Перфторорганические соединения для тампонады витреальной полости

    В хирургическом лечении отслоек сетчатки широко используется метод тампонады витреальной полости (ВП) силиконом. После предварительно произведенной витрэктомии ВП тампонируется перфторорганическим соединением (ПФОС), обеспечивая анатомическое сопоставление оболочек. После проведения эндолазеркоагуляции сетчатки ПФОС заменяется на силикон.

    ПФОС широко применяются благодаря их высокому удельному весу и поверхностному натяжению, прозрачности и биологической инертности. Первоначально ПФОС в медицине разрабатывались как кровезаменители [1, 3–5, 11, 12]. Интраокулярное применение ПФОС впервые было предложено Haidt и соавт. в эксперименте в 1982 г. [39], а Clark подтвердил возможность использования ПФОС для послеоперационного замещения стекловидного тела [31]. В 1984 г. Zimmerman и Faris сообщили об интраоперационном применении ПФОС для репозиции экспериментально отслоенной сетчатки [73]. На заре офтальмологического применения ПФОС использовались в хирургическом лечении гигантских отрывов сетчатки и ПВР [10, 16, 19], но вскоре показания к их применению значительно расширились [17, 18, 20].

    Большой удельный вес ПФОС, их несмешиваемость с водой и силиконом позволяют снизить травматичность манипуляций, так как ПФОС, введенное в

    ВП, удерживает сетчатку и препятствует ее ятрогенному повреждению [35]. Разница в коэффициенте преломления с физиологическим раствором позволяет визуально различать границу раздела «ПФОС — физиологический раствор», облегчая процедуру удаления ПФОС из ВП.

    Проведенные исследования стабильности ПФОС после интраоперационной эндолазеркоагуляции, а также после воздействия мощного аргонового лазера, YAG-лазера и эндодиатермии in vitro не выявили изменений химической структуры ПФОС. Появление примесей наблюдалось только в количестве миллионных долей грамма [26]. Инертность и высокая химическая стабильность ПФОС — важные свойства для их применения в витреоретинальной хирургии.

    Появление ПФОС совпало по времени с развитием факоэмульсификации. Высокий удельный вес ПФОС позволяет поднимать ИОЛ, хрусталики, их фрагменты, дислоцированные в ВП, так как они всплывают на поверхности ПФОС, продвигаясь к передней камере по мере заполнения ВП ПФОС [7-9].

    В России чаще используются перфтордекалин и перфтороктан. В большом числе экспериментальных работ утверждается, что длительное нахождение ПФОС в ВП приводит к необратимым изменениям сетчатки, таким как истончение наружного и внутреннего ядерных слоев сетчатки, гипертрофия мюллеровых клеток, миграция клеток наружного ядерного слоя в слой наружных сегментов фоторецепторов и дезорганизация последних [6, 14, 22, 41, 43, 44, 51, 55, 57]. Так, Chang и соавт. (1991) показали, что перфтороктан хорошо переносился при введении в ВП кроликов только на 48 часов. Более продолжительное нахождение перфтороктана в ВП приводило к истончению внутреннего ядерного слоя сетчатки, дегенерации наружных сегментов фоторецепторов и скоплениям преретинальных макрофагов в области контакта с ПФОС. Гистологические исследования, проведенные той же группой авторов, показали токсичность перфтортрибутиламида [30] после двухнедельного пребывания в ВП.

    Hammer и соавт. (1988) оценивали токсичность перфтордекалина и перфтортрибутиламина на кроликах [40]. Гистологическое исследование, проведенное через 8-10 недель, выявило воспалительные изменения и инфильтрацию стекловидного тела макрофагами.

    Eckardt и соавт. (1991) сравнивали токсичность перфтороктана и перфторполиэфира, введенных в ВП кроликов после pars plana витрэктомии [33]. Гистологическое исследование, проведенное через 8 часов после инъекции, показало отсутствие токсичности обоих веществ. При нахождении ПФОС в ВП от 2 дней до 2 мес. развивались выраженные гистологические изменения сетчатки.

