Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ КЕРАТОКОНУСА РОГОВИЦЫ

Изобретение относится к медицине, более точно к офтальмологии, и может быть использовано для лечения кератоконуса роговицы. Кератоконус или эктазия роговицы - это дегенеративное заболевание, при котором ослабевает прочность коллагеновых фибрилл роговицы, что приводит к формированию конусовидной формы роговицы, смещению ее центра и астигматизму. Этиология кератоконуса до настоящего времени неизвестна. В литературе приводят эндокринную, наследственную, обменную, иммунологическую, иммуногенетическую, аллергическую, экологическую и даже вирусную теории возникновения кератоконуса, а большинство исследователей склоняется к многофакторной теории, учитывающей все перечисленные. Оно может быть первичным, генетически обусловленным, либо вторичным, являющимся одним из наиболее серьезных осложнений рефракционной хирургии

Для лечения этой патологии применяют мягкие контактные линзы, жесткие контактные линзы, хирургические методы лечения, включающие сквозную и послойную кератопластику, имплантацию интрастромальных роговичных колец, эпикератофакию, ассимметричную радиальную кератотомию, роговичный коллагеновый кросслинкинг.

В последние годы для стабилизации патологического процесса при кератоконусе был предложен cross-linking (сшивка) - способ лечения, в основе которого лежит «уплотнение» или увеличение прочности роговицы, которое наступает под воздействием низкоинтенсивного ультрафиолетового света на ткань стромы роговицы в присутствии фоточувствительной субстанции - рибофлавина (витамина B2). Уплотнение обусловлено повышением продукции короткоживущих свободных радикалов кислорода, которые, освобождаясь, вызывают образование связей - мостиков между разрозненными до того коллагеновыми фибриллами стромы, объединяя их в единую прочную сеть, усиливая прочность роговицы от 3 до 6 раз. Метод разработан T. Seller, G. Wollensak в 2003 г. [Wollensak G., Spoerl E., Seiler T. Stress - strain measurements of human and porcine corneas after riboflavin Ultravoilet-A-induced collagen cross-linking // J Cataract Refract Surg. - 2003. - Vol.29. - P.-1780-1785]. Имеется множество вариантов реализации этого метода, которые описаны в том числе и в патентной литературе. Так, в патенте РФ 2434616 описан способ лечения кератоконуса, включающий формирование интрастромального кармана с помощью фемтосекундного лазера с последующим введением в образованный карман 0,1%-ного раствора рибофлавина, пропитывание последним роговицы и облучение роговицы лучом ультрафиолетового света с длиной волны 365-375 нм в течение 30 мин, при этом сначала с помощью фемтосекундного лазера в соответствии с запрограммированными параметрами разрезов выполняют два дугообразных роговичных разреза со следующими топографическими параметрами: глубина разрезов 120-140 мкм, диаметр нанесения роговичных разрезов - 9,0 мм, расположение разрезов симметричное на 90° и 270°, а затем формируют интрастромальный карман. Таким образом, известные способы включают этап деэпителизации роговицы, что является довольно травматичной процедурой для роговицы, сопровождается сильным снижением зрения порой до 3 месяцев и более. Кроме того, есть риск развития осложнений в раннем периоде - воспалительных явлений переднего отрезка глаза как кератоконъюнктивиты (известны случаи тяжелого кератита с расплавлением роговицы) Кроме того, первые 3-5 дней пока идет период полной эпителизации пациент испытывает сильные дискомфортные ощущения вплоть до болевых, резь, слезотечение и является нетрудоспособным. При заявленном способе кросслинкинга пациент трудоспособен уже на следующий день.

Недостатками этих способов является проведение деэпителизации роговицы для доставки фотосенсибилизатора в строму роговицы, что приводит к очень длительному периоду отечности роговицы, а также возможность прогрессирования кератоконуса из-за недостаточно прочных «сшивок». Для устранения этапа деэпителизации предложено электрофоретическое насыщение роговицы рибофлавином (см. патент РФ №2345956, 2005 г.). Однако этот известный способ требует предварительного медимекаментозного воздействия на роговицу для формирования миоза.

Наиболее ближайшим к заявляемому способу - прототипом - является способ лечения кератоконуса, заключающийся в следующем (патент RU 2434616, приоритет 31.03.2010). Способ включает удаление эпителиального слоя роговицы методом эксимерлазерной абляции на глубину не более 2/3 его толщины. Затем насыщают роговицу 0,1%-ным раствором рибофлавина путем его многократных инстилляций. Далее проводят ультрафиолетовое облучение роговицы длиной волны 365 нм в течение 30 мин.

Недостатком этого способа является проведение деэпителизации роговицы для доставки фотосенсибилизатора в строму роговицы, что приводит к очень длительному периоду отечности роговицы, тяжелому восстановительному периоду, длительному сроку реабилитации пациента, а также опасности присоединения инфекции. В связи с этим перед исследователями встала задача поиска неинвазивного, безопасного и в то же время эффективного способа лечения кератоконуса.

