Экспериментальное обоснование применения нового эксплантодренажа с наноструктурированной поверхностью при антиглаукоматозных операциях

ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского», г. Саратов
¹ Объединенный институт ядерных исследований, г. Дубна
  
  Наноструктурирование поверхности (НСП) материалов и нанокомпозитныенсистемы на их основе являются отдельным классом наноматериалов. Управляя параметрами НСП (энергия, состав и рельеф поверхности) можно предавать материалам совершенно новые функциональные характеристики. Формирование НСП является одним из наиболее оправданных подходов к решению основной задачи медицинского материаловедения — созданию материалов с заданными биомедицинскими характеристиками.
  В связи с этим мы решили использовать эти возможности в клинической практике. Хорошо известно, что хирургия рефрактерной глаукомы часто оказывается неэффективной из-за интенсивного рубцевания и быстрой облитерации вновь созданных путей оттока внутриглазной жидкости. Сохранность гипотензивного эффекта обеспечивается имплантацией различных дренажей. На сегодняшний день наибольшее распространение получили дренажи из полимерных материалов медицинского класса чистоты — эксплантодренажи.
  Современные нанотехнологии делают возможным наноструктурирование поверхностного слоя полимерных материалов посредством обработки в плазме неполимеризующихся газов. В связи с этим нам представилось актуальным продолжить поиск более совершенных полимерных эксплантодренажей именно в этом направлении.
  
  Цель — исследовать местное действие нового полимерного наноструктурированного дренажа на живую ткань на макро- и микроскопическом уровнях.
  
  Материал и методы. Исследовалась реакция на дренажи (24 образца), представляющие собой трековые мембраны толщиной 10 мкм из поликарбоната и полиэтилентерефталата с наноструктурированной поверхностью, которая достигалась обработкой в плазме азота, воздуха или кислорода при давлении газа в вакуумной камере от 0,06 до 0,35 торр и мощности разряда от 200 до 440 Ватт. Диаметр пор мембран варьировал от 0,2 до 0,4 мкм. Наноструктурирование поверхности дренажа привело к развитию шероховатости поверхности и увеличению содержания карбоксильных групп в поверхностном слое. Последнее в свою очередь обусловило повышение отрицательного заряда поверхности мембран. Оба эти качества в дальнейшем способствовали уменьшению адсорбции белков — клеток крови, экссудата на поверхности дренажа. Данный результат обусловлен отталкиванием молекул белков, имеющих также отрицательный заряд.
  Антибактериальная активность трековых мембран исследовалась по стандартной методике с использованием штаммов грамположительного Staphylococcus aureus и грамотрицательного Pseudomonas aeruginosa.
  В качестве методики in vivo был использован метод интраокулярной имплантации фрагментов эксплантодренажа размером 1×3 мм в переднюю камеру 10 кроликов породы шиншилла.
  Антиглаукоматозное вмешательство проводилось с имплантацией дренажа у 30 кроликов породы шиншилла (30 глаз). Для моделирования глаукомы нами был выбран способ, описанный Ю. А. Чеглаковым (1989). Введение 1 % раствора Януса зеленого в переднюю камеру глаза приводит к развитию вторичной глаукомы в течение одного месяца. При гистологическом исследовании серийные срезы глаз окрашивали гематоксилин — эозином и по Ван-Гизон.
  
  Результаты и обсуждение. При клиническом наблюдении за глазами экспериментальных животных воспалительная реакция по шкале Л. С. Чабровой соответствовала 0 и 1 степени воспаления. Воспалительная реакция полностью купировалась на 7 день на фоне стандартного противовоспалительного лечения. Во всех случаях определялись плоские разлитые фильтрационные подушечки. Слизистая оболочка над фильтрационной подушкой была хорошо васкуляризирована. Не было выявлено избыточного рубцевания или формирования псевдокистозных полостей. Спустя две недели уровень внутриглазного давления составил 17,6±2,6 мм рт. ст. Эта тенденция сохранялась в течение 12 месяцев.
  Анализ показал, что наибольшая бактерицидная активность выявлена у образцов, имеющих максимально развитый рельеф. Корреляция результатов исследования заряда и анализ данных позволяют утверждать, что один из механизмов, по которому протекает взаимодействие наноструктурированной поверхности с микроорганизмами, связан с электростатическим взаимодействием, а интенсивность второго механизма связана со степенью дисперсности наноструктурированной поверхности.
  При морфологическом исследовании через 2 недели определялась умеренная клеточная реакция в ткани, окружающей дренаж, отсутствовали выраженные реактивные воспалительные изменения. Через 4 недели вокруг дренажа сформировалась тончайшая соединительно-тканная капсула с единичными фибробластами и фиброцитами. В случаях имплантации дренажей, обработанных в плазме кислорода, между имплантатом и склерой капсула отсутствовала, определялись единичные участки нежной волокнистой соединительной ткани и свободное пространство между дренажом и склерой на всем протяжении. Инфильтрация гистиоцитами и единичными фибробластами была слабо выражена. Через 1 год после имплантации признаков биодеструкции не обнаружено. Дренаж сохранял свои функциональные свойства.
  
  Выводы. Предлагаемый дренаж не обладает местно-раздражающим, сенсибилизирующим действием и соответствует требованиям, предъявляемым к изделиям, постоянно контактирующим с внутренней средой глаза. Имплантация полимерного наноструктурированного эксплантодренажа позволяет добиться стойкой нормализации ВГД и длительного сохранения сформированных путей оттока внутриглазной жидкости.