Год
2018

Экспериментально-теоретическое обоснование концепции энергетического воздействия на задние сегментысклеры у пациентов с глаукомой


Органзации: 1НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФВ оригинале: ФГАУ НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФ



Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Общая характеристика работы


Актуальность проблемы
    До настоящего времени внимание исследователей в изучении патогенеза первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) было сосредоточено на трабекулярной сети, диске зрительного нерва (ДЗН), его решетчатой мембране. Однако в последние годы научный интерес сфокусировался на состоянии корнеосклеральной оболочки глаукомного глаза (Нероев В.В., Журавлева А.Н, 2006; Иомдина Е.Н. с соавт., 2011; Страхов В.В., Алексеев В.В., 2009).

    Большинство авторов указывают, что изменение биомеханических свойств глазного яблока может являться причиной повышения офтальмотонуса и развития первичной открытоугольной глаукомы (Козлов В.И., 1967; Нестеров А.П., 1968, 1982;Шмырева В.Ф. с соавт., 2007; Bellezza A. J., 2000; Downs J.C., 2005; Кошиц И.Н. с соавт., 2009; Симановский А.И., 2005; Hommer A. et al., 2008; Засеева М.В., 2009; Светлова О.В. с соавт., 2009). В связи с этим появились разновидности операций, эффективность которых может быть связана с коррекцией ригидности глазного яблока, такие как декомпрессионные операции на зрительном нерве (Шмырева В.Ф. с соавт., 2007; Белый Ю.А., 2004), множественная трепанация склеры (Молчанова Е.В., 2008), супрацилиарные непроникающие надрезы склеры (Красницкая С.А., 2005; Гончар П.А., 2007; Рябцева А.А., 2007), периневральная склеропластика (Анисимов С.И., 2010). Применение приведенных выше методик способствует лучшему расширению глазного яблока при воздействии ВГД, соответственно, уменьшая коэффициент ригидности.

    Склера находится под воздействием ВГД изнутри, экстраокулярных мышц и внутричерепного давления снаружи. Коэффициент, связывающий изменение внутриглазного давления (?P) с соответствующим ему изменением объема (?V) глазного яблока (КР=?P/?V), принято называть коэффициентом ригидности (КР) глаза. Повышение ригидности глазного яблока связано с морфологическим строением и биохимическим составом соединительной ткани склеры (Сеннова Л.Г., 1979; Затулина Н.И., 2000; Андреева Л.Д., 1985; Журавлева А.Н., 2008; Иомдина Е.Н., 2011; Киселева О.А., 2013).

    Склера, будучи трансверсально-изотропной тканью, характеризуется низким модулем упругости (модулем Юнга) и, соответственно, более низким сопротивлением растяжению/сжатию в направлении своей толщины (в радиальном направлении), чем в продольном и поперечном (Иомдина Е.Н., 2011). Величина модуля упругости составляет в радиальном направлении в среднем 0,5 МПа, тогда как в продольном и поперечном направлениях этот показатель меняется в пределах 3-40 МПа в зависимости от локализации исследуемого образца склеры. Изменение модуля Юнга склеры в продольном и поперечном направлениях составляет от 1 до 100 МПа, а в радиальном направлении этот показатель примерно на два порядка меньше (Battaglioli J.L., Kamm R.D., 1984). В альтернативных исследованиях значения модуля упругости в продольном и поперечном направлениях несколько другие: 1,8-2,9 и 5,3-41,0 МПасоответственно (Friberg T.R., Lace J.W., 1988). Широкий диапазон измеренных значений модуля Юнга объясняется разницей в толщине склеры, вариабельности возраста и рефракции исследуемых глаз.

    Однако до сих пор не теряет своей актуальности поиск новых малотравматичных способов воздействия на фиброзную оболочку глаза (как на передний сегмент, так и на задний)у больных с ПОУГ.На сегодняшний деньмировое научное офтальмологическое общество заинтересовалось применением кросслинкинга. Кросслинкинг является эффективным способом повышения биомеханических свойств коллагена, который эффективен в лечение некоторых заболеваний роговицы и может стать в перспективе новым методом стабилизации прогрессирующейблизорукости путем образования новых химических связей между белками. К настоящему моменту проведены немногочисленные исследования, подтверждающие увеличение механической прочности и термомеханической стабильности склеры в результате кроcслинкинга (Бикбов М.М., 2011; IseliH.P., Spoerl E. et al., 2008; Wollensak G., 2008, 2011). Однако необходимы дополнительные исследования, подтверждающие эффективность данного воздействия для стабилизацииглаукомной оптиконейропатии.