    Orzalesi и соавт. (1998) исследовали эффекты перфтордекалина 95% чистоты в эксперименте на кроликах [53]. При его нахождении в ВП дольше четырех дней происходили необратимые изменения фоторецепторов и пигментного эпителия сетчатки, подтвержденные световой и трансмиссионной электронной микроскопией.

    Souza и соавт. (2005) вводили ПФОС в ВП кроликов и спустя 3 недели обнаружили деструкцию наружных сегментов фоторецепторов, изменения в наружном и внутреннем плексиформном слоях, отек сетчатки и присутствие макрофагов в поверхностных слоях сетчатки [63].

    Ряд авторов обнаруживали на поверхности сетчатки так называмые «пенистые» клетки на фоне ПФОС, введенных в ВП. «Пенистые» клетки представляли собой макрофаги с капельками фагоцитированного ПФОС. Эти клетки были единственной находкой при гистологическом исследовании [27] или сочетались с другими гистологическими изменениями сетчатки [29, 30].

    Некоторые авторы высказывали предположение, что повреждение сетчатки под действием ПФОС развивается из-за того, что между ПФОС и сетчаткой остается слишком тонкий слой воды [69]. Водный слой необходим для функционирования натриевого насоса Мюллеровых клеток. Слишком тонкий слой воды, который покрывает сетчатку в зоне прилегания ПФОС и силикона, недостаточен для обеспечения ионного обмена, что приводит к гиперполяризации и апоптозу клеток. Это один из предполагаемых механизмов возникновения изменений в сетчатке и потери зрительных функций при долговременной тампонаде ВП не только ПФОС, но и силиконом [28].

    Таким образом, имеются исследования, которые указывают на неблагоприятные эффекты длительного воздействия ПФОС. Обращает на себя внимание то, что большинство этих работ выполнены в 80-е и 90-е гг.

    В литературе имеются данные и о положительном опыте длительного нахождения ПФОС в ВП. В частности, пребывание перфтордекалина в ВП кроликов в течение 3 мес. не вызывало внутриглазного воспаления, ВГД оставалось нормальным. Эмульгация ПФД происходила через 3-6 недель после тампонады [45]. При гистологическом исследовании через 3 мес. не было выявлено отека или дезорганизации слоев сетчатки, общая толщина наружного и внутреннего ядерных слоев сетчатки не отличалась от таковой в контрольной группе с заполнением ВП физиологическим раствором.

    В исследовании, проводившемся на африканских зеленых обезьянах [56], оценивалась переносимость перфторпергидрофенатрена и его комбинации с силиконовым маслом. ВП, заполненная перфторпергидрофенантреном и перфторпергидрофенантреном с силиконом, оставалась оптически прозрачной и позволяла осмотреть глазное дно в течение 163 дней после введения. Не было обнаружено токсических эффектов в отношении сетчатки. Эмульгация перфторпергидрофенантрена начиналась приблизительно через 72 дня, когда на поверхности сетчатки появлялись мелкие пузырьки ПФОС. Однако на протяжении всего времени тампонады сохранялась возможность осмотра глазного дна. Силикон и ПФОС не выходили в переднюю камеру, и все хрусталики оставались прозрачными. Электронная микроскопия, проведенная на 45, 92 и 162 день после введения ПФОС, показала нормальную архитектуру сетчатки. На 162 день были проведены ЭРГ и флуоресцеиновая ангиография, которые также не выявили патологических изменений.

    Mackiewicz и соавт. [45] экспериментально показали хорошую переносимость перфторгексилоктана, перфтордекалина и их смеси в течение 3 мес. Эти ПФОС не вызывали воспалительной реакции, сосудистых нарушений и изменений ЭРГ.

    Flores-Aguilar и соавт. исследовали толерантность к перфтороктилбромиду на кроликах и свиньях [34]. ПФОС находилось в ВП до 6 мес., проводилось клиническое наблюдение, ЭРГ, а также исследование сетчатки при помощи световой и электронной микроскопии. Перфтороктилбромид эмульгировался через 2-3 недели. Каких-либо неблагоприятных эффектов в отношении сетчатки обнаружено не было.

