Рис.1.Конфигурация образцов передней капсулы хрусталика, полученных в результате фемтолазерной (а) и мануальной (б) капсулотомии (схема)
Рис.2. Схема, иллюстрирующая принцип закрепления образцов передней капсулы хрусталика (1 – проволочная трапеция, 2 – образец капсулы, 3 – зажимы испытательной машины). Стрелками указано направление прикладываемого к конструкции усилия при проведении испытания
Первые исследования, касающиеся изучения биомеханических свойств капсулы хрусталика, имели фундаментальную направленность и не были связаны с конкретными клиническими ситуациями. Так, в серии экспериментальных исследований, проведённых R. Fisheretal. [1-3], были изучены константы эластичности (elastic constants, по терминологии авторов) капсулы хрусталика человека и экспериментальных животных. Образцы капсул подвергали растяжению за счёт воздействия физиологического солевого раствора, при этом непрерывно фиксировали значения нагрузки и давления, а в качестве биомеханической модели сравнения при проведении испытаний была выбрана аналогичная, по толщине капсулы хрусталика, вулканизированная резина.
В других подобных исследованиях были проанализированы возрастные изменения биомеханических характеристик передней капсулы хрусталика (ПКХ) человека, проведены сравнительные исследования биомеханических показателей десцеметовой мембраны и ПКХ кадаверных коровьих, свиных, крысиных и человеческих глаз, а также механических свойств образцов, полученных в кадаверных глазах «здоровых» доноров и «больных» сахарным диабетом [4-6].
Попытки совершенствования технологии капсулотомии в факохирургии связаны с минимизацией «человеческого фактора» и переходом от традиционного мануального удаления капсулы к выполнению капсулорексиса с помощью энергетического воздействия. Это обстоятельство, в свою очередь, послужило основанием для сравнительных исследований биомеханических свойств ПКХ ex vivo (т.е. на энуклеированных кадаверных глазах человека и экспериментальных животных) после различных методик её иссечения. Результаты этих исследований суммированы в ранее опубликованном нами обзоре литературы и в обобщённом плане могут быть представлены в виде следующих основных положений [7]:
1. Использование в качестве экспериментальных моделей для оценки биомеханических характеристик образцов ПКХ человека и свиньи, полученных exvivo (как это сделано практически во всех представленных в указанном обзоре работах), не исключает возможного влияния на результаты исследований как постмортальных изменений, так и анатомических особенностей капсулы животных.
2. Вариабельность полученных к настоящему времениабсолютных показателей, характеризующих устойчивость передней капсулы к разрыву (сила разрыва, эластичность, удлинение), может быть обусловлена рядом факторов: выбором экспериментальной модели, технологией капсулотомии и получения образцов, особенностями механических испытаний. Исходя из этого, при сравнении механической устойчивости края капсулы после различных методик капсулотомии целесообразно использовать относительные показатели, полученные в рамках конкретного исследования.
3. Учитывая разнородность полученных в различных работах результатов, вопрос сравнительной оценки механической устойчивости капсулы хрусталика человека после мануальной и фемтолазерной капсулотомии нуждается в дальнейшем изучении в условиях, максимально приближенных к исследованиям in vivo. Такую возможность обеспечивают современные технологии факохирургии, при этом акцент биомеханических испытаний капсулы целесообразно перенести на исследование отдельного фрагмента передней капсулы, а не капсульного мешка, как это было сделано практиче-ски во всех представленных в ука-занном обзоре исследованиях. Пра-вомерность такого подхода теорети-чески можно обосновать конгруэнт-ностью краев удаляемого фрагмен-та передней капсулы и сохраняемо-го капсульного мешка.
Цель
Разработка методики биомеханических испытаний передней капсулы хрусталика, максимально приближенной к условиям оценки материала in vivo.
Материал и методы
Разработка методики предполагала решение нескольких задач. Первая из них, как уже указывалось выше, была связана с необходимостью проведения исследований в условиях, максимально приближённых к прижизненной оценке. С этой целью для механических испытаний использовали центральные фрагменты передней капсулы, удалённые интраоперационно в процессе микроинвазивной факохирургии в результате мануальной и фемтолазерной капсулотомии. Испытания проводили в ближайшие несколько часов после забора образцов, которые до этого момента сохраняли в сбалансированном физиологическом растворе.
Решение второй задачи было обусловлено потенциальным требованием к стандартизации подготовки образцов капсулы для проведения механических испытаний, полученных в результате различных методик капсулотомии: если после фемтолазерной капсулотомии образцы имели форму, близкую к кругу, и непрерывный край, то при мануальной технике имел место дополнительный разрыв края, обусловленный первичным локальным вскрытием передней капсулы (рис. 1).
Результаты
В результате апробации различных вариантов механических испытаний фрагментов передней капсулы, полученных после мануальной и фемтолазерной капсулотомии, была разработана методика, в известной степени нивелирующая влияние разницы в конфигурации образцов на результаты механических испытаний за счёт оригинального метода закрепления образца. Образцы капсулы хрусталика под микроскопом подвешивали на проволочную трапецию таким образом, чтобы сгиб приходился по одному из диаметров образца (рис. 2), а дополнительный разрыв, возникающий при применении мануальной техники, был перпендикулярен оси трапеции. Свободные края образца закрепляли в пневматических зажимах испытательной машины INSTRON 3365.Давление в пневматической системе составляло 2 атм. Нижний конец проволоки фиксировали в зажиме в свободном состоянии, а испытание проводили со скоростью 2 мм/мин до момента разрыва. Усилие регистрировали датчиком с диапазоном измерений 10 Н±0,25% (линейность показаний датчика составляет ±0,25%, а сигнал с датчика записывался с частотой 10 Гц). Результаты записывали в форме графиков «сила – перемещение» и определяли следующие количественные биомеханические параметры: максимальное усилие и удлинение в момент максимального усилия (в Ньютонах и миллиметрах соответственно).
Заключение
Разработана методика механических испытаний передней капсулы хрусталика, которая, с одной стороны, максимально приближена к условиям проведения in vivo, а с другой – нивелирует потенциальное влияние на результаты испытаний возможной разницы в конфигурации края образцов капсулы.
