Идея сквозного кератопротезирования была высказана в 1789 г.
Guillaume Pillier de Quengei [23], и вот уже на протяжении нескольких столетий в эксперименте и клинике отечественными и зарубежными учеными испытываются различные модели кератопротезов из разных материалов и с несколькими вариантами фиксации в роговице (В.П. Филатов (1935); А.М. Водовозова (1964); В.Я. Бедило (1969);
Н.А. Пучковская и др. (1970, 1972);
С.А. Якименко и др. (1975, 1977);
М.М. Краснов, Б.Е. Удинцов (1978);
Р.А. Гундорова, А.А. Малаев (1975, 1979); В.В. Волков, Н.А. Ушаков (1979);
J. Nussbaum (1853); F. Dimmer (1889);
F. Salzer (1898); G. Sommer (1953);
W. Stone, E. Herbert, D. Мac Pherson, J. Andersson (1953); J. Legrand, A. Baron (1954); F. Binder, R. Binder (1956);
M. Torres, R. Ruiz (1963); B. Stampelli (1963); C. Dohlman (1964); D.P. Choyce (1960, 1968); H. Cardona (1962, 1967, 1969); G.C. Falcinelli (1976); S. Pintucci, F. Pintucci (1979); T. Chirila (1990) и др.)
В МНТК «Микрохирургия глаза» экспериментальные и клинические исследования в области кератопротезирования ведутся с 1968 г. (С.Н. Федоров (1969, 1970, 1976, 1978, 1982); В.К. Зуев (1972, 1974, 1976, 1982); В.И. Глазко (1976, 1982, 1983); О.С. Волкова (1992); З.И. Мороз (1972-1977, 1982, 1983, 1997, 1999); Ю.Ю. Калинников (1995, 1998-2000, 2003-2005, 2007); Е.В. Ковшун (1997, 1999, 2007, 2011) и др.). За этот период имплантировано более 1000 кератопротезов различных моделей (табл.).
С 1968 по 1972 гг. имплантировались протезы роговицы моделей Choyce-1 (1960), Choyce-2 (1968) и H. Cardona «болт-гайка» (1969) с использованием различных хирургических методик [10, 14].
Кератопротезы Choyce-1 и Choyce-2 были разработаны доктором D.P. Choyce в 1960 и 1968 гг. соответственно. Протез Choyce-1 представлял собой неразборную модель из полиметилметакрилата (ПММА), опорная пластина которого была представлена диском с четырьмя маленькими отверстиями (рис. 1).
Имплантация протеза проводилась одноэтапно в слои роговицы. Кератопротез Choyce-2 – разборная двусоставная модель из ПММА, состоящая из опорной пластины с 36 перфорационными отверстиями, расположенными в 3 ряда, и оптического цилиндра (рис. 2). Имплантация кератопротеза Choyce-2 производилась также интрастромально, но в 2 этапа. После расслоения роговицы трепанировались только задние ее слои. Имплантировалась опорная пластина с полым цилиндром.
Через несколько месяцев производилась трепанация передних слоев роговицы и вкручивался сквозной оптический цилиндр [21, 22].
Кератопротез «болт-гайка», предложенный в 1969 г. H. Cardona, представлял собой модель разборного протеза из ПММА, состоящую из цветной косметической линзы, оптического цилиндра и поддерживающей пластины (рис. 3) [20]. Кератопротез имел экстракорнеальнуюфиксацию.
С 1967 по 1972 гг. в МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова имплантировано 32 протеза вышеописанных моделей (рис. 6а).
Однако анализ собственных результатов кератопротезирования данными моделями показал высокий процент осложнений в послеоперационном периоде, главным из которых явился асептический некроз роговицы, приводящий к протрузии кератопротеза, достигавший 53% [10, 14].
В эти же годы на базе МНТК «Микрохирургия глаза» активно проводятся экспериментальные исследования по изучению морфофункциональных изменений в интактных роговицах, дистрофических и ожоговых бельмах, возникающих в ответ на имплантацию в их слои неперфорированных и перфорированных дисков, а также сквозных кератопротезов (В.К. Зуев (1973, 1974); С.Н. Багров (1972, 1973, 1974, 1975); Т.И. Ронкина (1974, 1976, 1979, 1981); З.И. Мороз (1972, 1973, 1976, 1982, 1987)).