    Итак, экспериментальные данные о толерантности сетчатки к ПФОС противоречивы. Большинство работ с указанием отрицательного воздействия ПФОС в основном датируются 80-90 гг. Указание о безопасности ПФОС датируется более поздними исследованиями.

    Не лишним будет указать на то, что в начале этапа использования ПФОС химической очистке получаемого вещества уделялось меньше внимания, нежели чем в настоящее время. Наиболее вероятно, что ранний отрицательный опыт применения ПФОС связан не с непосредственно воздействием ПФОС, а был результатом воздействия токсических примесей, содержащихся в нём. По мере совершенствования способов очистки ПФОС стало исчезать его вредоносное воздействие, что описано в более поздних публикациях.

    Иностранными авторами не указано конкретных сроков безопасного пребывания ПФОС в ВП. В российских публикациях максимальный срок пребывания ПФОС рекомендовано ограничить 14 днями [21]. Обращает на себя внимание тот факт, что многочисленные экспериментальные исследования ПФОС были проведены на модели кроликов. Сетчатка кроликов имеет обширные аваскулярные зоны и поэтому более чувствительна к ишемическим повреждениям, чем сетчатка человека. В целом, ценность модели in vivo определяется точностью, с которой она представляет клиническую ситуацию. Сетчатка кроликов демонстрировала гистологические изменения даже после контакта с силиконом [38]. В то же время известно, что для сетчатки человека даже длительный контакт с силиконом безопасен. Поэтому в последнее время все чаще высказывается мнение, что выбор кролика в качестве модели оценки биосовместимости должен быть пересмотрен [47, 66].

    Клинические исследования, в отличие от экспериментальных, указывают на хорошую переносимость ПФОС. Так, в иследовании Blinder и соавт. (1992) перфторпергидрофенантрен оставался в ВП до 28 дней и не вызывал патологических изменений [23]. Перфторпергидрофенантрен использовался для послеоперационной тампонады у 60 пациентов, при этом не наблюдалось воспалительных явлений, вызванных ПФОС.

    Tanji и соавт. (1993) использовали перфторпергидрофенантрен для послеоперационной тампонады ВП на 3,5 недели [65]. Частота анатомического успеха после удаления ПФОС составила 73%. Острота зрения улучшилась либо осталась на дооперационном уровне в 80% случаев. Не было обнаружено каких-либо токсических эффектов ПФОС.

    Geh и соавт. (1997) сообщали о клиническом случае, в котором комбинация перфтордекалина и силикона оставалась в ВП в течение 6 мес. [36]. Исходно у пациента имелась выраженная ПВР и множественные разрывы сетчатки в нижнем и верхневисочном квадрантах сетчатки. На фоне тампонады у пациента развилась плотная катаракта, в переднюю камеру вышла эмульсия силикона, но роговица оставалась прозрачной. Повышения ВГД и внутриглазного воспаления не наблюдалось. После удаления тампонирующих веществ острота зрения составила счет пальцев у лица, поле зрения сохранилось.

    Rofali и соавт. (2005) исследовали перфтороктан для лечения гигантских разрывов сетчатки [59]. Исследование показало хорошую переносимость перфтороктана при его нахождении в ВП пациентов в течение 16 дней.

    В исследовании Sirimaharaj и соавт. (2005) перфтороктан находился в ВП 60 пациентов до 14 дней [62]. Явлений токсичности ПФОС не наблюдалось.

    Rizzo и соавт. (2006) использовали для долговременной тампонады ВП на 40-50 дней комбинацию перфторгексилоктана и силикона у 60 пациентов [58]. Дробление ПФОС с образованием крупных пузырей наблюдалось только у 2 пациентов. ВГД в послеоперационном периоде повысилось у 2 пациентов, было компенсировано медикаментозно. Острота зрения в 77% случаев улучшилась, снизилась — в 3% случаев и в 20% — осталась неизменной.

    В клиническом исследовании Zenoni и соавт. (2011) комбинация перфтороктана и полидиметилоксана находилась в ВП в среднем 23 дня [72]. Проведенные электроретинографические исследования не обнаружили неблагоприятных явлений в отношении сетчатки; частота развития ПВР после операции была низкой.

