Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ЭКСИМЕРЛАЗЕРНЫЙ ТОПОГРАФИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫЙ КРОССЛИНКИНГ РОГОВИЦЫ

Корниловский И.М. 1 Гиля А.П. 1 Хататаев Р.Р. 1
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение " Национальный медико-хирургический центр имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации
В статье рассмотрены особенности инновационной технологии эксимерлазерного топографически ориентированного кросслинкинга роговицы. В основу работы положены клинические исследования по применению рибофлавина для фотопротекции и лазер-индуцированного кросслинкинга в фоторефракционной (510 операций) и фототерапевтической (72 операции) хирургии роговицы. Насыщение стромы 0,1%-ным или 0,25%-ным изотоническим раствором рибофлавина проводилось после фототерапевтической абляции эпителия. В клинике роговичный кросслинкинг оценивали по данным компьютерной кератотопографии, оптической когерентной томографии, денситометрии и двухволнового оптического сканирования роговицы. Профилактический кросслинкинг в фоторефракционной и фототерапевтической хирургии роговицы был реализован через активацию рибофлавина вторичным излучением, индуцируемым при кератоабляции. Для лечебного кросслинкинга применяли плотности энергии излучения эксимерного лазера на аргон-фторе ниже порога абляции. Положительный эффект лечебного лазер-индуцированного кросслинкинга был выявлен при кератоконусе, вторичных кератоэктазиях, инфекционных кератитах, ЭЭД, рецидивирующих эрозиях эпителия и другой патологии роговицы. При лечебном лазер-индуцированном кросслинкинге на ОКТ роговицы были выявлены все классические признаки традиционного кросслинкинга с формированием демаркационной линии. По данным двухволнового оптического сканирования были получены новые данные об изменениях гидратации и рефракционном индексе роговицы после эксимерлазерного кросслинкинга. Кросслинкинг роговицы по данным компьютерной топографии может быть реализован путем сканирования насыщенной рибофлавином стромы излучением эксимерного лазера на аргон-фторе при абляционных и субабляционных плотностях энергии в импульсе и пятном не более 1,0 мм в диаметре.
эксимерлазерный кросслинкинг роговицы
фоторефракционная кератэктомия
фототерапевтическая кератэктомия
кератоконус
1. Hafezi N., Hafezi F. How to choose the best cross-linking procedure in 2016. Eur. Ophthalmic Rev. 2015. Vol. 9 (2). P. 98-99.
2. Wan Q., Wang D., Ye H., Jing Tang J., Yu Han Y. A review and meta-analysis of corneal cross-linking for post-laser vision correction ectasia. J. Curr. Ophthalmol. J Curr Ophthalmol. 2017. Vol. 29 (3). P. 145-153.
3. Sachdev G.S., Sachdev M. Recent advances in corneal collagen cross-linking. Indian J. Ophthalmol. 2017. Vol. 65 (9). P. 787-796. DOI: 10.4103/ijo.IJO_648_17.
4. Lang P.Z., Hafezi N.L., Khandelwal S.S., Torres-Netto E.A., Hafezi F., Randleman J.B. Comparative functional outcomes after corneal crosslinking using standard, accelerated, and accelerated with higher total fluence protocols. Cornea. 2019. Vol. 38 (4). P. 433–441.
5. Kirgiz A., Eliacik M., Yildirim Y. Different accelerated corneal collagen cross-linking treatment modalities in progressive keratoconus. Eye Vis. 2019. Vol. 6 (1). P. 16.
6. Корниловский И.М. Факторы катарактогенеза в лазерной рефракционной хирургии роговицы // Офтальмология. 2019. Vol. 16 (1S). P. 112–117.
7. Kornilovskiy I.M. Optical Coherence Tomography and Densitometry in Assessing the Effect of Corneal Cross-Linking Upon Photorefractive Ablation with Riboflavin. Journal of Eye Study and Treatment. 2018. Vol. 1. P. 5-13.