    Моделируя биомеханические свойства склеральной оболочки по критериям соответствия в наиболее прогностически опасных зонах, представляется возможным изменять распределение напряжений по фиброзной оболочке, ведущих к развитиюоптической нейропатии.
Цели и задачи исследования
    Цель настоящего исследования –разработка и обоснованиеконцепции энергетического воздействия на задние сегменты склеры у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой на базе морфологических, биомеханических исследований свойств склеры и математического моделирования.

    Задачи исследования:

    1 Изучить состояние фиброзной оболочки глаз с учетом возраста и величины передне-задней оси глаз у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой на различных стадиях заболевания, с помощью использования ультразвуковой биомикроскопии.

    2. Изучить состояние фиброзной оболочки глаз с помощью ультразвуковой биомикроскопии у пациентов с терминальной болящей глаукомой до и после транссклеральной циклофотокоагуляции

    3. Изучить биомеханические параметры склеральной оболочки с учетом возраста и величины передне-задней оси глаза в эксперименте на кадаверных глазах.

    4. Изучить в эксперименте на кадаверных глазах человека изменения биомеханических и морфологических свойств склеры под воздействием ИК-лазерного облучения и УФ-кросслинкинга.

    5. Разработать математическую модель заднего сегмента фиброзной оболочки глаза на основе результатов исследований склеры с учетом параметров передне-задней оси глаз.
Научная новизна
    1. Впервые разработани обоснован метод стабилизации глаукомной оптиконейропатии путем использования энергетического воздействия (ИК-лазерного облучения, УФ-кросслинкинга), изменяющий биомеханические свойства склеры и приводящий к морфологическим изменениямсклеральной оболочки глаза.

    2. Впервые установлены акустические изменения склеры у пациентов с различными стадиями ПОУГ и выявлены акустические изменения соединительной ткани склеры у пациентов с терминальной болящей глаукомой после воздействия транссклеральной циклофотокоагуляции.

    3. Впервые установлены изменения биомеханических свойств склеры у лиц старше 60 лет в зависимости от величины передне-задней оси глаза.

    4. Впервые установлено совокупность изменений биомеханических показателей толщины, плотности и механических параметров (Модуль Юнга, предел прочности) склеры, приводящих к деформации заднего сегмента склеры при развитии глаукомной оптиконейропатии.

    5. Впервые получены морфологические изменения культивированных образцов склеральной ткани кадаверных глаз после воздействия ИК-лазерного обученияи УФ-кросслинкинга.
Практическая значимость
    1. На основании математического моделирования разработан и обоснован метод стабилизации глаукомной оптиконейропатии путем использования энергетического воздействия ИК-лазерного облучения, УФ-кросслинкинга), изменяющий биомеханические параметры склеры и приводящий к морфологическим ее изменениям .

    2. Установлены акустические изменения склеры у пациентов с различными стадиями ПОУГ, что имеет практическую ценность в установлении стадии глаукомного процесса и оценены акустические изменения склеры у пациентов с терминальной болящей глаукомой после воздействия транссклеральной циклофотокоагуляции.

    3. На основании изменений биомеханических свойств склеры, установлено, что у лиц старше 60 лет повышаются риски к развитию ПОУГ.
Основные положения,выносимые на защиту
    1. На основании математического моделирования биомеханических свойств в наиболее прогностически опасных зонах (задний полюс глаза)представляется возможным уменьшение эпюры напряжений в решетчатой пластинке склеральной оболочки глаза, путем изменений биомеханических параметров и морфологических свойств склеры.

    2. Показатели прочности склеральной ткани (модуль Юнга и предел прочности) увеличиваются с возрастом и уменьшаются к заднему полюсу глаза, принимая наибольшие значения у лиц старше 60 лет, с, что может иметь значение в развитии глаукомной оптиконейропатии.

    3. Наименьшими прочностными характеристиками обладают фрагменты склеры с миопическим типом рефракции, что обусловливает выраженные изменения биомеханического статуса по сравнению с другими типами рефракции, а именно, на 38,4-52,8% (в зависимости от склеральных зон) меньше, чем при эмметропическом типе и на 45,1-54,8% (в зависимости от склеральных зон) при гиперметропическом типе рефракции.

