Исследование заднего эпителия роговицы
Хирургия хрусталика в последние десятилетия идет по пути совершенствования технологий малых разрезов, а ультразвуковая факоэмульсификация (ФЭ) стала современным стандартом экстракции катаракты. Данная методика позволяет малотравматично удалять хрусталик любой степени плотности, а также успешно выполнять хирургическое лечение катаракты, сочетающейся с другими офтальмологическими заболеваниями [1, 3, 8, 9, 20]. Перспективными направлениями развития хирургии хрусталика в настоящее время являются разработка низкоэнергетических технологий ультразвуковой ФЭ и применение для эмульсификации ядра хрусталика альтернативных ультразвуку (УЗ) источников энергии, уменьшающих негативное влияние хирургического вмешательства на ткани глазного яблока [2, 4, 8, 10, 11, 14—16, 18].
Степень потери клеток заднего эпителия роговицы (ЗЭР) является важнейшим критерием оценки травматичности операции удаления катаракты, в том числе методом ФЭ. Высокая дифференциация и выраженная метаболическая активность ЗЭР обусловливают его высокую чувствительность к травматизации в ходе хирургического вмешательства. Одной из основных причин интраоперационного повреждения данного слоя роговицы при ультразвуковой ФЭ является энергетический фактор. При этом степень индуцированной реакции ЗЭР находится в прямой зависимости от экспозиции и мощности УЗ, т.е. от так называемого эквивалентного (эффективного) времени УЗ. Основной причиной увеличения эквивалентного времени УЗ в клинической практике при прочих равных условиях является плотность ядра хрусталика. Экспериментальные исследования показали, что увеличение экспозиции УЗ в 2 раза вызывает увеличение потери ЗЭР с 11,0 до 39,0%, а повышение мощности УЗ с 60 до 100% повышает дефицит клеток с 6,1 до 39,4% [6, 7, 10, 12, 19].
Помимо энергетического фактора многочисленные экспериментальные и клинические исследования выявили корреляцию степени повреждения ЗЭР с другими интраоперационными причинами его травматизации, прежде всего с длительностью и объемом ирригации, а также с механической травмой ядром, его фрагментами и хирургическими инструментами [5, 7, 17, 19].
При наличии большого разнообразия хирургических технологий, предлагаемых для удаления хрусталика, является актуальным вопрос об их влиянии на ЗЭР в зависимости от плотности ядра хрусталика и соответственно о выборе оптимальной для конкретного больного методики хирургического вмешательства.
Целью настоящего исследования была сравнительная оценка влияния современных ультразвуковых технологий ФЭ и гидромониторной факофрагментации на ЗЭР в зависимости от плотности ядра хрусталика.
Хирургическое лечение и обследование проведено 451 больному (533 глаза) со старческой катарактой различной степени зрелости; больные были в возрасте от 47 до 79 лет. Пациентов разделили на 4 группы соответственно методу хирургического вмешательства. 1-ю группу составили 127 больных (148 глаз), средний возраст которых 66,7±2,3 лет (от 47 до 79 лет), им была проведена стандартная ультразвуковая ФЭ. Во 2-ю группу включено 108 больных (133 глаза) со средним возрастом 66,1±2,2 года (от 49 до 78 лет), им выполняли ультразвуковую ФЭ по технологии NeoSoniX, в которой для эмульсификациии ядра применено сочетание ультразвуковой и механической энергии. В 3-й группе было 137 больных (166 глаз) со средним возрастом 67,1±2,4 года (от 49 до 78 лет), им выполняли ультразвуковую торсионную ФЭ по технологии OZil, в которой используются осцилляторные колебания изогнутой факоиглы как в традиционном аксиальном направлении, так и в перпендикулярном, что существенно влияет на распределение энергии и процесс дробления ядра хрусталика. 4-ю группу составили 79 больных (86 глаз) со средним возрастом 66,3±2,4 года (от 48 до 74 лет), которым была проведена гидромониторная факофрагментация. Статистически значимых различий по возрасту и полу в исследованных группах пациентов не было (р>0,05). Больных с узким ригидным зрачком, подвывихом хрусталика, увеальными катарактами, тяжелой формой сахарного диабета, а также пациентов после проведенных ранее хирургических вмешательств на глазном яблоке в данное исследование не включали. Учитывая данные литературы и проведенные нами ранее исследования, гидромониторную факофрагментацию выполняли только при II и III степени плотности ядра хрусталика, рассматривая IV степень плотности ядра как противопоказание к применению данной хирургической технологии.
