Изменение корнеального эпителия при коррекции миопии методами SMILE и FemtoLASIK

    

    Актуальность

    На современном этапе развития офтальмологии рефракционная хирургия роговицы основана на применении лазерных систем двух видов – эксимерного и фемтосекундного. С помощью эксимерного лазера длиной волны 193 нм воздействие на роговицу характеризуется процессами абсорбции, разрыва связи и абляции, которую называют «абляционным фоторазложением» [1, 2]. В основе действия фемтосекундного лазера лежит эффект фоторазрушения, при этом спектр лазерного излучения находится в глубоком инфракрасном диапазоне с ультракороткими импульсами (1053 нм) в области фемтосекунд (1 фс=10–15 сек) [3, 4]. Идеальное соотношение и координация между частотой импульса, расстоянием между импульсом и его энергией позволяет создать идеальный рез без повреждения ткани вне зоны фотодеструкции [5].

    Согласно работам многих авторов, применение лазерного излучения различного спектрального диапазона сопровождается ответной асептической воспалительной и регенераторной реакциями, а также вызывает развитие в роговице оксидативного стресса различной степени выраженности [6]. Бoльшая часть ультрафиолетового спектра при использовании эксимерного лазера поглощается роговичной тканью, однако незначительная его часть трансформируется в более длинные волны в диапазоне от 310 до 330 нм, которые проникают в глубокие слои роговицы, оказывая негативное влияние на строму и кератоциты, прилежащие к зоне абляции [7, 8]. С увеличением объема абляции происходит суммирование воздействия вторичного излучения, при котором окружающие ткани подвергаются коллатеральному повреждению. Этому способствует и термический эффект, который присутствует при фотоабляции, несмотря на активное усовершенствование лазерных систем [9, 10].

    Не стоит оставлять без внимания и тот факт, что при коррекции аметропии с использованием эксимерного лазера количество энергии, доставленной в строму роговицы, в значительной степени зависит от степени корригируемой рефракции: чем больше близорукость, тем больше абляция роговицы, тем больше повреждающее воздействие на роговицу и окружающие ее ткани, соответственно, сложнее этап заживления.

    В отличие от эксимерлазерной технологии воздействие на роговицу фетмосекундного излучения строго дозировано и четко локализовано в границах операционного поля. Увеличение частоты импульса до фемтосекунд сокращает объем повреждения окружающих тканей, по данным Luft (2018), практически в 103 раза [11]. Кроме того, при фемтолазерном формировании лентикулы воздействие энергии всегда находится на одинаковом уровне и не зависит от степени миопии [12]. Тем не менее формирование лентикулы с помощью фемтосекундной энергии не может не оказывать повреждающего действия на глазную поверхность.

    Существуют данные о том, что воздействие вакуума в момент докинга и установки вакуумного кольца при фемтосекундных операциях может вызвать повреждение бокаловидных клеток конъюнктивы и привести к изменению состава слезы, развитию синдрома «сухого глаза» и хронического воспаления, что в свою очередь может инициировать избыточное рубцевание, формирование индуцированных кератэктазий и снижение рефракционного эффекта.

    В последние годы появилась возможность оценить изменения эпителия роговицы с помощью оптической когерентной томографии (OКT), которая представляет собой практический инструмент для картирования эпителия in vivo и обладает при этом хорошей повторяемостью. И если результаты о гипертрофии корнеального эпителия и недостаточности слезной пленки после операции LASIK хорошо известны, то данные о патологических изменениях глазной поверхности после фемтосекундной рефракционной хирургии носят разрозненный и несистематизированный характер.

    Цель

    Провести сравнительный анализ толщины и топографического распределения корнеального эпителия на различных этапах послеоперационного периода у пациентов с миопией средней степени после рефракционных операций, проведенных методами SMILE и FemtoLASIK.

    Материал и методы

    Всего было обследовано 152 пациента c миопией средней степени. В зависимости от вида рефракционной операции было сформировано две группы сравнения: группа 1 – 68 пациентов с миопией средней степени, прооперированные методом SMILE; группа 2 – 84 пациента с миопией средней степени, прооперированные методом FemtoLASIK(табл. 1).

    Обследования проводили перед операцией и в послеоперационном периоде с кратностью 1, 5 суток, 3, 6, 12 месяцев после операции.