    4. Прочностные показатели образцов склеральной ткани после ИК-лазерного облучения (λ =810 нм) увеличиваются на 30%, после УФ-кросслинкинга – на 50,6% у всех лиц вне зависимости от рефракции глаза, что подтверждено в эксперименте.

    5. УФ-Кросслинкинг приводит к увеличению прочностных характеристик ткани путем изменения морфологических характеристик склеры, с образованием склеивающихся коллагеновых структур в ее поверхностных слоях, что имеет значение для разработки новых методов лечения глаукомной оптиконейропатии
Апробация работы
    Материалы работы и основные положения диссертации доложены и обсуждены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2014), VIII Международной конференции «Глаукома: теории, тенденции, технологии. HRT Клуб Россия-2015» (Москва, 2015), Х Съезде офтальмологов России (Москва, 2015), VIII Российском общенациональном офтальмологическом форуме (Москва, 2015), Научно-практической клинической конференции ФГАУ МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова (Москва 2016), XXXIV Congress of the ESCRS (Copenhagen, Denmark, 2016), Congress of the WGC (Finland, 2017).
Публикации
    По теме диссертации опубликовано 14работ, из них 4 –в центральныхнаучных журналах, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент РФ на изобретение № 2573798от 30.10.15г.
Структура и объем диссертации
    Диссертационная работа содержит 121 странице машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и практических рекомендаций.

    Библиографический указатель включает 195 источников, из них 108 отечественных и 87 зарубежных авторов. Работа содержит 21 таблицу и иллюстрирована 22 рисунками.

    Математическое моделирование выполнено на базе вычислительного центра ФГАУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, при непосредственном участии Бессарабова А. Н. Экспериментальная часть работы выполнена на базе центра фундаментальных и прикладных медико-биологических проблем ФГАУ«НМИЦ «МНТК «Микрохирургии глаза» им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (зав. Центром –д.м.н., проф. С.А. Борзенок).

    Биомеханические исследования проводились в лаборатории прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов № 10 ФГБУ ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова (Москва).

    Сканирующая электронная микроскопия проводилась на базе Лаборатории анатомии микроорганизмов ГУ НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н.Ф. Гамалеи (под руководством к.м.н. Шевлягиной Н.В. и д.м.н. проф. Диденко Л.В.). Клиническая часть работы выполнена на базе отделенияхирургического леченияглаукомы ФГАУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургии глаза» им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России.
Общая характеристика пациентов и материала для исследования
    Экспериментальная часть работы выполнена на базе центра фундаментальных и прикладных медико-биологических проблем ФГАУ «МНТК «НМИЦ «Микрохирургии глаза» им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России. Руководитель –д.м.н., профессор С.А. Борзенок.

    Критериями отбора донорских глаз являлись:

    -срок забора донорского материала не более 14 часов после смерти;

    -наивысшая адреналиновая проба,которая соответствует уровню А.

    В исследование не включались глаза с перенесенными травмами и оперативными вмешательствами в анамнезе, а также с общими соматическими заболеваниями соединительной ткани из истории болезни.

    Всего исследовано 168 образцов склеры 50-ти глаз. Из них 144 образца склеры 38-ми глаз вырезались из различных областей глаза (передней, экваториальной и заднего полюса глаза) для изучения биомеханических свойств склеральной оболочки. Образцы склеры заднего полюса глаза подвергались ИК-лазерному облучению на установке АЛОД-1, λ =810 нм (12 образцов склеры 6-ти глаз) и УФ-кросслинкингу на установке UV-X, λ =365 нм (12образцов склеры 6-ти глаз);контролем служили образцы склеры этих же глазбез проведения воздействия.

    Клиническая часть работы выполнена на базе отделенияхирургического лечения глаукомы ФГАУ «МНТК «Микрохирургии глаза» им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России. Всего было отобрано 259пациента (259глаз), из них 170женщины и 89 мужчин. В основную группу вошли 199 глаз 199 пациентов (107 женщин, 92 мужчины), с различной стадией первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ)на одном или обоих глазах при медикаментозной нормализации ВГД. Из них 61 пациент (61 глаз)стерминальной болящей глаукомой до и послепроведения транссклеральной циклофотокоагуляции. В группу сравнения отобрано 60пациентов (60 глаз), среди которых 41 женщин и 19 мужчин с различным типом осевой рефракции без диагностированной глаукомы.