Анатомофорфологические и физиологические особенности роговицы показывают, что она является наружной частью оптической системы глаза и одновременно защитными «очками», предохраняющими внутренние среды и ткани глазного яблока. Эти основные две функции роговой оболочки глаза обеспечиваются за счет целого ряда ее морфологических особенностей.

Как известно, роговая оболочка глаза состоит из пяти слоев: переднего неороговевающего эпителия, боуменовой мембраны, соединительно-тканной стромы, десцеметовой мембраны и заднего эпителия (эндотелия). Все эти структуры обладают высокой механической прочностью. Так, разрывная прочность роговицы составляет 4×10⁷ дин/см², в то время кости - 9×10⁶ дин/ см².

Морфофункциональные особенности всех слоев интактной роговицы препятствуют проникновению внутрь чужеродных и вредных веществ и микроорганизмов. Особое значение в этом принадлежит эпителию, боуменовой мембране и строме роговицы.

Передний эпителий составляет около 10% общей толщины роговицы и представлен цилиндрическими клетками базального слоя, крыловидными клетками шиповатого слоя и черепицеобразными плоскими клетками наружного слоя. Все клетки эпителия имеют плотные контакты и прочно связаны друг с другом за счет десмосом и полудесмосом. Такая структура эпителия препятствует попаданию веществ с наружной поверхности роговицы внутрь.

Барьерную функцию для проникновения веществ и микроорганизмов выполняют также боуменова мембрана и строма. Содержащиеся в этих структурах гликозаминогликаны обладают способностью связывать большое количество воды и солей и тем самым определяют необходимый уровень гидратации тканей. Содержание воды в роговице достигает 80%.

Определенные трудности для проникновения веществ снаружи имеет также движение водорастворимых и других соединений от задних слоев роговицы к наружним. Именно все эти обстоятельства привели нас к выводу о том, что скорость поступления с наружной поверхности роговицы внутрь различных веществ, в том числе и лекарственных препаратов, может быть существенно увеличена, если создать условия, при которых межклеточные пространства между эпителиальными клетками удастся увеличить, а более глубокие слои роговицы подвергнуть дегидратации.

Мы предположили, что это может быть достигнуто при нанесении на переднюю поверхность роговицы гипертоничных веществ. Эти вещества за счет осмоса приведут к дегидратации и временному сморщиванию клеток эпителия и частичному обезвоживанию более глубоких слоев роговицы. В качестве такого биосовместимого вещества может быть использована глюкоза. Представленные выше результаты исследований полностью подтвердили наши предположения.

Техническим результатом заявленного способа является устранение послеоперационных осложнений, сокращение сроков реабилитации пациентов и достижение высоких функциональных результатов операции.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе лечения кератоконуса роговицы, включающем пропитыване роговицы глаза 0,1% раствором рибофлавина и последующее облучение роговицы лучом ультрафиолетового света с длиной волны 365-375 нм в течение 30 мин, при этом перед пропитыванием роговицы рибофлавином на нее предварительно наносят 40% раствор глюкозы, выдерживают его на поверхности роговицы в течение 9-11 минут, после чего остатки раствора глюкозы удаляют, а на обработанную глюкозой поверхность роговицы на 30 минут наносят 0,1% раствор рибофлавина

Пример 1

Испытания в условиях in vitro

Испытания проводили на выделенных глазах кроликов породы Шиншилла с моделированием условий применения с использованием препарата Рибофлавин.

Краткое описание методики эксперимента

На выделенный (трупный) глаз наносили раствор глюкозы непосредственно на роговицу и выдерживали в течение 10 минут после чего производили закапывание 0,1% раствора рибофлавина. Роговицу глаза, промытую в физрастворе, крепили к стенке кварцевой кюветы изнутри.

Снимали спектры пропускания от 190 до 360 нм, относительно пустой кюветы.

Обобщаем результаты, делаем выводы о влиянии глюкозы и концентрации рибофлавина на пропускание роговицы.

Результаты испытаний

445 нм - характерная длина волны спектра пропускания раствора рибофлавина, который способен проникать в слои роговицы без механических повреждений. Количество препарата в роговице линейно зависит от времени экспозиции. Время выдерживания глаза в растворе рибофлавина 5, 15 и 30 минут, соответственно количество препарата в роговице 0,06; 0,14; 0,25 ед.

Предварительная обработка роговицы 40% раствором глюкозы значительно увеличивает проникновение рибофлавина в слои роговицы. На спектре четко видна разница между оптической плотностью роговицы обработанной только раствором рибофлавина от роговицы с предварительной обработкой глюкозой. Показатели увеличились практически вдвое.

Выводы

Таким образом, результаты исследования in vitro показали, что обработка роговицы глюкозой перед нанесением рибофлавина значительно увеличивает его проникающую способность.