Арсенал новых технологий роговичного кросслинкинга расширяется с каждым годом [1–3]. Это касается, прежде всего, применения кросслинкинга при патологии роговицы, включая первичные и вторичные кератоэктазии [4–5].  Накоплен клинический материал, доказывающий целесообразность применения профилактического кросслинкинга при истончении роговицы после различных лазерных, хирургических, фоторефракционных, фототерапевтических и комбинированных операций на роговой оболочке. Это связано не только с профилактикой возможности развития эктазии, но и с необходимостью компенсации ослабленной фотопротекторной функции истонченной роговой оболочки. Именно роговая оболочка и хрусталик являются не только главными преломляющими структурами, но и важнейшими защитными структурами глаза по блокированию внешнего УФ-излучения.  Об этом необходимо помнить при оптико-реконструктивных операциях на глазах. Любое истончение роговицы неизбежно увеличивает внешнюю ультрафиолетовую (УФ) нагрузку на хрусталик и может явиться одним из факторов более раннего развития катаракты, а также нарушений в системе антиоксидантной защиты всех внутриглазных структур [6]. 

Целью настоящей работы явилось рассмотрение особенностей инновационной технологии эксимерлазерного топографически ориентированного кросслинкинга роговицы.

Материал и методы исследования

В основу работы положены клинические исследования по применению рибофлавина для фотопротекции и лазер-индуцированного кросслинкинга в фоторефракционной (510 операций) и фототерапевтической (72 операции) хирургии роговицы. Для профилактического кросслинкинга в фоторефракционной и фототерапевтической хирургии роговицы достаточной была активация рибофлавина вторичным излучением, индуцируемым при проведении абляции. При лечебном кросслинкинге применяли только плотности энергии излучения эксимерного лазера на аргон-фторе ниже порога абляции. Специальная технология использования субабляционных плотностей энергии была применена для формирования на абляционной поверхности боуменоподобной мембранной структуры.  Насыщение стромы 0,1%-ным или 0,25%-ным изотоническим раствором рибофлавина проводилось капельным или аэрозольным способом с использованием портативного ультразвукового небулайзера с меш-технологией диспергирования раствора. При проведении профилактического кросслинкинга в фоторефракционной хирургии эпителий удаляли в режиме ФТК с учетом его толщины по данным ОКТ роговицы. Для лечебного кросслинкинга при кератоконусе, вторичных кератоэктазиях, инфекционных кератитах и другой патологии роговицы были применены плотности энергии эксимерлазерного излучения ниже порога абляции.  Все исследования проводились с соблюдением принципов Хельсинкской декларации и с разрешения этического комитета ФГБУ «Национальный медико-хирургический центр им. Н.И. Пирогова» Минздрава России. Фоторефракционные и фототерапевтические операции с применением эксимерного лазерного излучения ниже порога абляции выполнялись на российском эксимерном лазере «Микроскан Визум-500». В данной лазерной установке была реализована возможность быстрого перехода от абляционного к субабляционным режимам без каких-либо дополнительных контрольных калибровок. Диаметр  сканирующего пятна был равен 0,9 мм с Гауссовым профилем распределения энергии. Частота сканирования по роговице составляла 37 Гц. В клинике при оценке состояния роговицы после эксимерлазерного кросслинкинга особый акцент был сделан на высокоразрешающей спектральной оптической когерентной томографии (ОКТ) и денситометрии роговицы.  Исследования проводили на приборах RTVue 100 и RTVue XR100 (Optovue, США).   Кератотопографические и денситометрические исследования выполняли на приборе TMS-5 (Topcon, Япония). Кроме того, для оценки состояния роговицы после эксимерлазерного кросслинкинга была применена методика оценки динамических изменений гидратации и рефракционного индекса по данным двухволнового оптического сканирования роговицы в видимом (TMS-5) и инфракрасном (RTVue XR100) диапазонах.