Содержание работы


Методы исследования
    Клиническая часть работы выполнена на базе отделенияхирургического леченияглаукомы ФГАУ «МНТК «НМИЦ «Микрохирургии глаза» им акад. С.Н. Федорова» Минздрава России.

    Всем пациентам проводили стандартное офтальмологическое обследование (визометрия, рефрактометрия, кератометрия, тонометрия, периметрия, ультразвуковая биометрия, офтальмоскопия, биомикроскопия); дополнительные методы исследования включающие ультразвуковую биомикроскопию. Для уточнения состояния склеральной оболочки глаза при глаукоме, в том числе до и после проведения контактной транссклеральной диодной циклофотокоагуляции (КТДЦК), использовалась ультразвуковая биомикроскопия (UBM «Ellex», Австралия). Определение акустической плотности склеры (АПС) в каждом отдельном исследуемом участке проводили в децибелах путем уменьшения мощности ультразвука до исчезновения на экране эхосигналов от склеральной капсулы глаза, относительно максимальной плотности склеры, соответствующейпоказателям монитора 90 дБ (Егорова Э.В., Узунян Д.Г., Милингерт А.В.

    Способ оценки стадий первичной открытоугольной глаукомы.Патент РФ на изобретение № 2573798 от 30.10.15 г.).

    Для биомеханического тестирования применялись методы исследования изолированной склеральной ткани человека. Биомеханические испытания образцов склеральной ткани в режиме однократного нагружения проводилисьс целью получения зависимости определения таких показателей склеры, как предел прочности (ПП) имодуля Юнга (МЮ).

    Исследования проводились в лаборатории прочности и пластичности металлических и композиционных материалов и наноматериалов № 10 ФГБУ ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова (Москва) на универсальной высокоточной испытательной машине «Инстрон-3322» (Россия). Прибор снабжен блоком автоматической записи эксперимента на мониторе (записывается кривая зависимости удлинения образца от величины нагрузки), а также самозатягивающимися зажимами, исключающими возможность неправильного положения или выскальзывания исследуемых образцов во время испытания. Для работы в режиме одноосного нагружения вплоть до разрыва устанавливали тензиометрический датчик на 50 Н (для образцов склеры человека). Использовали постоянную скорость нагружения –1 мм/мин. Исходя из записанной кривой на мониторе, искомые биомеханические показатели вычислялись автоматически.

    Кроме того, 24 образцасклеры 24трупных глаз человека подверглись вышеописанному механическому тестированию с целью изучения влияния ИК-лазерного излучения и УФ-кросслинкинга на биомеханические показатели склеральной ткани. После измерения толщины 12 образцов подвергались ИК-лазерному облучению на установке АЛОД-1 (Россия) с длиной волны 810 нм, энергией 900 мДж, экспозицией 5 с. Аппликаты наносились в линейном порядке вдоль всей длины образца, ровно посередине[20].

    Следующие 12 образцов в течение 20-30 минут обрабатывались раствором 0,1% рибофлавина, который равномерно пропитывал ткань склеры в течение 30 минут. Далее в течение получаса образцы ткани обрабатывались ультрафиолетовыми лучами UVA365 нмна установке UV-X (Щвейцария), с плотностью энергии 3 мВт/см² на расстоянии 5 см от плоскости склеры [210, 211].

    После проведения биомеханических испытаний склеральная ткань опускалась в 10% раствор формалина и исследовалась с помощью растрового ионно-электронного микроскопа Quanta200 3D(США).

    Для моделирования и математического анализа биомеханических свойств склеры проводились исследования заднего сегмента склеральной оболочки с различными значениями биомеханических параметров под воздействием внутриглазного давления с применением методов биомеханики:

    - геометрические расчеты конфигурации элементов заднего сегмента склеры и решетчатой пластины;

    - расчеты напряженно-деформированного состояния заднего сегмента склеры и решетчатой пластины.

    Математические расчёты включали: определение акустической толщины склеры и ее акустической плотности. В экспериментальных исследованиях определялись модуль Юнга, предел прочности в зависимости от возраста, длины передне-задней оси и зон локализации.

    Статистический анализ результатов исследований проводился при помощи компьютерных программ Statistica 6.0 и Excel 2010. Полученные данные обрабатывалисьметодом вариационной статистики, представлялисьв виде средней арифметической величины –M (Мean) и стандартного отклонения –σ (Standard Deviation). Для сравнения средних и оценки достоверности различий использовались t-критерий Стьюдента для независимых случаев (t-test for independent samples).