Рис. 3. Кератопротез H. Cardona «болт-гайка»
Рис. 4. Кератопротезы, созданные в МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова: а) модель Федорова-Зуева; б) модель Мороз-Глазко; в) модель «Сеточка-2»; г) биокератопротез
На основании этого авторы формулируют требования к сквозному кератопротезированию:
• опорная пластина кератопротеза должна быть тонкой и соответствовать радиусу кривизны роговицы;
• площадь перфорации в опорной пластине не должна быть меньше 75% для ожоговых бельм и 45% для дистрофических бельм;
• диаметр оптического цилиндра не должен превышать 3,0 мм, а длина – не должна быть меньше 2,8 мм;
• протез должен быть разборным, имплантироваться в 2 этапа без вскрытия передней камеры на 1 этапе кератопротезирования;
• фиксация протеза должна быть интраламеллярной [3, 5, 9].
Вышеописанные требования воплотились в созданных в МНТК «Микрохирургия глаза» кератопротезов 3 моделей: Федорова-Зуева (1972) для имплантации в ожоговые бельма [5, 9, 15], Мороз-Глазко (1972) – для дистрофических бельм [9, 11, 15], «Сеточка-1, -2» (1992) для имплантации в бельма различной этиологии [2].
Конструкция протеза Федорова-Зуева (рис. 4а) воплотила принцип минимального разобщения слоев роговицы, что играет положительную роль в стабилизации результатов кератопротезирования сосудистых рубцово-перерожденных бельм 4-5 категории. Конструктивными особенностями и преимуществами разборной модели протеза Федорова-Зуева явились: значительно меньший вес (24,29 мг вместо 96 мг); прямоугольная форма титановой опорной пластины 6x8 мм уменьшала площадь расслоения бельма; толщина опорной части протеза 0,09 мм и наличие в ней двух больших диаметрально расположенных отверстий 4,3x1,5 мм обеспечивали небольшую площадь разобщения слоев бельма (3,65 мм2 вместо 43,6 мм2); жесткое закрепление в опорной пластине втулки из ПММА высотой 0,5 мм с резьбой исключало зарастание внутренней резьбы в центральном отверстии опорной пластины кератопротеза и необходимость трепанации внутренних слоев бельма во время 1 этапа операции.
Таким образом, кератопротез имплантируется в 2 этапа без вскрытия передней камеры во время 1 этапа кератопротезирвоания. В сроки между 1 и 2 этапом формируется соединительнотканная капсула, дополнительно фиксирующая кератопротез в слоях роговицы [5, 9, 15].
В клиническом кератопротезировании в России с этого времени и по настоящий момент используется данная модель кератопротеза. С 1999 г. модель кератопротеза Федорова-Зуева используется в Китае [24].
Имплантация данной модели протеза в дистрофические бельма с явлениями буллезной кератопатии не устраняла болевого синдрома, а следовательно, диктовала необходимость изменения площади разобщения слоев роговицы. В 1972 г.
З.И. Мороз и В.И. Глазко была предложена новая модель кератопротеза (модель Мороз-Глазко). Конструктивные изменения коснулись опорной пластины, которая выполнялась из титана толщиной 0,09 мм прямоугольно-овальной формы, размером 6x8 мм, с 26 перфорирующими отверстиями, создающая разобщение слоев роговицы на площади 30 мм2 (рис. 4б). Такая конструкция опорной пластины кератопротеза была призвана играть роль пораженного эндотелия роговицы, дозируя поступление влаги из передней камеры в слои роговицы, устраняла буллезность эпителия роговицы и снимала болевой синдром [9, 15].
В 1992 г. А.В. Золоторевский и О.С.Волкова модифицируют двусоставный разборный кератопротез Федорова-Зуева и Мороз-Глазко. Конструктивные изменения коснулись опорной пластины, которая выполнена из нержавеющей стали в виде сетки в двух вариантах: в виде прямоугольника размером 5x8 мм и в виде диска диаметром 7,5 мм. Кератопротезы получили название «Сеточка-1» и «Сеточка-2» соответственно (рис. 4в). В сетчатой структуре опорного элемента протеза заключен ряд преимуществ перед титановой пластиной: более гибкая, имеет малую жесткость, легко изгибается под действием внутриглазного давления, принимает форму и радиус кривизны бельма; давление пластины на ткани бельма распределяется более равномерно; соединительнотканные волокна прорастают ячейки сетки в трех плоскостях, плотно фиксируют опорную пластину, исключая ее смещение в слоях роговицы [2].
Имплантация всех моделей кера топротезов производилась интрастромально в 2 этапа. Производили несквозной разрез по лимбу на 2/3 толщины роговицы, расслаивали роговицу, имплантировали опорную пластину кератопротеза с заглушкой (1 этап кератопротезирования).