Пример 2

Испытания в условиях in vivo

Испытания проводили на глазах живых кроликов породы Шиншилла в условиях применения препарата Рибофлавин на фоне р-ра Глюкозы 40%.

На глаз кролика одной из экспериментальных групп наносили раствор глюкозы непосредственно на роговицу и выдерживали в течение 10 минут, после чего производили закапывание рибофлавина. Другой группе рибофлавин наносили без предварительной обработки глюкозой. В процессе эксперимента проводили наблюдение за состоянием глаз животных на предмет раздражающего воздействия препаратов на ткани глаза. После эксперимента произвели эвтаназию животных с последующей энуклеацией глаз. Выделенную роговицу глаза, промытую в физрастворе, крепили к стенке кварцевой кюветы изнутри. Снимали спектры пропускания от 190 до 360 нм относительно пустой кюветы.

Обобщаем результаты, делаем выводы о влиянии глюкозы и концентрации рибофлавина на пропускание роговицы, а также на раздражающее действие препаратов на ткани глаза.

Результаты испытаний

Исследования in vivo подтвердили предварительные исследования in vitro в том, что предварительная обработка роговицы глюкозой увеличивает степень проникновения рибофлавина практически в два раза. Следует отметить, что в ходе эксперимента не отмечено раздражающего действия, вызванного применением препаратов.

Пример 3

Пациент Шогенов М.Х., 25 лет, обратился в клинику «Центр глазной хирургии 28.05.13 с жалобами на снижение зрения обоих глаз. Проведено полное офтальмологическое обследование. Диагноз Кератоконус 1 стадии правый глаз, кератоконус 2 стадии левый глаз.

Острота зрения

VOD = 0.6

VOS = 0.1 с/о - 3.5 cyl - 4.5 ax 170=0.4

Рефрактометрия

OD sph 0 cyl - 5.5 ax 175

OS sph - 3.5 cyl - 4.25 ax 178

Кератометрия

OD 47.10 ось 90 43.28 ax 0

OS 45.90 ось 83 43.01 ax 173

Пахиметрия OD 500 мкр OS 490 мкр

Пациенту выполнили лечение заявленным способом.

Острота зрения после операции на следующий день правый = 0.7. Через 2 месяца = 0.7, через три месяца 0.7. Левый глаз после проведения кросслинкинга заявленным способом 0.4 не коррегирует, через 2 и 3 месяца зрение 0.5.

Пример 4

Пациент Калюжный Д.Е., 24 года, обратился в клинику «Центр глазной хирургии 26.04.13 с жалобами на снижение зрения обоих глаз. Проведено полное офтальмологическое обследование. Диагноз Кератоконус 2-3 стадии правый глаз, кератоконус 1 стадии левый глаз.

Острота зрения

VOD = 0.01 с/о - 4.75 cyl - 8.5 ax 70=0.1

VOS = 0.8 c/o - 0.75=1.0

Рефрактометрия

OD sph - 5.0 cyl - 8.5 ax 70

OS sph - 1.5 cyl 0.0

Кератометрия

OD 57.94 ось 162 48.72 ax 172

OS 43.14 ось l7243.72 ax 82

Пахиметрия OD 394 мкр OS 495 мкр

Пациенту выполнили лечение заявленным способом.

Острота зрения после операции на следующий день левый глаз = с/о - 0.75=1.0. Через 2 месяца = 1.0, через три месяца 1.0. Правый глаз после проведения кросслинкинга заявленным способом - 0.4 не коррегирует, через 2 и 3 месяца зрение 0.5.

Пример 5

Пациент Кобелев P.O., 20 лет, обратился в клинику «Центр глазной хирургии 25.04.13 с жалобами на снижение зрения обоих глаз. Проведено полное офтальмологическое обследование. Диагноз Кератоконус 2-3 стадии левый глаз, кератоконус 1 стадии правый глаз.

Острота зрения

VOD = 0.7

VOS = 0.2

Рефрактометрия

OD sph - 2.0 cyl - 3.5 ax 36

OS sph - 6.5 cyl 0.0

Кератометрия

OD 45.42 ось 123 42.96 ax 33

OS 53.22 ось 8345.13 ax 173

Пахиметрия OD 474 мкр OS 440 мкр

Пациенту выполнили лечение заявленным способом - правый глаз. Левый глаз - имплантацию роговичных сегментов и спустя 3 месяца проведение кросслинкинга заявленным способом. Острота зрения после операции на следующий день правый глаз - 0.8. Через 2 месяца = 0.9, через три месяца 0.9. Левый глаз спустя 3 месяца после проведения кросслинкинга заявленным способом 0.7, через 2 и 3 месяца зрение - 0.7.

Таким образом, заявленный способ позволяет провести эффективное нетравматичное лечение кератоконуса и получить хорошие устойчивые результаты.