    Критический уровень статистической значимости при проверке нулевой гипотезы принимался равным 0,05. В таблицах информация представлена в виде М± m. Межгрупповое сравнение показателей проводилось по критериям Стьюдента с определением уровня значимости р (различия считались достоверными при р≤ 0,05).
Результаты исследований
     Результаты акустических параметров склеры у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой

    Акустические изменения параметров склеры у пациентов cпервичной открытоугольной глаукомой с эмметропическим типом осевой рефракцииНаибольшие изменения склеральной оболочки глаза были обнаружены у пациентов с IIIстадией глаукомы, составив 0,43± 0,06 мм в лимбальной зоне и 0,23± 0,04 мм – в экваториальной зоне глаза; по сравнению с 0,54± 0,10мм и 0,28± 0,04 соответственно при I стадии глаукомы. Изменения акустической плотности у пациентов с I и IIIстадиями глаукомы, составили 56± 4 и 62± 6дБ.

    Изменения акустических параметров склеры у пациентов cпервичной открытоугольной глаукомой с миопическим типом осевой рефракцииВыраженные изменения склеральной оболочки глаза были обнаружены у пациентов с III стадией глаукомы, составив 0,42± 0,07 мм в лимбальной зоне и 0,21± 0,03 мм – в экваториальной зонеглаза; по сравнению с 0,50± 0,08мм и 0,26± 0,03 соответственно при Iстадии глаукомы. При проведении УБМ акустическая плотность склеры мало отличалась в различных сегментах и имела наиболее достоверные (р< 0,05) изменения у пациентов с I и IIIстадиями глаукомы, составив 56± 7 и 60± 6 дБсоответственно.

    Изменения акустических параметров склеры у пациентов c первичной открытоугольной глаукомой с гиперметропическим типом осевой рефракции

    У лиц с гиперметропческим типом рефракции толщина склеральной оболочки была также неоднородна на всем протяжении. Аналогично другим типам рефракции наиболее выраженные изменения склеры были обнаружены у пациентов с III стадией глаукомы, составив 0,48± 0,05 мм в лимбальной зоне и 0,25± 0,03 мм – в экваториальной зонеглаза; по сравнению с 0,55± 0,08мм и 0,28± 0,03 соответственно при I стадии глаукомы. Измененияакустической плотностиу пациентов с Iи IIIстадиями глаукомы, составили60± 6 и 63± 9 дБ соответственно

    Результаты влияние контактной транссклеральной диод-лазерной циклофотокоагуляции (КТДЦК) на изменение акустических параметров склеры у пациентов с терминальной болящей глаукомой

    При исследовании глаз с терминальной глаукомой методом УБМ выявлено достоверное (р< 0,05) уменьшение толщины склеры в зоне воздействия в 1,5 мм кнаружи от склеральной шпоры на 6 и 12 чсоответственно. Ее толщина через 1 мес. на 6 ч составила в среднем 0,46± 0,03 мм и 0,42± 0,02 –на 12 ч, против 0,50± 0,10мм (6 ч) и 0,46± 0,08 мм (12 ч) – до операции. С последующими наблюдениями за пациентами в течение 1 года, выявлено достоверное (р< 0,05) уменьшение акустической толщины склеральной оболочки глаза, составив 0,39± 0,06 мм на 6 ч и 0,31± 0,08 –на 12 ч соответственно.

    После лазерного воздействия методом УБМ выявлено постепенное уменьшение акустической плотности фиброзной оболочки в зоне воздействия диодного лазерас максимальной выраженностью через 6 мес. –1 год, составив в среднем 55± 6 дБ (6 ч) и 54± 5дБ (12 ч).

     Результаты экспериментальных методов исследования

    Бимеханические изменения склеры у лиц с различным типом осевой рефракции

    Деформационно-прочностные показатели фрагментов склеральной ткани показывают, что прочность нормальной склеральной ткани возрастает с возрастом, однако сохраняется неоднородность этого показателя по локализации. Результаты приведены в табл. 1

    Полученные данные показывают, что с возрастом, как в норме, так и при миопии, передняя область склеральной капсулы характеризуется наибольшей величиной модуля упругости, а область заднего полюса глаза –наименьшей.