Через 3 мес. производили сквозную трепанацию бельма в центре кератопротеза с заменой заглушки на оптический цилиндр протеза (2 этап кератопротезирования) [2, 5, 9, 11, 15].
С 1972 по 2012 гг. в нашей клинике имплантирован 631 протез модели Федорова-Зуева (рис. 6б), 118 протезов модели Мороз-Глазко (рис. 6в) и 62 протеза модели «Сеточка-1, -2» (рис. 6г).
Подробный анализ полученных результатов при имплантации собственных моделей протезов подробно изложен в двух монографиях (на русском и английском языках): «Кератопротезирование» (Федоров С.Н., Мороз З.И., Зуева В.К., 1982) и докторской диссертации Мороз З.И.
«Медико-технологическая система оптического кератопротезирования» (1987). Авторы, разделив осложнения кератопротезирования на специфические и неспецифические, приводят следующие данные возникновения осложнений в различные сроки послеоперационного периода: осложненная катаракта (4,8%), зарастание оптического цилиндра (16%), ретропротезная мембрана (14,8%), фильтрация влаги передней камеры (10%), асептический некроз роговицы (33,3%), отторжение кератопротеза (10%) [9, 15]. С целью уменьшения числа осложнений, сокращения количества повторных обращений пациентов в клинику и повторных хирургических вмешательств авторы разрабатывают и предлагают технику операций, проводимых одномоментно с 1 и 2 этапами кератопротезирования, а также при развитии осложнений кератопротезирования [3, 9, 15]. Одномоментно с 1 этапом кератопротезирования, главным образом, проводили экстракцию катаракты (ЭК), антиглаукоматозные операции (АГО) и укрепления бельма. ЭК производилась интракапсулярно через лимбальный разрез по общепринятой методике. Удаление хрусталика проводили после расслоения бельма и определения его центра. АГО также выполняли после расслоения бельма, операциями выбора являлись склерангулореконструкция, глубокая склерэктомия с дренированием передней камеры тефлоновым или гидрогелевым дренажами. Профилактическое укрепление истонченных неравномерных бельм производилось интрастромально аутонадкостницей, либо опорная пластина кератопротеза укладывалась на бельмо, а сверху покрывалось аллогенной донорской роговицей с фиксацией по лимбу. Со 2 этапом кератопротезирования чаще всего производили ЭК и переднюю витрэктомию. ЭК проводили экстракапсулярно через центральное отверстие протеза. Авторы отмечают, что удаление катаракты таким путем не исключает неполного вымывания масс (6-18,2%) и требует повторных оперативных вмешательств. Авторы приходят к выводу, что одномоментное кератопротезирование с реконструкцией переднего отрезка глаза не отягощает течение послеоперационного периода и значительно сокращает количество операций на глазах.
Для профилактики фильтрации влаги передней камеры авторы предлагают использовать во время 2 этапа кератопротезирования трепан 2,2 мм, что на 0,3 мм меньше диаметра оптического цилиндра, а при возникшей фильтрации влаги передней камеры рекомендуют замену оптического цилиндра кератопротеза на временный вкладыш с укреплением бельма аутотканями. Через 3 мес. возможно повторное выполнение 2 этапа кератопротезирования.
С целью профилактики протрузии кератопротеза авторы предлагают укрепление бельма за 3-4 мес. до кератопротезирования аутослизистой с губы или аутонадкостницей, при появлении незначительных признаков некроза бельма после кератопротезирования рекомендуют покрывать роговицу лоскутом аутоконъюнктивы или аутослизистой губы. При обширном некрозе советуют укрепить бельмо донорским роговичным или склеральным гомотрансплантатом с последующим укрыванием его сверху аутоконъюнктивой или аутослизистой губы.
В 1997 и 2002 гг. с целью профилактики осложнений кератопротезирования истонченных бельм предложены методы укрепления роговицы интрастромально одномоментно с 1 этапом кератопротезирования аутотеноновой капсулой [4, 13]. В 2001 г. рекомендовано использование консервированной гомоамниотической мембраны для восстановления конъюнктивальных сводов, выравнивания поверхности бельма и устранения симптомов «сухого глаза» перед кератопротезированием [4, 13]. В настоящее время апробирована и внедрена в клинику АГО с имплантацией клапана Ахмеда пациентам с бельмами 4-5 категории до или одномоментно с кератопротезированием [7].