    Исследование корнеального эпителия проводилось с помощью ОКТ переднего отрезка глаза RTVue Avanti XR (Optovue, США). Спектральный оптический когерентный томограф использовался для диагностики толщины роговицы, эпителиального слоя и анализа 3D-сканов. Состояние эпителиального роговичного слоя оценивали в центральном (до 2 мм), в среднем (2–4 мм) и в средне-периферическом (4–6 мм) отделах.

    Все операции были выполнены одним хирургом с использованием фемтосекундного лазера VisuMax 500 кГц и MEL 80 (Carl Zeiss Meditec AG, Германия). Использовали системное программное обеспечение SMILE версии 2 для текущего лазера.

    Статистический анализ результатов исследования проведен с применением компьютерной программы Statistica 10.

    Результаты

    Пациенты обеих групп были сопоставимы по демографическим и клиническим характеристикам (табл. 1).

    Исследование корнеального эпителия до операции и на различных этапах послеоперационного заживления позволило установлено, что при операции SMILE происходит постепенное увеличение толщины эпителия с первых суток после операции с максимальными явлениями гипертрофии эпителия к 3 месяцам и стабилизацией показателей от 3 до 6 месяцев послеоперационного периода. Суммарный показатель толщины эпителия изменился в целом к году с 52,41±8,45 до 55,21±9,01 (р>0,05).

    После операции FemtoLASIK отмечено постепенное увеличение толщины эпителия с первых суток до года, без явной тенденции к стабилизации, с 51,77±10,09 до 57,30±9,5 (р<0,001). Разница между группами сравнения была статистически достоверна (р<0,05)(рис. 1).

    Детальная оценка изменения толщины эпителия в отдельных топографических зонах позволила установить следующее. После SMILE максимальная гипертрофия эпителия происходит в нижневисочных и височных отделах роговицы в зоне 2–5 мм и через год после операции превышает дооперационные значения на 7,5 и 8,6% соответственно (р<0,01). В этих же топографических секторах отмечено максимальное утолщение эпителия в зоне 5–6 мм на 8,3 и 7,5% (р<0,01), определяя тем самым асимметрию эпителиального профиля роговицы у пациентов после SMILE в первый год после операции (рис. 2). Установлено, что динамика исследуемого показателя соответствует вышеописанным трендам изменения характеристик рефракции, аберраций, показателей слезной пленки: рост эпителиального слоя роговицы начинается с первых суток послеоперационного периода с максимальным пиком к 3 месяцам и дальнейшей стабилизацией к году после операции.

    После операции FemtoLASIK отмечено более выраженное увеличение толщины эпителиального слоя в зоне 2–5 мм практически по всей окружности роговицы, соответствующей корнеальному клапану. Основные процессы в зоне 2–5 мм происходят в верхних височных, височных и нижних височных отделах и характеризуются повышением толщины эпителия на 10,28, 9,86 и 10,33% (р=0,01), в верхних и нижних носовых сегментах – на 7,66 и 7,72%, а также в носовых и нижних – на 7,77 и 8,3% (р<0,01). Пиковые значения получены к 6 месяцам послеоперационного наблюдения, с последующей стабилизацией процесса, но без тенденции к уменьшению толщины эпителия к году.

    В зоне 5–6 мм у пациентов после FemtoLASIK отмечается равномерное незначительное утолщение эпителия по всей окружности с более выраженными признаками гипертрофии в верхних и височных отделах, достигающих к году увеличение на 6,75, 6,85% соответственно (р<0,01). Необходимо отметить, что снижение стабильности слезной пленки у пациентов данной группы было выявлено в тех же топографических зонах роговицы (рис. 2).

    На основании полученных результатов можно предположить, что неравномерная гипертрофия корнеального эпителия с различной длительностью этого процесса может быть обусловлена не только изменением кривизны и формы роговицы, но и особенностями лазерных технологий, применяемых при коррекции миопии.

    Обсуждение

    Гипертрофия эпителия после кераторефракционных операций на сегодняшний день рассматривается как компенсаторный процесс, направленный на восстановление сферичности роговицы, и является общей характеристикой биологических систем, стремящихся достичь устойчивого равновесия.