    Показатели прочности склеральной ткани (модуль Юнга и предел прочности) увеличиваются с возрастом и уменьшаются к заднему полюсу глаза, принимая наибольшие значения у лиц старше 60 лет, что может иметь значение в развитии глаукомного процесса. Наименьшими прочностными характеристиками обладают фрагменты склеры с миопическим типом рефракции, что обусловливает выраженные изменения биомеханического статуса по сравнению с другими типами рефракции, а именно на 38,4-52,8% (в зависимости от склеральных зон) меньше, чем при эмметропическом типе и на 45,1-54,8% (в зависимости от склеральных зон) при гиперметропическом типе рефракции.

    Биомеханические изменения склеры после ИК- лазерного облучения на глазах с различным типом осевой рефракции

    Прочностные показатели склеральной ткани после воздействия облучения достоверно (р< 0,05) увеличивались и составили 17,3± 1,8 МПа у лиц с гиперметропическим типом рефракции, 13,6± 1,8 – с миопическим типом рефракции, 17,1± 1,4МПа –с эмметропией (табл.3, жирным шрифтом выделены показатели основной группы).

     Значения модуля Юнга также достоверно (р< 0,05) увеличивались в образцах склеральной ткани, подвергнутых ранее ИК-лазерному облучению, и составили 49,1± 4,1 МПа у лиц с гиперметропическим типом рефракции, 32,2± 3,8 –с миопическим типом рефракции, 48,9± 4,5 МПа – с эмметропическим типом рефракции (см. табл. 3).

    Наибольший коэффициент корреляции прочности и модуль Юнгасклеры после ИФ-лазерного воздействия был получен у лиц с эмметропическим типом рефракции. Исследования биомеханических свойств склеры заднего полюса глаза после воздействия ИК-лазера показали увеличение показателей прочности и модуля Юнга во всех образцах склеры в независимости от длины глаза.

    Биомеханические изменения склеры после воздействия УФ-кросслинкинга на глазах с различным типом осевой рефракции

    Прочностные показатели склеральной ткани после воздействия кросслинкинга достоверно (р< 0,05) увеличивались и составили 20,2± 2,2 МПау лиц с гиперметропическим типом рефракции, 14,7± 1,8 –с миопическим типом рефракции, 19,8± 2,5МПа –с эмметропией (табл.4, жирным шрифтом выделены показатели основной группы). Величина Модуля Юнга также достоверно (р< 0,05) увеличивалась в образцах склеральной ткани, подвергнутых ранее воздействию УФ-кросслинкинга, и составила 56,2± 6,4МПа у лиц с гиперметропическим типом рефракции, 36,6± 4,3 –с миопическим типом рефракции, 54,3± 6,6 МПа – с эмметропическим типом рефракции (см. табл. 4).

    При исследованиибиомеханических характеристик склеральной ткани после воздействия УФ-кросслинкинга выявлено увеличение прочностных показателей на 50,6% по сравнению с группой контроля.

    Результаты морфологических исследований склеральной ткани

    Морфологические изменения склеральной ткани после ИК-лазерного облучения

    Наиболее выраженные морфологические изменения склерывыявлены у лиц с миопическим типом рефракции, проявляющиеся в частности: утолщением коллагеновых волокон, хаотичным расположением в пространстве, увеличением расстояния между пучками коллагеновых фибрилл и образованием тонких коллагеновых структур паутинообразной консистенции между волокнами.

    При проведении электронной сканирующей микроскопии культивированных образцов склеры после ИК-лазерного облучения у лиц с гиперметропическим и эмметропическим типами рефракции обнаружены наименее выраженные морфологические изменения склеры, которые проявлялись в утолщении коллагеновых структур, увеличении расстояния между пучками коллагеновых фибрилл и образовании единичных тонкихпаутинообразной консистенции коллагеновых структур между волокнами.Морфологические изменения склеральной ткани после воздействия УФ-кросслинкингаМорфологические изменения склеры были выявлены у лиц с гиперметропическим и эмметропическимтипом рефракции, проявляющиеся в утолщение коллагеновых волокон, уменьшением расстояния между пучками коллагеновых фибрилл и образованием склеивающихся коллагеновых структур в ее поверхностных слоях.

    Наиболее выраженные морфологические изменения склеры выявлены у лиц с миопическим типом рефракции, проявляющиеся в частности: утолщением коллагеновых волокон, уменьшением расстояния междупучками коллагеновых фибрилл и образованием ярко выраженныхсклеивающихся коллагеновых структур в ее поверхностных слоях.