Плотность ядра хрусталика оценивали по классификации L. Buratto [13]. Статистически значимых различий по степени плотности ядра хрусталика между группами оперированных больных не было. В 1-й группе в 43 (29,1%) случаях была II степень плотности ядра хрусталика, в 57 (38,5%) — III, в 48 (32,4%) — IV.
Во 2-й группе в 41 (30,8%) случае была II степень плотности ядра хрусталика, в 50 (37,6%) — III, в 42 (31,6%) — IV. В 3-й группе в 47 (28,3%) случаях была II степень плотности ядра хрусталика, в 62 (37,4%) — III, в 57 (34,3%) — IV. В 4-й группе в 49 (57%) случаях была II степень плотности ядра хрусталика и в 37 (43%) — III.
Комплексное офтальмологическое обследование всех больных проводилось до операции, на 1-й, 3-й день, через 1 и 3 мес после хирургического вмешательства. Помимо него до хирургического вмешательства и через 3 мес после него во всех случаях проведены исследования толщины роговицы и состояния ЗЭР. Пахиметрические исследования и оценку состояния ЗЭР осуществляли с помощью бесконтактного микроскопа SP-3000P (фирма «TOPCON», Япония), который позволяет осуществлять автоматическую съемку и измерять толщину роговицы с точностью до 0,001 мм. В ходе исследования определяли толщину роговицы в центре, плотность клеток ЗЭР (количество клеток в 1 мм2), степень выраженности полиморфизма и полимегетизма клеток.
В 1-е сутки после операции подсчитывали процент случаев полностью прозрачной роговицы (роговица прозрачная, гладкая, блестящая, без складок десцеметовой мембраны) в каждой группе. Данный критерий оценки в современной литературе считается интегральным клиническим показателем травматичности способа удаления катаракты, степени выраженности послеоперационной воспалительной реакции и применяется, в частности, для сравнения результатов применения различных факосистем [16].
Ультразвуковую ФЭ и гидромониторную факофрагментацию проводили с использованием установок Infiniti Vision System и Legacy 20000 Advantec NeoSoniХ. В качестве вископротектора во всех группах в ходе операции применяли одинаковые препараты. Для интраокулярной коррекции афакии во всех случаях внутрикапсульно имплантировали гидрофобную акриловую интраокулярную линзу.
Стандартизацию параметров энергетического воздействия на хрусталик проводили путем вычисления эквивалентного времени работы факосистемы (T) по формуле: T = P·t/100%, где P — мощность факосистемы, %, t — время, с [6].
Для статистической обработки результатов исследования применяли параметрические и непараметрические методы статистического анализа.
Основными факторами, которые определяют состояние ЗЭР после удаления катаракты с применением современных энергетических технологий, являются мощность и экспозиция энергетического воздействия, объем использованного ирригационного раствора, а также степень тяжести воспалительной реакции в послеоперационном периоде. Интегральным клиническим критерием оценки состояния роговицы, учитывающим все перечисленные факторы и характеризующим травматичность операции, в современной офтальмохирургической литературе считается процент случаев полностью прозрачной роговицы (прозрачная, гладкая, блестящая, без складок десцеметовой оболочки) в раннем послеоперационном периоде [16]. На 1-й день после операции у пациентов со II степенью плотности ядра хрусталика наибольшее число случаев полностью прозрачной роговицы отмечено после выполнения гидромониторной факофрагментации. Практически такая же частота данного показателя была и на 1-й день после торсионной ФЭ (табл. 1). При III и в особенности при IV степени плотности ядра хрусталика процент полностью прозрачной роговицы был существенно выше после торсионной ФЭ (см. табл. 1). При этом степень выраженности воспалительной реакции в послеоперационном периоде по классификации Федорова—Егоровой не имела существенных различий в группах оперированных больных при всех степенях плотности ядра хрусталика.
При пахиметрическом исследовании до операции и через 3 мес после нее не выявили каких-либо достоверных различий толщины центральной области роговицы.
Во всех группах отмечалось несущественное (р>0,05) увеличение толщины центральной области роговицы, не превышавшее 0,01 мм (табл. 2).