    Rush и соавт. (2011) оставляли перфтороктан в ВП до 17 дней [60]. Из 39 глаз рецидив отслойки сетчатки произошел в 3 случаях. Осложнения были представлены только высокой частотой помутнения задней капсулы хрусталика и развитием катаракты.

    Sigler и соавт. (2012) проанализировали результаты послеоперационной тампонады перфтороктаном в течение 3 недель у 157 пациентов с отслойками сетчатки в нижней полусфере [61]. Частота анатомического успеха составила 87,5%. Самым частым осложнением было повышение ВГД (34%), в 6% случаев потребовалось выполнение фистулизирующих операций. Наблюдались воспалительные реакции, не влиявшие на конечную остроту зрения. Факоэмульсификация была проведена в 16% исходно факичных глаз. Авторы не сообщают о каких-либо токсических эффектах ПФОС.

    Перфторгексилоктан находился в ВП 23 пациентов в среднем 76 дней, не вызывая признаков атрофии зрительного нерва, некроза сетчатки или окклюзии сосудов сетчатки [43]. Через 4 недели после удаления ПФОС рецидив отслойки сетчатки развился у 4 пациентов. Удаление катаракты потребовалось в 9 случаях из 10 исходно факичных глаз. У 12 пациентов к моменту удаления наблюдалось дробление ПФОС.

    В исследовании Bourke и соавт [25, 48] перфтороктан оставался в ВП 6 недель без каких-либо неблагоприятных эффектов в отношении сетчатки. У одного пациента после 6 недель тампонады повысилось ВГД, которое нормализовалось после удаления ПФОС.

    В настоящее время ПФОС традиционно заменяют на силикон или газ в конце операции по поводу отслойки сетчатки. В некоторых случаях ПФОС оставляют в ВП на срок до 7 дней, а затем выполняют замену на газ или силикон. Для долговременной тампонады ВП ПФОС не используется, по-видимому, из-за приведенных выше экспериментальных данных о его неблагоприятном воздействии на сетчатку.

    Неблагоприятный эффект ПФОС в отношении сетчатки может возникать, в первую очередь, с наличием в его составе токсичных недофторированных примесей [2, 15]. Присутствие в ПФОС примесей объясняется тем, что синтез ПФОС сопряжен с получением трудноразделимых смесей с образованием водородсодержащих и ненасыщенных соединений. Идеально чистое вещество, абсолютно лишенное примесей, по техническим причинам получить невозможно. Каждое ПФОС содержит большее или меньшее количество примесей. Получить разными способами два вещества, абсолютно одинаковых по степени очистки также не представляется возможным. Для обнаружения примесей в ПФОС используют газо-жидкостную хроматографию и ядерно-магнитно-резонансную спектроскопию. При исследовании циклических ПФОС (перфтордекалин и перфторфенантрен) эти методы исследования дают множественные пики, из-за чего точно определить чистоту ПФОС невозможно [24]. Напротив, алифатические ПФОС (перфтороктан) дают один пик, что позволяет точно определить чистоту вещества [24]. Поэтому доступный на рынке перфтороктан раньше других ПФОС приобрел чистоту 99,99-99,999%, а получение таких же чистых циклических ПФОС долгое время оставалось затруднительным.

    По данным литературы, токсичность ПФОС выраженно коррелирует с процентным содержанием примесей [12, 21, 49, 67, 69]. При наличии примесей на поверхности ПФОС образуется протеиновая пленка [37, 42, 46]. В экспериментах было показано, что проитеновая пленка, достаточно плотная, чтобы поддерживать рост клеток, не может возникнуть на поверхности очищенных ПФОС, так как для своего возникновения требует присутствия полярных поверхностно-активных веществ [13]. Насыщенные фтором ПФОС инертны в силу высокой стабильности связи углерода с фтором, но даже небольшое количество примесей приводит к росту клеток и токсичности [37, 42, 46]. Фибробласты, размножающиеся на протеиновой пленке, вносят вклад в образование эпиретинальных мембран и развитие ПВР [25].