Достаточно высокий процент осложнений кератопротезирования у пациентов с истонченными, неравномерными по толщине бельмами, требующими предварительного или одномоментного с имплантацией опорной пластины протеза укрепления бельма различными биологическими материалами, подводит к выводу, что в этих случаях требуется новый подход к проблеме кератопротезирования. С другой стороны, выполнение реконструктивных манипуляций через центральное отверстие кератопротеза диаметром 2,5 мм сопряжено с определенными техническими сложностями, так как визуальный контроль недостаточный. Учитывая вышеизложенное, в 1994 г. с целью снижения числа осложнений и возможности имплантации кератопротеза в истонченное бельмо был предложен принципиально новый способ кератопротезирования истонченных сосудистых бельм, включающий в себя одномоментную комбинацию сквозной кератопластики и кератопротезирования [16]. Авторы также предлагают стабилизацию соединительнотканного матрикса рогович ной стромы раствором двух альдегидов (формальдегида и глютаральдегида) для повышения устойчивости роговичной ткани к воздействию протеолитическим ферментам слезы [4, 16]. Большое трепанационное отверстие открывало широкий доступ к внутриглазным структурам и позволяло производить все дополнительные манипуляции под визуальным контролем.
Техника операции заключалась в том, что за месяц до операции готовили роговично-протезный комплекс. Для этого в свежую донорскую роговицу имплантировали опорную пластину кератопротеза Федорова-Зуева (1 этап кератопротезирования), затем полученный кератопротезный комплекс помещали на 3 суток во флакон со средством для консервации и фиксации, содержащим альдегиды, после этого комплекс в течение 28 суток отмывали в физиологическом растворе. Перед операцией проводили сквозную трепанацию роговицы и вкручивание оптического цилиндра (2 этап кератопротезирования) (рис. 5). Далее проводили сквозную трепанацию бельма реципиента диаметром не менее 9 мм, имплантировали керато-протезный комплекс того же диаметра, фиксировали его к тканям бельма (рис. 6д). Анализируя результаты пересадки роговичнопротезного комплекса, авторы наблюдали асептический некроз роговицы в 16,7% случаев, а отторжение кератопротеза – в 8,3% [4, 16].
Вместе с тем, с 1970-х гг. во всем мире наметился интерес к симбиозу биологических и синтетических тканей для создания тех или иных искусственных органов, используемых в различных областях медицины. Ю.Ю. Калинников с соавт. в 2005 г. [6] предлагает новую модель искусственной роговицы – биокератопротез на основе взаимопроникающего соединения донорских тканей и полимеров (рис. 4г). Опорная часть (периферическая) была выполнена из различных донорских тканей (нативной роговицы, склеры, твердой мозговой оболочки, дубленой роговицы, ксеноперикарда), а оптическая часть – из полигидроксиэтилметакрилата или ПММА.
Соединение периферической и оптической частей биокератопротеза осуществляется за счет образования зоны взаимопроникновения синтетического полимера и биополимера донорской ткани. В клинической практике использовался биокератопротез с периферической частью из ксеноперикарда.
Биокератопротез имплантировался интрастромально в два этапа.
Первым этапом после расслоения роговицы трепанировали задние ее слои. Имплантировали биокератопротез. Через 2-3 мес. производили трепанацию передних слоев роговицы над оптической частью протеза (рис. 6е).
Автор показывает хорошие клинические результаты – в срок наблюдения до 5 лет асептический стромальный некроз наблюдался в 10,3% случаев, а отторжение кератопротеза – в 3,4% случаев [7].
В 2010 г., на пике развития генной инженерии, в МНТК «Микрохирургия глаза» С.А. Борзенком с соавт. в эксперименте разработана новая тканеинженерная конструкция кератопротезного комплекса с использованием кросслинкинг-модифицированной роговицы и введением в интрастромальный карман фибробластов на коллагеновых микроносителях [1].
В настоящий момент в МНТК «Микрохирургия глаза» чаще производится кератопротезирование с имплантацией протеза модели Федорова-Зуева и пересадка роговично-протезного комплекса с использованием консервированной или кросслинкинг-модифицированной роговицы.
Несмотря на то что все существующие протезы не лишены в той или иной степени недостатков, несмотря на возможные осложнения кератопротезирования, аллопластика роговой оболочки остается единственным возможным методом восстановления зрения у пациентов с бельмами 4-5 категории. Дальнейшее совершенствование дизайна, материалов и методов фиксации протеза в роговице позволит повысить результаты кератопротезирования.