    Роговица является высокоспециализированной тканью, обеспечивающей защитный барьер для внутриглазных структур и одновременно действующей как линза для фокусировки изображений на сетчатке, что достигается за счет равномерности ее поверхностей и прозрачности. Состоящая из 6 слоев роговица совершенно по-разному реагирует на повреждающий фактор в зависимости от глубины и типа воздействия, тем самым обусловливая отличные друг от друга пути и механизмы заживления и восстановления ее тканей.

    Эпителий как внешний слой роговицы подвергается большей травматизации, но и процессы восстановления его целостности протекают гораздо быстрее, чем в других слоях роговицы. Согласно достаточно хорошо изученным процессам заживления эпителиальных ран роговицы можно выделить основные фазы, выполняющие специфические саногенетические функции [13]. В первой фазе клетки, поврежденные раневым стимулом, подвергаются апоптозу, фибронектин полимеризуется на ложе раны, благодаря локальному отложению фибрина, фибронектина и гиалуроновой кислоты [14, 15] образуя временный внеклеточный матрикс, адгезивные соединения и щелевые соединения теряются, а десмоглеины десмосом реконструируются [16]. В данную фазу отсутствует движение клеток или изменение их количества, но происходит увеличение метаболической активности и реорганизация клеточной структуры, наблюдается клеточный синтез цитоскелетных белков, таких как винкулин [17], актин [18], талин, и других поверхностных молекул, таких как интегрины и CD44, рецептор гиалуроновой кислоты [19, 20]. На следующем этапе – миграции, клетки, окружающие рану, скользят по ней и покрывают оголенную поверхность, закрывая дефект. Движение клеток обеспечивается цитоскелетными сократительными механизмами актиновых стресс-волокон, взаимодействующих с адгезионными комплексами [21]. При неосложненном эпителиальном поражении клетки мигрируют по ложе раны с постоянной скоростью 0,05–0,06 мм/ч с некоторым замедлением по мере приближения к закрытию дефекта [22, 23]. После миграции эпителиальных клеток начинается фаза пролиферации, в период которой восстанавливаются плотность эпителиальных клеток и их дифференцировка. В результате митоза клетки перемещаются от периферии к месту раны, что вызывает 5-кратное увеличение пролиферации в лимбальной области и 3-кратное увеличение – в периферической зоне роговицы, которое достигает максимума примерно через 24 ч после ранения и не прекращается до тех пор, пока толщина эпителия не вернется к норме [24, 25].

    Исследования описывают, что ряд цитокинов участвуют в процессе заживления, включая эпителиальный фактор роста (EGF), фактор роста гепатоцитов (HGF), фактор роста кератиноцитов (KGF) и трансформирующий фактор роста β(TGF-β) [26,27]. Благодаря своей митогенной функции эти цитокины способны усиливать репликативную активность эпителиальных клеток. Факторы роста во многих случаях вырабатываются активированными стромальными кератоцитами и впоследствии растворяются в слезе [28, 29].

    В заключительную фазу (прикрепления) восстанавливается прочная адгезия эпителиального слоя к нижележащему субстрату. Гемидесмосомы являются основой прочного прикрепления базальных эпителиальных клеток к базальной мембране и строме [30]. В некоторых случаях, по данным I.K. Gipson, этот процесс может быть завершен только через год после первоначального повреждения [31]. В сложный каскад заживления вовлечены эпителиальные клетки, нервы роговицы, стромальные кератоциты и слезная пленка, изменение которых потенциально может замедлить реакцию заживления [32].

    Так, одним из основных условий нормального метаболизма и процессов заживления роговицы является сохранение полноценной нейрорегуляции. В то же время современные исследования демонстрируют значительные повреждения нервных волокон при выполнении операций методом LASIK и FemtoLASIK. Было установлено, что после клапанных технологий снижение плотности нервных окончаний в суббазальных сплетениях достигает 50% и восстанавливается до исходных параметров лишь через 5 лет после проведенной хирургии. Между тем исследования M. Li продемонстрировали, что снижение плотности суббазальных нервных волокон у пациентов, прооперированных методом SMILE, было минимальным [33], что способствовало более быстрому процессу заживления эпителиальных ран роговицы. Эти данные позволяют понять различия в процессах гипертрофии корнеального эпителия после клапанных и лентикулярных технологий коррекции аметропии.

