Анализ материала и качества оптики гидрофильных акриловых интраокулярных линз, помутневших после проведения витрэктомии pars plana

     Витрэктомия pars plana (PPV) – хирургическая процедура, широко используемая для лечения тяжелых заболеваний сетчатки и стекловидного тела, таких как гемофтальм, отслойка сетчатки, макулярный разрыв, эпиретинальный фиброз и пролиферативная витреоретинопатия (Elhousseini Z. et al). Иногда пациентам помимо витрэктомии требуется и хирургия катаракты, а в ряде случаев эти две процедуры выполняют одномоментно. При замене хрусталика хирург имеет возможность выбирать линзу из большого ассортимента коммерчески доступных интраокулярных линз (ИОЛ). Хотя кальцификация гидрофильных ИОЛ происходит очень редко, в последние годы было отмечено несколько случаев помутнения ИОЛ после роговичной или витреоретинальной хирургии с применением газа или воздуха (Schrittenlocher S. et al., Giers B.C. et al., Khurana R.N. et al., Milojcic C. et al.). Кальцификация ИОЛ сопровождается значительным снижением зрения у пациентов.

    Neuhann I.M. et al. в 2008 году предложили выделить первичную, вторичную кальцификацию и псевдокальцификацию. Первичная кальцификация происходит вследствие дефектов материала, из которого изготавливается линза или при нарушении процессов производства. Вторичная кальцификация происходит под влиянием внешних причин и может возникнуть при определенных условиях в любой линзе надлежащего качества. Псевдокальцификация представляет собой ложно-положительный вариант помутнения ИОЛ. Помутнение линзы при первичной или вторичной кальцификации может потребовать замены ИОЛ (Giers B.C. et al.)

    Цель настоящего исследования – анализ изменений качества оптики и морфологические изменения десяти ИОЛ, которые были удалены в связи с выраженным помутнением оптической части после витрэктомии pars plana.

    Исследование проводилось в офтальмологическом отделении University of Heidelberg, Германия. Были изучены 10 ИОЛ, эксплантированных по причине помутнения ИОЛ после витрэктомии pars plana: 5 моделей CT Asphina 409 M (Zeiss), 3 модели Basis Z B1AW00 (1stQ) и 2 модели C-flex Aspheric 970C (Rayner).

    Линзы были исследованы при помощи микроскопа Olympus BX50 (Japan) и сфотографированы камерой Olympus C-7070 (Japan). Качество ИОЛ оценивалось путем анализа модуляционной передаточной функции (MTF) при помощи аппарата OptiSheric IOL PRO2 (Germany) с апертурами 3 и 4,5 мм для симуляции размера зрачка в фотопических и мезопических условиях. Полученные результаты по MTF сравнивались с MTF прозрачных ИОЛ изучаемых моделей.

     При гистологическом исследовании ИОЛ использовался метод окрашивания Alizarin red – стандартный метод для выявления поверхностных кальциевых депозитов. Более глубокие кальциевые депозиты окрашивались при помощи метода van Kossa. Поперечные сечения линз изучались при помощи сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS). Локальный химический анализ при EDS выполнялся при помощи детектора Quantax 400 EDS (Germany).

    Все ИОЛ были имплантированы в период времени между январем 2002 года и маем 2016 года. Три пациента были женского пола, шесть – мужского. Средний возраст пациентов на момент имплантации ИОЛ составил 54 года (диапазон от 18 до 77 лет). Во всех случаях PPV выполнялась пациентам по поводу отслойки сетчатки. В шести случаях факоэмульсификация катаракты выполнялась одновременно с PPV. В остальных четырех случаях PPV была выполнена в промежуток времени через 3 месяца – 13 лет с момента факоэмульсификации катаракты и имплантации ИОЛ. В каждом случае при проведении витреоретинальной хирургии газ использовался как минимум однократно (C2F6 – в 8 случаях, C3F8 – в 2 случаях). Помутнение ИОЛ впервые было задокументировано между мартом 2013 года и мартом 2017 года. Все линзы находились в глазу пациентов в среднем 3,9 лет до эксплантации (от 0,6 до 14,5 лет).

    При исследовании за щелевой лампой помутнение передней поверхности ИОЛ было выявлено в 8 случаях, помутнение задней поверхности ИОЛ было выявлено в 2 случаях. На рисунке 1 показана фотография с щелевой лампы клинического случая помутнения ИОЛ перед эксплантацией линзы. Два пациента предъявляли жалобы на затуманивание зрения, пять пациентов – на снижение зрения. Следует отметить, что оценка клинического влияния помутнения ИОЛ на остроту зрения у всех пациентов была затруднена в связи с низкими зрительными функциями вследствие сопутствующей патологии сетчатки.

    При световой микроскопии во всех ИОЛ имелась зона кольцевидного помутнения с многочисленными гранулярными депозитами в центральной части оптики ИОЛ; в периферической части ИОЛ и гаптических элементах депозиты практически отсутствовали (рис. 2). Депозиты локализовались под передней поверхностью ИОЛ в области зрачка в 8 случаях и под задней поверхностью ИОЛ в 2 случаях. В обоих последних случаях пациентам во время витрэктомии была выполнена дисцизия задней капсулы. Таким образом, во всех перечисленных случаях капсула хрусталика не покрывала область помутнения ИОЛ.

    Анализ MTF был проведен для 9 из 10 ИОЛ. На рисунке 3 представлены результаты по изучаемым ИОЛ в зависимости от модели линзы. 6 из 9 эксплантированных ИОЛ характеризовались значительным снижением качества оптики для всех пространственных частот по сравнению с прозрачными линзами как при апертуре 3 мм, так и при апертуре 4,5 мм. На рисунке 4 продемонстрирован эффект потери светового потока, связанный с помутнением ИОЛ (ИОЛ №8).