    Результаты математического моделирования

    

Для исследования радиальных и окружных напряжений в заднем отделе склеры применили решение классической задачи теории сопротивления материалов – задачи Ламе (Хан Х., 1988) для толстостенной полой оболочки, нагруженной внешним и внутренним давлением. В соответствии с Хан Х. (1988) переходим к сферическим координатам, применяем обобщенный закон Гука ипотенциал упругих деформаций Ламе, определяем тензоры напряжений и деформаций, используем симметрию склеральной оболочки и граничные условия, оставляя только ненулевые компоненты тензоров напряжений и деформаций,получаем формулы для:

    - напряжения в радиальном направлении σR, в любой точке внутри склеры, определяемой радиус-вектором R;

    -напряжения в окружном направлении σT ;

    -перемещения точки склеры в радиальном направлении uR:

    Механизм стабилизации заднего сегмента склеры под действием сил ВГД и хирургических воздействий (ИК-лазерное и УФ-кросслинкинг).

    На рис. 1 представлена диаграмма механизма стабилизации заднего сегмента склеры под действием сил ВГД и хирургических воздействий (ИК-лазерное облучение и УФ-кросслинкинга).

    Последовательность физической реализации взаимосвязанных составляющих механизма стабилизации заднего сегмента склеры под действием сил ВГД и хирургических воздействий (ИК-лазерное и УФ-кросслинкинг) заключается в следующем:

    1) висходном состоянии задний сегмент склеры находится в напряжено-деформированномсостоянии с неравномерным распределением напряженийпо поверхности и толщине

    2) при ГОН фиброзная оболочка «раздута», решетчатая пластина деформирована, прогнута в сторону зрительного нерва и слои сдвинуты (с защемлением)

    3) ИК-лазерные воздействия (или УФ-кросслинкинг) первоначально уменьшают модуль Юнга

    4) условия равновесия оболочки нарушаются, она деформируется, раздуваясь в зоне ослабления и приходит к новому состоянию равновесия

    5) поскольку фиброзная оболочка практически нерастяжима, то раздувание в зоне воздействия приводит к компенсаторному уплощению (расправлению) решетчатой пластины, приближая ее форму к нормальной

    6) в отдаленном периоде модуль Юнга увеличивается, распределение напряжений в заднем сегменте склеры приближается к равномерному («равно-напряженному» состоянию), и склера в заднем отделе стабилизируется в оптимальном состоянии напряженно-деформированного равновесия.

Выводы

    1. Методом ультразвуковой биомикроскопии у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой выявлено постепенное уменьшение толщины склеры и увеличение ее акустической плотности при прогрессировании глаукомного процесса, что отражает вовлечение склеральной оболочки в патологический процесс и указывает на изменение ее биомеханических свойств.

    2. Методом ультразвуковой биомикроскопии у пациентов с терминальной глаукомой после воздействия диодного лазера выявлены изменения склеральной оболочки глаза, которые проявляются в уменьшении ее акустических свойств (акустической толщины и акустической плотности склеры).

    3. Прочностные показатели фрагментов склеральной ткани увеличиваются с возрастом и имеют наибольшие значения у лиц старше 60 лет с уменьшением к заднему полюсу глаза. Однако наименьшими биомеханическими характеристиками обладают фрагменты склеры с миопическим типом рефракции, что обусловливает выраженные изменения биомеханического статуса по сравнению с другими типами рефракции, а именно на 38,4-52,8% меньше, чем при эмметропическом типе и на 45,1-54,8% –при гиперметропическим типе рефракции.

    4. Прочностные показатели образцов склеральной ткани после воздействия ИК-лазерного облучения (λ =810 нм) увеличиваются на 30%, после воздействия УФ-кросслинкинга (λ =365нм) –на 50,6% у всех лиц вне зависимости от рефракции глаза, с образованием склеивающихся коллагеновых структур в ее поверхностных слоях.

    5. Моделируя биомеханические свойства, такие как модуль Юнга, предел прочности в наиболее прогностически опасных зонах (задний полюс глаза), исследованы биомеханические напряжения в заднем сегменте склеральной оболочки и создано ее «равно-напряженное» состояние, что в перспективе предоставляет возможность разработки метода инвазивного воздействия на фиброзную оболочку глаза при глаукомной оптиконейропатии.

