Эффекты фотопротекции и кросслинкинга при новой технологии фоторефракционной абляции

     Фоторефракционная хирургия с применением излучения эксимерного лазера с длиной волны 193 нм прочно удерживает пальму первенства среди всех хирургических и лазерных рефракционных операций на роговице. Однако при этом упускается ряд принципиально важных моментов.

    Так, сам процесс фоторефракционной абляции сопровождается облучением подлежащих слоёв стромы роговицы вторичным трансформированным УФ —излучением, пик которого приходится на УФ —излучение среднего спектрального диапазона (УФВ) с длинами волн 310 —330 нм [4, 14, 17]. Поглощение данного излучения подлежащими к зоне абляции слоями стромы роговицы сопровождается повреждением коллагеновых структур. Кроме того, вторичное УФВ —излучение изменяет статус стромальных кератоцитов (активация или апоптоз) и может привести к различному регенераторному ответу, что в конечном итоге влияет на рефракционный эффект. Не менее значимым является тот факт, что при всех видах фоторефракционных операций имеет место ослабление биомеханических свойств роговицы. Это обусловлено частичной рефракционной абляцией стромы и эффектом деполимеризации (свелингом), вызванным УФВ —излучением, возникающим в ходе абляции [5 —7].

    Всё вышеизложенное указывает на необходимость новых подходов к проведению фоторефракционных операций на роговой оболочке.

    Цель – рассмотреть эффекты фотопротекции и кросслинкинга при новой технологии фоторефракционной абляции с рибофлавином.

    Материал и методы

    Экспериментальные исследования in vitro по проведению фотоабляции без и с насыщением роговицы рибофлавином выполнены на 20 свежеэнуклеированных глазах 10 кроликов. Для биомеханического тестирования образцов использовалась разрывная машина Zwick/RoellВZ 2.5/TN1S, исследования на которой проводили в лаборатории химии и технологии материалов для сердечно —сосудистой хирургии в ФГБНУ «НЦССХ им. А.Н. Бакулева». Для чистоты эксперимента для сравнения брались образцы правой и левой роговиц глаз одного и того же животного с исходно одинаковой толщиной в центре и проводилась дозированная абляция на глубину 100 мкм. В клинике операции трансэпителиальной ФРК и ФемтоЛАЗИК с насыщением роговицы рибофлавином перед её рефракционной абляцией были выполнены на 102 глазах 69 пациентов с миопией и сложным миопическим астигматизмом различной степени. Трансэпителиальная ФРК (ТФРК) была проведена на 66 глазах (33 пациента), ФемтоЛАЗИК – на 72 глазах, из которых 36 – с фотопротекцией на парном глазу. В экспериментальных исследованиях применялся эксимерный лазер «Wavelight —Allegretto200». В клинике операции выполнялись на эксимерных лазерных офтальмологических установках «MEL —80», «WaveLight —EX500» и фемтолазерах «VisuMax», «WaveLight —FS200».

    Результаты и обсуждение

    Экспериментальные исследования in vitro не выявили достоверной разницы в скорости абляции между обычной и насыщенной рибофлавином роговицей. Однако при оценке биомеханических свойств аблированных образцов, предварительно насыщенных рибофлавином, было отмечено повышение их упруго —эластических свойств. Такое заключение было сделано по результатам анализа таких показателей, как прочность при растяжении, сила на разрыв, относительное удлинение при разрыве и модуль упругости Юнга. Различные по величине эффекты кросслинкинга показаны на графиках (рис. 1 и 2).

    Отсутствие влияния насыщения стромы роговицы рибофлавином на скорость абляции нашло подтверждение и при анализе клинических результатов, в частности, при операции ФемтоЛАЗИК, когда все расчеты по фоторефракционной абляции на парном глазу проводились без каких —либо поправок на насыщение роговицы рибофлавином. С этой целью использовались различные концентрации растворов рибофлавина и методики насыщения им стромы роговицы непосредственно перед фоторефракционной абляцией. Более подробное изложение технологии фоторефракционной абляции с рибофлавином не входит в задачи настоящей публикации в связи с её патентованием. Клинические наблюдения в раннем и позднем послеоперационных периодах с анализом визуальных и оптико —рефракционных результатов показали перспективность такой фоторефракционной технологии. Так применение фотопротекции при операции ТФРК позволило минимизировать роговичный синдром. Слезотечение и светобоязнь не превышали 1 балла при оценке по 4 —бальной шкале. Болевой синдром был минимальным, а ряд пациентов спустя сутки после операции отмечали лишь лёгкое ощущение инородного тела в глазу. При ТФРК полная эпителизация зоны абляции в течение 24 —48 часов была отмечена на 68 из 76 глаз, что составило 89,5%. Восстановление эпителиальных слоёв с соответствующей их дифференцировкой сопровождалось неровностью поверхности и колебаниями данных рефракто — и офтальмометрии в первые 2 —3 недели после операции. Спустя 3, 6 и 12 мес. при оценке по 5 —бальной шкале степень прозрачности роговицы колебалась от 0 до 0,5 балла, что не влияло на остроту зрения. Ни в одном случае не было выявлено необратимой формы субэпителиальной фиброплазии, что согласовалось с более ранними клиническими наблюдениями [8 —12].

    При проведении операции ФемтоЛАЗИК с фотопротекцией все пациенты отметили более комфортные субъективные ощущения в глазу по сравнению с другим глазом, на котором операцию ФемтоЛАЗИК выполняли по традиционной методике без использования фотопротектора. Через 1 мес. после операции отклонения от расчетной рефракции, не превышающие ±1,0 дптр, были отмечены на 58 из 66 глаз (87,7%) после ТФРК и на 33 из 36 глаз (91,2%) после операции ФемтоЛАЗИК.