Результаты исследования и их обсуждение

Клинические наблюдения выявили преимущество фоторефракционной абляции с предварительным насыщением стромы рибофлавином. Это проявлялось снижением асептической воспалительной реакции в раннем послеоперационном периоде, сокращением сроков стабилизации визуальных и оптико-рефракционных показателей.  Использование портативного ультразвукового небулайзера с меш-технологией диспергирования раствора рибофлавина позволяло получить аэрозольные частицы размером в диапазоне от 1 до 5 мкм. Это улучшало проникновение аэрозольных частиц с деэпителизированной поверхности в строму роговицы и насыщение стромы рибофлавином.  Анализ результатов различных фоторефракционных и фототерапевтических операций на роговице показал отсутствие влияния насыщения стромы 0,1%-ным или  0,25%-ным изотоническим раствором рибофлавина на  точность абляции.  При этом насыщенные рибофлавином слои стромы роговицы срабатывали как спектральные фильтры, защищая кератоциты и нервы в глубже расположенных слоях стромы от негативного влияния на них индуцированного абляцией вторичного УФ-излучения.

Клинические исследования по фотоабляции с рибофлавином легли в основу разработки в клинике профилактического и лечебного лазер-индуцированного роговичного кросслинкинга.  Технология такого кросслинкинга заключалась в  применении для активации рибофлавина вторичного излучения, которое  формировалось при воздействии на строму излучения эксимерного лазера на аргон-фторе. При этом сканирование стромы роговицы, насыщенной рибофлавином, осуществлялось пятном  не более 1,0 мм в диаметре. Это было связано с тем, что при большем диаметре пятна нельзя реализовать проведение персонализированной абляции по данным кератотопографии или аберрометрии.

Вторичное излучение имело место как при абляционных, так и при субабляционных плотностях энергии в импульсе. Широкий спектр индуцированного вторичного излучения включал ультрафиолетовый диапазон, который перекрывал все четыре пика максимального поглощения рибофлавином. Это указывало на преимущества применения вторичного излучения эксимерного лазера на аргон-фторе для инициирования эффекта кросслинкинга в строме роговицы. Такой лазер-индуцированный кросслинкинг позволил предложить ряд инновационных технологий эксимерной лазерной хирургии роговицы с фотопротекцией, профилактическим и лечебным роговичным кросслинкингом.   Клинические наблюдения показали, что в большинстве случаев при фоторефракционной хирургии роговицы для профилактики кератоэктазий достаточным является проведение абляции после насыщения стромы роговицы 0,1%-ным или 0,25%-ным изотоническим раствором рибофлавина. В зависимости от степени аметропии и объема удаляемой ткани время насыщения колебалось от 2 до 10 мин.  В то же время  по завершении абляции в прилежащих слоях стромы инициировался эффект кросслинкинга. При этом на абляционной поверхности формировалась тонкая мембранная структура. При ОКТ роговицы мембрана выявлялась только в тех случаях, когда ее толщина превышала   5 мкм. Это было связано с разрешающей способностью применяемого оптического томографа. При денситометрии роговицы наблюдалось повышение оптической плотности в слоях стромы, прилежащих к зоне абляции. Такой лазер-индуцированный кросслинкинг в фоторефракционной хирургии роговицы имел профилактическую направленность и был более физиологичным. Прежде всего, это было связано с тем, что для активации рибофлавина использовалось только вторичное излучение, индуцированное в ходе рефракционной эксимерной лазерной кератоэктомии. 

Основу технологии лечебного лазер-индуцированного кросслинкинга составило насыщение стромы роговицы рибофлавином и использование для его активации импульсного излучения эксимерного лазера на аргон-фторе при плотностях энергии в импульсе ниже порога абляции. Применение сканирующего пятна малого диаметра позволило провести персонализированный топографически ориентированный роговичный кросслинкинг.  При сканирующей технологии кросслинкинга оксигенация стромы роговицы летающим пятном нарушалась в меньшей степени. Кроме того, широкий спектр индуцированного вторичного УФ-излучения увеличивал активацию рибофлавина, суммарный коэффициент экстинкции и эффект роговичного кросслинкинга. При этом запускался целый каскад реакций образования активных радикалов. Формирование таких радикалов обусловлено послеоперационной асептической воспалительной реакцией. Характер и степень выраженности этой реакции во многом предопределяли время появления, обратного развития и степень выраженности демаркационной линии в строме роговицы.  Так, при  ОКТ роговицы было отмечено углубление зоны кросслинкинга в строме на 6-й день по сравнению с первичной зоной спустя 1 сутки после лазер-индуцированного кросслинкинга (рис. 1).

