Рис. 1. Проектирование трехмерного дизайна компонентов для 3D-печати: а, б) глайды разных размеров для стандартной и ультратонкой задней послойной кератопластики; в) глайд с рукояткой для извлечения его из контейнера; г) трехмерное изображение глайда в контейнере; д) финальное изображение компонентов для 3D-печати
Рис. 2 Готовое к использованию, распечатанное на 3D-принтере устройство: а) глайд в комплекте с колпачком; б) глайд внутри контейнера со средой для консервации роговичного трансплантата
Задняя послойная кератопластика показана при различных заболеваниях роговицы. Этот вид хирургического вмешательства становится все более распространенным и постепенно вытесняет более старую методику сквозной кератопластики. Донорский трансплантат задних слоев роговицы обычно подготавливается в операционной, однако этот процесс занимает много времени, требует наличия дополнительного инструментария в операционной (искусственной камеры глаза, микрокератома и др.), а в случае непреднамеренного повреждения трансплантата может привести к переносу сроков операции. В то же время донорский трансплантат может быть полностью подготовлен в условиях глазного банка, а для его хранения, транспортировки и имплантации в глаз авторами был разработан оригинальный глайд.
При помощи программного обеспечения STL был спроектирован дизайн основных компонентов устройства: глайд, поддерживающий расположение и сохранность трансплантата, колпачок, предохраняющий трансплантат от выскальзывания из глайда с отверстиями для возможности контакта тканей со средой, контейнер с крышкой, заполняемый средой для консервирования, и рукоятка для глайда (рис. 1).
Размеры и форма компонентов была разработана с применением программного обеспечения CAD (computer-aided design). Цилиндрическая форма глайда помогает поддерживать трансплантат прижатым к стенкам устройства: он не скользит и не перемещается внутри глайда при транспортировке. В зависимости от толщины трансплантата для задней послойной кератопластики или для ультратонкой задней послойной кератопластики использовались две модели глайда с разными размерами тоннеля и формой носика. Для 3D-печати использовался принтер Projet 3510 HD plus (3DZ, Castelfranco Veneto, Italy). Распечатанные детали подвергались стерилизации.
В глазном банке при помощи стандартного микрокератома выкраивался лоскут задних слоев роговицы. Его аккуратно располагали в глайде эндотелием вверх, заполняли глайд миллилитром среды для консервирования, чтобы удалить из него воздух, закрывали колпачок и размещали глайд в контейнере, содержащем 50 мл среды (рис. 2).
Для лабораторного исследования были использованы 20 донорских роговиц, по тем или иным причинам непригодных для трансплантации. Из этого материала выкраивали лоскуты задних слоев роговицы, которые размещали в оригинальных глайдах и погружали в среду для консервирования на 7 дней при температуре 31°С. Через 7 дней проводили подсчет эндотелиальных клеток роговицы, морфологическое исследование эндотелия с окраской трипановым синим и ализариновым красным, иммуноокрашивание, определение толщины роговицы, захвата глюкозы и степени клеточного апоптоза.
Для клинического исследования в процессе задней послойной кератопластики были использованы 14 трансплантатов задних слоев роговицы, которые предварительно размещали в стерильных оригинальных глайдах и погружали в контейнер со средой для консервирования (методика «preloaded»). Данное хирургическое вмешательство выполнялось по поводу дистрофии Фукса, буллезной кератопатии при артифакии, а также в одном случае после предыдущей неудачной попытки задней послойной кератопластики. Стандартная техника операции включала выполнение десцеметорексиса в передней камере, заполненной воздухом, и бимануальное размещение трансплантата при постоянной ирриггации сбалансированного раствора через парацентез.
В результате лабораторной части исследований были получены следующие данные: потеря эндотелиальных клеток составила 2,30±3,21%, толщина лоскута увеличилась на 30,80±20,85%, а количество глюкозы, утилизированной за время консервирования, составило одну треть от исходного содержания. При окраске ализариновым красным была выявлена сохранность гексагональной формы эндотелиальных клеток, а клеточный апоптоз практически отсутствовал.
Результатом клинической части исследования стало прозрачное приживление трансплантата во всех случаях и улучшение остроты зрения у пациентов с 0,05 и меньше до 0,8 и выше к 3-му мес. до операции. Потеря эндотелиальных клеток не превышала 25%, что сопоставимо с нормативными данными. Среднее время хирургического вмешательства составило 21 мин.
Эти результаты подтверждают, что распечатанный на 3D-принтере оригинальный глайд не оказывает негативного влияния на хранение, транспортировку и имплантацию донорского трансплантата. 3D-печать может использоваться в офтальмологии, как и других областях медицины, для производства стерилизуемых, одноразовых или многоразовых инструментов для различных операций. Эта многообещающая технология уже дает положительные результаты в офтальмохирургии и, скорее всего, получит дальнейшее развитие в будущем.
A. Ruzza, M. Parekh, S. Ferrari et al. Preloaded Donor Corneal Lenticules in a New Validated 3D Printed Smart Storage Glide for Descemet Stripping Automated Endothelial Keratoplasty // Br. J. Ophthalmol. – 2015. – Vol. 99. – P. 1388–1395.