Проведенное исследование, так же как и ряд других публикаций, показало корреляцию эквивалентного времени энергетического воздействия на хрусталик со степенью потери клеток ЗЭР (r>0,5). При этом основным фактором, обусловливающим его увеличение, была плотность ядра хрусталика. У пациентов со II степенью плотности ядра хрусталика минимальная потеря клеток ЗЭР отмечена после торсионной ФЭ — 4,3±1,2%. С торсионной ФЭ по влиянию на ЗЭР при II степени плотности ядра сравнима гидромониторная факофрагментация — 4,7±1,3% (табл. 3). Стандартная ФЭ и ФЭ с применением технологии NeoSoniX сопровождались существенно бо`льшим (р<0,05) уменьшением плотности клеток ЗЭР, соответственно 6,3±1,6 и 5,7±1,5%. При III степени плотности ядра хрусталика наименьшая (р<0,05) потеря клеток ЗЭР была после торсионной ФЭ (см. табл. 3). После гидромониторной факофрагментации хрусталика с ядром III степени плотности потеря клеток ЗЭР была существенно (р<0,05) выше по сравнению с торсионной ФЭ и сравнима со стандартной ФЭ. Это подтверждает значимость объема ирригационного раствора как одного из основных факторов, определяющих степень травматизации ЗЭР в ходе удаления хрусталика. Однако необходимо отметить, что при гидромониторной факофрагментации катаракты с ядром III степени плотности, несмотря на существенно бо`льшую по сравнению с торсионной ФЭ потерю ЗЭР, по данным проведенных исследований, отсутствует характерное для ультразвуковых технологий негативное влияние хирургического вмешательства на макулярную область сетчатки [2]. У больных с IV степенью плотности ядра при применении торсионной ФЭ отмечено существенное сокращение эквивалентного времени энергетического воздействия по сравнению со стандартной ФЭ и технологией NeoSoniX и как следствие этого значительно меньшая травматизация ЗЭР (р<0,05), потеря которого составила 13,1±2,5% после торсионной ФЭ, 17,5±2,7% при использовании технологии NeoSoniX и 19,7±2,9% при стандартной ФЭ (см. табл. 3).
Результаты исследования подтвердили важность максимально возможного уменьшения эквивалентного времени энергетического воздействия при современных методах удаления хрусталика. Наиболее эффективной и малотравматичной для клеток ЗЭР ультразвуковой технологией является технология с использованием торсионного УЗ. Применение технологии OZil, по данным проведенного исследования, обоснованно при любой степени плотности ядра хрусталика. Однако наиболее демонстративно преимущества торсионной ФЭ проявляются при удалении катаракт с ядром IV степени плотности. Выбор этой технологии можно считать наиболее оправданным при исходно низкой плотности ЗЭР, в особенности при сочетании малого количества клеток ЗЭР с плотным ядром хрусталика. В то же время при выборе методики удаления катаракты необходимо учитывать, что у пациентов с ретинальной патологией и ядром хрусталика I и II степени плотности гидромониторная факофрагментация не уступает торсионной ФЭ по влиянию на ЗЭР, но при этом она не оказывает негативного воздействия на сетчатку в виде транзиторного увеличения толщины макулярной области.
Основными преимуществами торсионной ФЭ на современном этапе ее развития являются максимальное использование движений факоиглы для эмульсификации ядра хрусталика, снижение эффекта отталкивания ядра в ходе его дробления, уменьшение турбулентности потока жидкости, снижение температуры рабочего наконечника, значительное сокращение продолжительности операции за счет оптимальной работы факосистемы и нового программного обеспечения.
1. Сравнительное клиническое исследование показало, что торсионная ФЭ на сегодняшний день является наименее травматичной для клеток ЗЭР ультразвуковой технологией удаления катаракты.
2. Гидромониторная факофрагментация сравнима по потере клеток ЗЭР с торсионной ФЭ при II степени плотности ядра хрусталика.
3. III степень плотности ядра хрусталика можно считать в настоящее время основным фактором, ограничивающим возможность применения гидромониторной факофрагментации.
4. У больных с IV степенью плотности ядра хрусталика наиболее эффективной современной энергетической технологией удаления катаракты является торсионная ФЭ.
Источник
Копаев С.Ю., Борзенок С.А., Копаева В.Г., Алборова В.У.