    Окрашивание Alizarin red и von Kossa показало, что помутнения представляют собой кальциевые депозиты (рис. 2). При сканирующей электронной микроскопии были выявлены многочисленные кристаллические отложения диаметром примерно 2-15 мкм под оптической поверхностью ИОЛ (рис. 5). EDS подтвердила результаты окрашивания и показала отчетливые пики для кальция и фосфата, из которых состояли депозиты в каждой ИОЛ (рис. 6).

    Точная причина кальцификации ИОЛ после PPV неизвестна, однако существуют несколько теорий, объясняющих возможную этиологию данного процесса (Schrittenlocher S. et al., Giers B.C. et al., Khurana R.N. et al., Milojcic C. et al.).

     Причиной кальцификации ИОЛ могут служить нарушения в процессе производства ИОЛ. Например, недостаточная чистота материала в виде включений частиц силикона может стать причиной последующего помутнения ИОЛ. В 2012 году Khoramnia R. et al. исследовали случай помутнения Aqua-Sense ИОЛ (Aaren Scientific, USA), при котором кристаллы фосфата кальция распределялись равномерно под всей поверхностью ИОЛ, включая оптическую и гаптические части. В 2015 году Tandogan T et al обнаружили гранулярные депозиты фосфата кальция, расположенные под всей поверхностью линзы, в 5 эксплантированных в связи с помутнением ИОЛ Euromaxx (Argonoptics, Germany), которые значительно снижали качество оптики линз. Такой тип отложения фосфата кальция типичен для первичной кальцификации ИОЛ.

    В противоположность первичной кальцификации, вторичная калицификация представляет собой мультифакторный процесс. Риск кальцификации ИОЛ увеличивается при системных воспалительных заболеваниях, таких как, например, сахарный диабет (Cao D. et al., Pandey S.K. et al.). В литературе имеется несколько публикаций о помутнении ИОЛ после введения некоторых экзогенных субстанций, например, газа или рекомбинантного тканевого активатора плазминогена. Schrittenlocher S. et al. проанализировали 564 случая эндотелиальной кератопластики у пациентов с искусственным хрусталиком. Они отметили, что кальцификация ИОЛ происходила в 2,5% случаев и обнаружили сильную корреляцию помутнений с частотой повторного введения газа в переднюю камеру. Среди 14 помутневших ИОЛ 2 были выполнены из гидрофобного материала, 1 – из гидрофобного материала с гидрофильной поверхностью и 11 – из гидрофильного материала. Поскольку в данном исследовании не все линзы были удалены, авторы не смогли утверждать, что все помутнения представляли собой кальциевые депозиты. Вполне вероятно, что помутнение гидрофобных ИОЛ в данной серии случаев было связано с эффектом глистенинга – накоплением микровакуолей с жидкостью в материале ИОЛ. Giers B.C. et al. проанализировали 13 случаев кальцификации ИОЛ после задней послойной кератопластики (DMEK или DSAEK). Во всех этих случаях имелся контакт ИОЛ с экзогенной субстанцией – газом или воздухом. В 2016 году Khurana R.N. et al. описали случай кальцификации гидрофильной ИОЛ после PPV с введением газа. Khurana R.N. и Werner L. предположили, что соприкосновение газа с поверхностью ИОЛ увеличивает гидролизацию полиакрилата, что приводит к формированию свободных карбоксильных групп, которые в свою очередь запускают процесс биоминерализации, в результате чего в поверхности ИОЛ откладываются кристаллы фосфата кальция.

    Авторы обнаружили, что депозиты кальция локализуются не только на поверхности ИОЛ, но и распространяются внутрь ИОЛ на глубину до 100 мкм. Механизм распределения депозитов внутри материала линз не совсем ясен. Возможно, молекулы кальция и фосфата, растворенные во внутриглазной жидкости, захватываются гидрофильной ИОЛ, а затем откладываются внутри материала в виде преципитатов. Другим возможным объяснением может быть то, что процесс биоминерализации берет начало на поверхности ИОЛ и затем распространяется вглубь материала. Однако тот факт, что в некоторых случаях кальцификаты локализуются только в глубине материала и отсутствуют на самой поверхности ИОЛ (см. ИОЛ № 6, 9 и 10), свидетельствует в пользу первого предположения.

    Во всех проанализированных случаях помутнения ИОЛ локализовались в зоне линзы, не прикрытой капсульным мешком. Вероятно, капсула служит барьером для транспорта кальция и фосфатов в материал ИОЛ или ингибирует тригерры биоминерализации.

    Гранулярные депозиты под поверхностью ИОЛ могут значительно снижать остроту зрения и потребовать эксплантации ИОЛ (Milojcic C. еt al.). Анализ MTF подтвердил значительное ухудшение качества оптики в большинстве случаев кальцификации ИОЛ.

    Частота кальцификации ИОЛ даже при прямом контакте ИОЛ с воздухом или газом достаточно низка. Однако клинические признаки наличия кальциевых депозитов в той или иной степени присутствуют чаще, чем об этом сообщается в литературе (Giers B.C. et al.). Единственным возможным вариантом лечения пациентов с кальцификацией ИОЛ является ее эксплантация и замена на другую ИОЛ (Fernandez-Buenaga R. et al.).

    Авторы заключили, что имплантация гидрофильных ИОЛ несет в себе риск последующей кальцификации ИОЛ как возможное осложнение витрэктомии pars plana или других процедур, включающих введение газа или воздуха.

    

    Timur M. Yildirim, Gerd U. Auffarth, Grzegorz Labuz et al. Material analysis and optical quality assessment of opacified hydrophilic acrylic intraocular lenses after pars plana vitrectomy. American Journal of ophthalmology; 2018;193:10-19.