    Заключение

    Значительное, практически 1,5-кратное превышение толщины корнеального эпителия после FemtoLASIK по сравнению с показателями группы SMILE, отсутствие значимой стабилизации этого процесса свидетельствуют о продолжающемся ремоделировании роговицы и незавершенном процессе послеоперационного заживления даже через 12 месяцев после операции. Технология SMILE сопровождается асимметричной гипертрофией эпителия в темпоральных и нижнетемпоральных зонах и носит завершенный характер уже к 3-м месяцам послеоперационного периода.

    Таким образом, гипертрофия корнеального эпителия в совокупности с процессами восстановления нейрорегуляции, слезопродукции и стабильности слезной пленки, изменения прозрачности стромы после клапанной и лентикулярной лазерной рефракционной хирургии представляют собой сложные патогенетические механизмы заживления, определяющие структурный и функциональный эффект.

    

    Информация об авторах

    Олеся Валерьевна Писаревская, к.м.н., зав. 5-м офтальмологическим отделением Иркутского филиала ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, lesya_pisarevsk@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8071-2398

    Татьяна Николаевна Юрьева, д.м.н., профессор, зам. директора по научной работе Иркутского филиала ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, профессор кафедры офтальмологии ИГМАПО – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, профессор кафедры глазных болезней ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России, tnyurieva@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0547-7521

    Андрей Геннадьевич Щуко, д.м.н., профессор, директор Иркутского филиала ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза», зав. кафедрой офтальмологии ИГМАПО – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, зав. кафедрой глазных болезней ФГБОУ ВО «Иркутский государственный медицинский университет» Минздрава России, nauka@irkutsk.mntk.ru, https://orcid.org/0000-0002-4264-4408

    Татьяна Николаевна Фролова, врач-офтальмолог, lesya_pisarevsk@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7183-5345

    Надежда Руслановна Наделяева, врач-офтальмолог, dr.nadelyaeva@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-8147-2975

    Information about the authors

    Olesya V. Pisarevskaya, PhD in Medicine, Ophthalmologist, Head of the 5th Ophthalmological Department, lesya_pisarevsk@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8071-2398

    Tatiana N. Iureva, Doctor of Sciences in Medicine, Professor, Deputy Director on Scientific Work, tnyurieva@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0547-7521

    Andrey G. Shchuko, Doctor of Sciences in Medicine, Professor, Director of the Branch, Head of the Ophthalmology Department, nauka@irkutsk.mntk.ru, https://orcid.org/0000-0002-4264-4408

    Tatiana N. Frolova, Ophthalmologist, lesya_pisarevsk@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-7183-5345

    Nadezhda R. Nadelyaeva, Ophthalmologist, email: dr.nadelyaeva@mail.ru, https://orcid.org/0009-0006-8147-2975

    Вклад авторов в работу:

    О.В. Писаревская: существенный вклад в концепцию и дизайн работы, сбор, анализ и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста, редактирование.

    Т.Н. Юрьева: существенный вклад в концепцию и дизайн работы, написание текста, редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    А.Г. Щуко: редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    Т.Н. Фролова: сбор, анализ и обработка материала.

    Н.Р. Наделяева: сбор, анализ и обработка материала.

    Authors' contribution:

    O.V. Pisarevskaya: significant contribution to the concept and design of the work, collection, analysis and processing of material, statistical data processing, writing, editing.

    T.N. Iureva: significant contribution to the concept and design of the work, writing, editing, final approval of the version to be published.

    A.G. Shchuko: editing, final approval of the version to be published.

    T.N. Frolova: collection, analysis, and processing of material.

    N.R. Nadelyaeva: collection, analysis, and processing of material.

    Финансирование: Авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Согласие пациента на публикацию: Письменного согласия на публикацию этого материала получено не было. Он не содержит никакой личной идентифицирующей информации.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    Funding: The authors have not declared a specific grant for this research from any funding agency in the public, commercial or not-for-profit sectors.

    Patient consent for publication: No written consent was obtained for the publication of this material. It does not contain any personally identifying information.

    Conflict of interest: Тhere is no conflict of interest.

    Поступила: 21.06.2023

    Переработана: 30.07.2023

    Принята к печати: 12.08.2023

    Originally received: 21.06.2023

    Final revision: 30.07.2023

    Accepted: 12.08.2023