Одновременно с использованием ультразвуковой факоэмульсификации (ФЭ) катаракты развивается и совершенствуется хирургическая техника лазерной экстракции катаракты (ЛЭК), разработанная в МНТК «Микрохирургия глаза» им акад. С.Н. Федорова*. При ЛЭК применяется оптимальная для разрушения хрусталика длина волны Nd:YAG-лазера 1,44 мкм, одновременно с He-Ne-лазером 0,63 мкм, оказывающим биостимулирующее воздействие на внутриглазные структуры в процессе операции. Сравнение двух методик (лазерной и ультразвуковой) у пациентов с неосложненной катарактой только по функциональным показателям после операции не выявляет существенных различий. Среди клинических методик морфометрия исследование клеток заднего эпителия роговицы (ЗЭР) оказалась самым чувствительным тестом, самым точным методом при изучении реакции глаза на операционную травму после энергетической хирургии катаракты [1, 4-6]. Исследования показали, что после выполнения ЛЭК тонкий процесс клеточной репаративной регенерации заканчивается через 1 мес. после операции, а после ультразвуковой факоэмульсификации — спустя 3 мес. после операции.
Кроме того, после лазерной экстракции катаракты не изменяется коэффициент формы клеток заднего эпителия роговицы и не уменьшается процент гексагональности клеток даже после удаления самых плотных и бурых хрусталиков. Это можно считать одним из важных критериев безопасности метода для окружающих тканей глаза, выявленных при биомикроскопии. Подобные исследования после ультразвуковой ФЭ плотных ядер выявили значительные изменения коэффициента формы клеток, уменьшение процентного содержания гексагональных клеток.
Общая потеря клеток ЗЭР после ЛЭК вдвое меньше, чем после ультразвуковой ФЭ [5, 6]. Для углубленного изучения состояния клеточного пласта заднего эпителия роговицы, от которого зависит жизнеспособность роговицы после энергетической хирургии катаракты (лазерной и ультразвуковой), необходимо провести электронно-микроскопическое исследование в сравнительном аспекте. Подобные исследования, отражающие степень травматичности и безопасности указанных операций, еще не проводились.
Цель Оценить в сравнительном аспекте состояние клеток заднего эпителия роговицы глаза после лазерной и ультразвуковой факофрагментации в эксперименте.
Материал и методы На трех парах трупных глаз, не имеющих глазной патологии, через 6 часов после смерти произведена лазерная и ультразвуковая факофрагментация. Пол — мужской, возраст — 68, 69 и 70 лет. На правых глазах производилась микроинвазивная лазерная операция. По одному световоду проводится два лазерных излучения: лазера эндодиссектора Nd:YAG 1,44 мкм и гелий-неонового лазера, являющегося одновременно цветовым маркером для бесцветного излучения Nd:YAG 1,44 мкм и клеточным биостимулятором. На левых глазах была выполнена ультразвуковая факоэмульсификация на аппарате «Миллениум».
Каждая операция выполнялась с установкой стандартного режима энергии, применяемого обычно в клинике при разрушении плотного склерозированного ядра хрусталика у пациентов в возрасте 70 лет. Параметры лазерного излучения Nd:YAG-лазера с длиной волны 1,44 мкм: энергия импульса — 250 мДж, длительность импульса — 250 мсек, частота следования импульсов — 30 Гц, мощность — 5 Вт. Плотность мощности потока гелий-неонового лазера — 50 мкВт/см2.
Мощность ультразвука — 40%.
Непосредственно после операций фиксировали материал в 2,5%ном растворе глутарового альдегида, затем образцы промывали в фосфатном буфере (рН 7.4) и постфиксировали в 1%-ном растворе четырехокиси осмия. Проводили дегидратацию материала в серии спиртов возрастающей концентрации с последующей заливкой в эпоксидную смолу ЭПОН812 по стандартной методике. Ультратонкие и полутонкие срезы готовили на ультрамикротоме LКВ-III (Швеция). Полутонкие срезы окрашивали толуидиновым синим. Насыщенным раствором уранилацетата и цитратом свинца контрастировали ультратонкие срезы и изучали в электронном микроскопе JЕМ 1200 ЕХ II (Япония) в лаборатории гистохимии и электронной микроскопии НИИ клинической онкологии ФГБУ «РОНЦ им. Н.Н. Блохина» РАМН (зав. — проф. В.В. Делекторская).
Результаты После лазерной факофрагментации во всех исследованных препаратах ультраструктура клеток заднего эпителия роговицы полностью соответствует норме (рис. 1а, б). Клетки плотно прилежат друг к другу и к десцеметовой мембране. Ядра овальной формы, расположены в центре клетки.