    Корреляция токсичности ПФОС и содержания примесей была показана в экспериментах. Так, в исследовании Velikay и соавт. (1995) очищенные и неочищенные перфтордекалин и перфтороктилбромид находились в ВП кроликов 1, 2, 4 и 8 недель [67]. Очищенные ПФОС приводили к нарушениям структуры слоя фоторецепторов, наружного и внутреннего ядерных слоев только через 2 недели, в то время как неочищенные в ранние сроки вызывали выраженную воспалительную реакцию и отслойку сетчатки.

    Первые ПФОС содержали большое количество примесей. Исследования, показавшие токсичность ПФОС для сетчатки, проводились в 80-е и 90-е гг. В настоящее время применяются более совершенные способы очистки, оставляющие примеси лишь в следовых количествах, таким образом, ПФОС стали более безопасны. Предположение подтверждается более поздними работами по исследованию длительного нахождения ПФОС в ВП на кроликах [34, 45, 52]. Так, сообщалось о хорошей переносимости специально очищенного от примесей перфторпергидрофенатрена при его пребывании в ВП кроликов в течение 6 недель [52]. Дробление ПФОС не наблюдалось до 6 недель после введения, в отличие от предыдущих исследований. Послеоперационная ЭРГ не выявила патологических явлений. Световая и электронная микроскопия сетчатки показала нормальную архитектонику сетчатки и отсутвие признаков токсичности.

    Zeana и соавт. [71] вводили в ВП кроликов перфторгексилоктан, специально дополнительно очищенный производителем. В течение 3 мес. проводили осмотр на щелевой лампе, флуоресцеиновую ангиографию и электроретинографию. После выведения животных из эксперимента выполнялась световая и электронная микроскопия сетчатки. ПФОС эмульгировался в сроки от одной до трех недель. Согласно результатам исследования, очищенный перфторгексилоктан хорошо переносится кроликами в течение 9 недель.

    Несколько групп исследователей, проводивших исследования ПФОС, в том числе перфтордекалина, на клеточных культурах [45, 50] показали отсутствие прямого токсического эффекта ПФОС и предположили, что ПФОС более безопасны, чем преполагалось ранее.

    По поводу механических свойств высказывалось предположение, что ПФОС могут оказывать избыточное давление на сетчатку из-за своего большого удельного веса. Некоторые авторы придерживаются мнения, что неблагоприятный эффект ПФОС на сетчатку является результатом физического, а не химического воздействия [32, 64]. В подтверждение этой идеи приводятся данные исследований на кроликах, в которых при нахождении ПФОС в ВП более выраженные изменения наблюдались в нижней полусфере сетчатки [33]. Однако эти наблюдения можно объяснить тем фактом, что ПФОС прилежало к сетчатке именно в нижней полусфере, а в верхней полусфере контакт ПФОС с сетчаткой отсутствовал. Недавние исследования на модели глаза показали, что при 75%-ном заполнении модельной ВП перфтордекалином максимальное давление на нижние и боковые отделы сетчатки создавалось при движениях глаза и составило 407 Па, т.е. всего 3 мм рт.ст. [54, 70], для перфторфенантрена — 3,28 мм рт.ст. [70]. По сравнению с суточными колебаниями ВГД дополнительное давление, оказываемое ПФОС, представляется незначительным. Теоретически в случае сдавления должно наблюдаться различие в отношении верхних и нижних отделов сетчатки. Однако даже спустя 3 мес. после максимального заполнения ВП кроликов ПФД гистологический анализ и трансмиссионная электронная микроскопия не выявляли различий в структуре верхних и нижних отделов сетчатки [45]. Можно сделать вывод, что ранее наблюдавшееся под действием ПФОС побледнение ДЗН объяснялось токсическим воздействием примесей, а не сдавлением сетчатки.

    Таким образом, cтепень отрицательного воздествия ПФОС на сетчатку может быть связана со степенью очистки последнего, что, соответственно, может быть экстраполировано на длительность его пребывания в ВП.

    Лыскин П.В., Захаров В.Д., Казимирова Е.Г. Перфторорганические соединения для тампонады витреальной полости // Офтальмохирургия.– 2014.– No 3.– С.86-92.

    Поступила 06.09.2013