    Полученные положительные экспериментальные и клинические результаты по новой технологии проведения фоторефракционной абляции с рибофлавином можно объяснить следующими основными факторами. Так, насыщенная рибофлавином строма роговицы работает как фотопротекторный фильтр. Это ослабляет проникновение индуцированного УФВ —излучения в слои стромы роговицы, прилежащие к зоне рефракционной абляции. В свою очередь, поглощение УФВ — и УФА —излучений, входящих в спектр индуцированной фотофлюоресценции, инициирует эффект кросслинкинга. Такой подход исключает дополнительную УФ —нагрузку на роговицу, которая имеет место при проведении стандартного, ускоренного и локального кросслинкинга [1 —3, 13, 15].

    В последние годы в фоторефракционной хирургии кросслинкинг всё чаще используется для повышения прочностных свойств роговицы, с целью профилактики индуцированных кератэктазий [1 —3, 7, 13, 15]. При проведении кросслинкинга роговицы по стандартной и ускоренной технологиям суммарная доза УФА —излучения составляет 5,4 Дж/cм² [3, 13, 15]. Это сопровождается различной степенью выраженности экссудативно —регенераторной реакции, которую трудно прогнозировать. В ряде случаев возможно развитие помутнений в роговице [1 —3]. Преимущество имеет технология локального кросслинкинга [1, 2]. Однако применительно к фоторефракционной хирургии данная технология позволяет лишь уменьшить дополнительную УФ —нагрузку на роговицу, но не исключает её.

    Сегодня в кераторефракционной хирургии правомерной является постановка вопроса о нецелесообразности использования суммарной дозы УФА —облучения, равной 5,4 Дж/см², с целью увеличения биомеханических свойств роговицы, как это делается при кросслинкинге в случаях кератоконуса. Фактически это дополнительная нежелательная УФ —нагрузка на истонченную при рефракционной абляции роговую оболочку. Для лазерной фоторефракционной хирургии, на наш взгляд, достаточным может оказаться лишь компенсация послеоперационного ослабления биомеханических свойств роговицы. Такое ослабление обусловлено рефракционной кератэктомией, которая проводится без (ФРК, трансэпителиальная ФРК, ЛАЗЭК, ЭпиЛАЗИК) или с формированием поверхностного роговичного лоскута (ЛАЗИК, ФемтоЛАЗИК). Другими словами, в лазерной рефракционной хирургии целесообразен более щадящий энергетический режим кросслинкинга роговицы.

    Фоторефракционная абляция с насыщением стромы рибофлавином открывает принципиально новый подход в получении эффекта кросслинкинга. В основе этого подхода лежит тот факт, что в ходе проведения фоторефракционной абляции из —за трансформации части 193 нм излучения инициируется УФ —излучение в среднем (УФВ) и ближнем (УФА) спектральных диапазонах. При условиях предварительного насыщения стромы роговицы рибофлавином это излучение и обеспечивает эффект кросслинкинга. Известно, что возникновение кросслинкинга возможно в нескольких диапазонах УФ —излучения, которые инициируют образование сшивок. Так, Stark P.A c соавт. [16] указывает на то, что эффект кросслинкинга в полимерах возможен в диапазоне УФ —излучения от 270 до 370 нм, более предпочтительным является диапазон от 300 до 360 нм, а лучше – от 300 до 340 нм. Именно на последний диапазон приходится трансформированная часть 193 нм излучения с длинами волн 310 —330 нм [4, 14, 17]. Таким образом, фотофлюоресценция, возникающая в ходе эксимерлазерной абляции, содержит диапазон УФВ — и УФА —излучений, которые, поглощаясь в насыщенной рибофлавином строме, будут формировать сшивки в коллагеновых структурах роговой оболочки. Именно образование сшивок и лежит в основе эффекта кросслинкинга.

    В изложенном выше подходе исключается дополнительная УФ —нагрузка на роговицу, а используется УФ —излучение, возникающее в ходе фотоабляции. Следует отметить, что при такой технологии эффект кросслинкинга зависит от вида фоторефракционной операции и нарастает с увеличением степени корригируемой аметропии. Эффект кросслинкинга при фоторефракционной абляции насыщенной рибофлавином стромы более физиологичный. Это связано с наибольшим поглощением УФ —фотонов в поверхностных слоях стромы и эффектом затухания по мере перехода к средним и глубоким слоям. Такой же эффект затухания УФ —фотонов имеет место при обычном их поглощении роговой оболочкой, что лежит в основе эффекта физиологического кросслинкинга в ней. Не случайно, что именно поверхностные слои стромы роговицы являются более прочными. С возрастом количество сшивок в роговице нарастает и её биомеханические свойства увеличиваются.

    Эффекты фотопротекции и кросслинкинга при новой технологии фоторефракционной абляции с рибофлавином продолжают нами изучаться, и их значимость будет уточнена в ходе дальнейших экспериментально —клинических исследований.

    Выводы

    1. Проведение фоторефракционной абляции после насыщения роговицы рибофлавином сопровождается эффектами фотопротекции и кросслинкинга.

    2. Первые положительные клинические результаты проведения фоторефракционной абляции с рибофлавином при операции трансэпителиальной ФРК и ФемтоЛАЗИК указывают на перспективность такой технологии лазерной рефракционной хирургии.