пространства [189].
Возможно, перспективным направлением может оказаться совершенствование структуры политетрафторэтиленовой пленки, которое обеспечит врастание фиброваскулярной ткани в поровую субстанцию имплантата [8].
К полимерам, пригодным для закрытия сквозных дефектов склеры, относится полиуретан.
В нашей стране политетрафторэтиленовые имплантаты в клинике были впервые использованы в середине 90-х годов в сердечно-сосудистой хирургии. Был разработан и внедрен в широкую практику отечественный протез кровеносных сосудов из модифицированного ПТФЭ фибриллярно-узелковой структуры. Толщина стенки протеза данного материала 600 мкм с диаметром пор 10-20 мкм.
В работах M.E. Tawakol с соавторами (1989) описаны тканевые реакции при длительном (шесть недель) пребывании полимера на поверхности склеры экспериментального животного (кролика). Авторы использовали пленку «Goreex» с вышеуказанными характеристиками, которая, как известно, не может обеспечить врастание фиброваскулярной ткани в толщу полимера, из-за малого диаметра пор.
Результаты, полученные с использованием дермальных фибробластов, культивируемых на ПТФЭ мембранах
В ходе исследования были:
- определены условия культивирования дермальных фибробластов человека на мембране, используемой в качестве субстрата;
- определена пролиферативная способность фибробластов, культивируемых на мембране ПТФЭ.
Во всех опытных группах и контрольной серии культивируемые клетки имели типичную морфологию фибробластов. Это служит свидетельством отсутствия токсического воздействия материала мембраны на клетки. Результаты представлены на следующих фотографиях (рисунок 7, а, б, в, г) [14].
Поскольку ПТФЭ мембраны гидрофобны и непрозрачны, то оценка возможности адгезии клеток и их морфологического состояния в результате прижизненного наблюдения в процессе культивирования методом световой микроскопии невозможна. Поэтому использовали метод сканирующей электронной микроскопии.
Все экспериментальные варианты через 5 суток культивирования:
- мембраны, предварительно экспонированные в питательной среде и заселенные фибробластами;
- нативные (чистые, не экспонированные в среде) и заселенные фибробластами;
- мембраны, заселенные фибробластами, культивируемыми в питательной среде после инкубирования в ней мембран; нативные мембраны без клеток (в качестве исходного контроля);
- после удаления из питательной среды были несколько раз отмыты физиологическим раствором, зафиксированы глютаральдегидом (концентрация 2,5%) и отданы на анализ методом сканирующей электронной микроскопии
Результаты представлены на рисунке 8. [14].
Во всех экспериментальных сериях обнаружены адгезированные и распластанные на поверхности ПТФЭ мембран дермальные фибробласты. Это свидетельствует о том, что свойства мембран не препятствуют нормальному росту клеток. Следует отметить особенность ПТФЭ мембран возможность адгезии и соответственно культивирования клеток на них, несмотря на гидрофобность материала. Это определяется отрицательным зарядом их поверхности, в то время как наружная поверхность клеточной мембраны имеет положительный знак [14].
Мембранные диски, заселенные фибробластами, таким же образом, как указано выше (количество клеток, срок культивирования), были имплантированы в глаз кролика. Через 3 недели имплантаты были изъяты и изучены методом СЭМ. В качестве контроля были имплантированы диски без культивируемых клеток. На них встречаются участки с клетками, которые могли мигрировать только из ткани глаза. На мембранах, предварительно заселенных фибробластами, активно формировались тканевые структуры (рисунок 9).
Была выполнена ТЭМ на полутонких срезах имплантатов, изъятых из организма. Поры мембраны, заселенной до имплантации фибробластами, заполнены клетками (рисунок 10).
В серии экспериментов по определению пролиферативной активности дермальных фибробластов прежде всего была оценена оптическая плотность контрольной популяции, позволившая составить калибровочную кривую, по которой оценивалось количество клеток в вариантах при культивировании их на разных типах мембранных дисков (таблица 3, рисунок 11).
В серии экспериментов по определению пролиферативной активности дермальных фибробластов, культивируемых в контроле и культивируемых в питательной среде после инкубирования в ней в течение 5 суток мембранных дисков, были получены результаты, представленные в таблице 4 и на гистограмме (рисунок 11).
Из полученных данных по измерению оптической плотности растворов, экстрагированных из клеток, культивируемых в течение 5 суток как в контрольной питательной среде, так и в среде после инкубирования в ней мембранных дисков, были определены средние количества клеток в указанных вариантах в соответствии с калибровочной кривой. Результаты представленные в таблице 3 и на гистограмме (рисунок 12), свидетельствуют об отсутствии достоверной разницы между контролем и опытом.