По данным сканирующей электронной микроскопии, после ультразвуковой факофрагментации в слое клеток заднего эпителия роговицы местами встречаются участки с дефектами пласта клеток, размеры которых превышают площадь 3-7 клеток. Дефекты, чаще всего округлой формы, со сглаженными валикообразными краями, включают в себя фрагменты клеток и отдельно лежащего ядра. Дном имеющихся дефектов-углублений является задняя поверхность десцеметовой мембраны. Вблизи дефектов форма и размеры соседних клеток заднего эпителия роговицы и их ядра визуально не изменены (рис. 2а, б).
Обсуждение По материалам электронно-микроскопических исследований мы представили для публикации серию из трех последовательных сообщений о состоянии наиболее чувствительных тканей глаза после лазерной и ультразвуковой факофрагментации. Изучение состояния заднего эпителия роговицы является одним из важных показателей безопасности операции. Сравнительная оценка побочного воздействия двух видов энергии (лазерной и ультразвуковой), которые в настоящее время используются в клинике при удалении катаракты, производилась на трупных парных глазах, не имевших глазной патологии. Парные глаза исходно имели одинаковые возрастные и посмертные характеристики и могли выполнить роль сравнительного контроля. В предыдущих двух сообщениях была приведена оценка состояния пигментного эпителия сетчатки, пигментного и беспигментного эпителия ресничного тела глаза [2, 3]. Исследования показали, что после проведения факофрагментации с использованием лазерной энергии не было выявлено отклонений от нормы в ультраструктуре клеток сетчатки и ресничного тела. После ультразвуковой факоэмульсификации во всех случаях были обнаружены изменения в эпителиальных клетках сетчатки и ресничного тела, которые можно расценивать как нежелательные, но обратимые. Однако в этих же глазах во всех случаях отмечались грубые невосполнимые изменения в структуре заднего эпителия роговицы. Имеются зоны, где отсутствуют несколько соседних клеток. Чтобы исключить фактор случайных проявлений, мы повторили эксперимент и провели электронно-микроскопические исследования в другой лаборатории — в ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи (зав. — докт. мед. наук Л.В. Диденко). Результаты исследований оказались аналогичными.
Более выраженные изменения в заднем эпителии роговицы в сравнении с сетчаткой и ресничным телом после ультразвуковой операции можно объяснить разными причинами. Прежде всего, задний эпителий роговицы, имеющий глиальную природу, наиболее чувствителен к любым воздействиям и не имеет свойства регенерировать. Кроме того, в сравнении с сетчаткой, роговица расположена ближе к работающему ультразвуковому наконечнику. В отличие от ультразвука лазерная энергия имеет высокий коэффициент поглощения в жидкой среде. Она не достигает задней поверхности роговицы. Для ультразвука жидкая среда, напротив, является хорошим проводником энергии. Зона распространения ультразвуковой энергии при факоэмульсификации в клинике и в эксперименте — 30-40 мм. Тревожная морфологическая картина поверхности заднего эпителия роговицы после использования ультразвука заставляет вспомнить первые операции факоэмульсификации в 70-80-х и даже в 90-х гг. прошлого столетия, когда хирурги часто отмечали грубые отеки и даже шероховатость десцеметовой оболочки [7]. При удалении зрелых катаракт вероятность отека роговицы повышалась до 25%, а потеря заднего эпителия роговицы достигала 30% [8, 9] . Техническое совершенствование факомашин, замена ультразвуковой фрагментации ядра на мануальную с помощью чопперов, разработка новых способов защиты интраокулярных структур от повреждающего действия ультразвука сократили более чем вдвое расход энергии и исключили критически грубые изменения роговицы [7].
Выводы Сканирующая электронная микроскопия позволяет оценить состояние заднего эпителия роговицы в сравнительном аспекте после лазерной и ультразвуковой факофрагментации, является морфологической опорой в оценке клинической безопасности лазерной энергии для заднего эпителия роговицы в процессе разрушения хрусталика.
* Устройство для офтальмохирургических операций: пат. 2130762 Рос. Федерация / С.Н. Федоров, В.Г. Копаева, Ю.В. Андреев, А.В. Ерофеев, А.В. Беликов; заявители и патентообладатели С.Н. Федоров, В.Г. Копаева, Ю.В. Андреев, А.В. Ерофеев, А.В. Беликов; опубл. 27.05.1999.
Поступила 03.02.2014
Копаев С.Ю., Борзенок С.А., Копаева В.Г., Алборова В.У. Состояние заднего эпителия роговицы после лазерной и ультразвуковой факофрагментации. Электронно-микроскопическое исследование в эксперименте. Сообщение 3 // Офтальмохирургия.– 2014.– № 2.– С. 6-9.
Источник