Рис.1. ОКТ роговицы через 1 (в контактной линзе) и 6 суток после топографически ориентированного лазер-индуцированного кросслинкинга излучением эксимерного лазера на аргон-фторе по поводу прогрессирующего кератоконуса II стадии

Во всех случаях форма и глубина залегания демаркационной линии в строме служили маркером конкретных зон роговицы, в которых произошел кросслинкинг. Следует отметить, что при профилактическом щадящем варианте кросслинкинга появление демаркационной линии было редким.  О стабилизации процесса и достигнутом лечебном эффекте судили по данным дифференциальной кератотопографии и динамике скринингового индекса эктазии.  По данным ОКТ и денситометрии роговицы лечебный лазер-индуцированный кросслинкинг роговицы проявлял все признаки традиционного роговичного кросслинкинга (рис. 2). Более подробно результаты ОКТ и денситометрии после лазер-индуцированного кросслинкинга были изложены в ранее опубликованной работе [7].

Рис. 2. ОКТ и денситограмма роговицы через 1 месяц после лечебного лазер-индуцированного кросслинкинга излучением эксимерного лазера на аргон-фторе по поводу прогрессирующего кератоконуса II стадии

В ряде случаев эффект лазер-индуцированного кросслинкинга был усилен за счет использования специальной технологии применения субабляционных плотностей энергии для формирования на абляционной поверхности боуменоподобной мембранной структуры.      

Лечебный лазер-индуцированный кросслинкинг роговицы показал свою эффективность при эндотелиально-эпителиальной форме дистрофии роговицы с выраженным болевым синдромом, инфекционных язвенных кератитах и рецидивирующих эпителиальных эрозиях роговицы. При патологии роговицы лечебный роговичный кросслинкинг сочетался с фототерапевтической кератоэктомией помутневших или некротически измененных слоев роговичной стромы.         

Применение офтальмологических эксимерных лазерных установок и субабляционных режимов облучения позволило впервые реализовать проведение персонализированного кросслинкинга роговицы  по данным кератотопографии.      

По данным двухволнового оптического сканирования в видимом (TMS-5) и инфракрасном диапазонах (RTVue XR100) были отмечены изменения степени  гидратации и рефракционного индекса роговицы в различные сроки после эксимерлазерного кросслинкинга. Это позволило получить новую информацию о влиянии кросслинкинга на состояние роговицы. Кроме того, двухволновое оптическое сканирование роговицы позволило объяснить случаи повышения остроты зрения без и с коррекцией, которые входили в противоречие с данными компьютерной кератотопографии и рефрактометрии.                     

Преимущества инновационной технологии лазер-индуцированного кросслинкинга при применении эксимерного офтальмологического лазера с длиной волны 193 нм заключалось в следующем:

– впервые реализовать проведение персонализированного локального кросслинкинга по данным компьютерной кератотопографии путем ее сканирования пятном малого диаметра излучения эксимерного лазера на аргон-фторе;

– впервые осуществить активацию рибофлавина индуцированным вторичным лазерным УФ-излучением дальнего спектрального, широкий спектр которого перекрывает все 4 пика максимального поглощения рибофлавином;

–  обеспечить лучшую оксигенацию стромы роговицы при  ее сканировании летающим пятном малого диаметра импульсного излучения эксимерного лазера;

–  значительно сократить время облучения роговицы;

–  уменьшить ответную асептическую воспалительную реакцию и ускорить эпителизацию роговицы за счет лучшего эффекта поглощения УФ спектрального диапазона вторичного индуцированного излучения в слоях  стромы, насыщенных рибофлавином.

Заключение

Кросслинкинг роговицы по данным компьютерной топографии может быть реализован путем сканирования насыщенной рибофлавином стромы излучением эксимерного лазера на аргон-фторе  при  абляционных и субабляционных плотностях энергии в импульсе и пятном не более 1,0 мм в диаметре.


Библиографическая ссылка

Корниловский И.М., Гиля А.П., Хататаев Р.Р. ЭКСИМЕРЛАЗЕРНЫЙ ТОПОГРАФИЧЕСКИ ОРИЕНТИРОВАННЫЙ КРОССЛИНКИНГ РОГОВИЦЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2021. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=30613 (дата обращения: 26.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074