Практические рекомендации

    1. Ультразвуковая биомикроскопия может применяться как дополнительный метод исследования для достоверного установления стадий глаукомного процесса путем определения акустической толщины и плотности склеры во всех ее сегментах.

    2. При выборе способа воздействия на склеру и расчета энергетических параметров у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой, необходимо учитывать вид клинической рефракции.

    3. Ультразвуковая биомикроскопия является диагностическим методом для оценки формирования изменений склеральной оболочки глаза после контактной транссклеральной диодной циклофотокоагуляции и позволяет прижизненно увидеть ее изменения в зоне воздействия в динамике.

    4. УФ-кросслинкинг является оптимальным малотравматичным способом воздействия на склеральную оболочку глаза, по сравнению с ИК-лазерным воздействием, приводящий к улучшению биомеханических свойств склеры и уплотнению коллагеновых структур в ее поверхностных слоях, что имеет значение в разработке нового метода стабилизации глаукомного процесса.

    5. Разработка математической модели заднего сегмента глаза, является экспериментально-теоретическим обоснованием к проведению исследований in vivoна животных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

    1. Узунян Д.Г., Милингерт А.В. Акустические изменения параметров фиброзной оболочки глаза при первичной открытоугольной глаукоме. // Глаукома: теории, тенденции, технологии - HRT кл уб России: Сб. науч. ст.12-ймеждународной конференции.-М., 2015.-С.164

    2. Егорова Э.В., Узунян Д.Г., Милингерт А.В. Акустические изменения параметров склеральной оболочки глаза при первичной открытоугольной глаукоме // 10-йсъезд офтальмологов России:. Сб.науч. ст. –М., 2015.-С.349

    3. Милингерт А.В., Егорова Э.В., Узунян Д.Г., Дробница А.А. Изменение акустических параметров склеры и цилиарного тела у пациентов с терминальной болящей глаукомой после проведения КТДЦК. //Актуальные проблемы офтальмологии. Всеросс. науч. конф.молодых ученых : Сб.науч.ст. –М., 2014.-С.73-75

    4. Милингерт А.В., Борзенок С.А., Бессарабов А.Н., Баикин А.С. Изменения биомеханических параметров склеры, как фактор развития глаукоматозной оптиконейропатии, у лиц с различным типом рефракции. // 8-й Российского общенационального офтальмологического форума : Сб. науч. ст.-М., 2015.- С.857

    5. Borzenok SA, Milingert AV, Sokolovskaya TV, Bessarabov AN.Biomechanical changes in the sclera after exposure to the diode laser in individuals with different types of refraction. Experimental study// 12th Congress of the European Society of glaucoma. 2016.- Р. 689

    6. Борзенок С.А., Соколовская Т.В., Милингерт А.В., Бессарабов А.Н. Изменения биомеханических параметров склеры после воздействия кросслинкинга. Экспериментальное исследование //9-й Российский Общенациональный Офтальмологический Форум: Сб. науч. ст.-М.,. 2016.- С.364-366

    7. Milingert A., Borzenok S., Sokolovskaya T., Bessarabov A.. The biochemical and morphological changes in the sclera after exposure to the laser diode. experimental study// ХХХIV Congress of the ESCRS, Copenhagen.-2016.- P. 124

    8. Егорова Э.В., Узунян Д.Г., Милингерт А.В. Акустические изменения параметров склеры при первичной открытоугольной глаукоме// Офтальмохирургия. -2016.- №2.- С. 22-27

    9. Borzenok S.A., Sokolovskaya T.V., Milingert A.V. Experimental study scleral after the cross-linking exposure// The XXXV Congress of the European Society of Cataract and Refractive Surgeons (ESCRS).- Lisbon, 2017.- Р. 978

    10. Milingert A.V., Borzenok S.A., Sokolovskaya T.V. scleral tissue after the cross-linking exposure. (Experimental study)// 15th International Congress on Vision Science and Ophthalmology.- London, 2017.- Р. 1011

    11. Sokolovskaya T.V, Borzenok S.A., Milingert A.V. Changes of scleral properties after the cross-linking exposure (experimental study)// World Glaucoma Association.--Helsinki, 2017.- Р. 993

    12. Егорова Э.В, Борзенок С.А., Бессарабов А.Н., Милингерт А.В., Севостьянов М. А., Баикин А.С. Биомеханические свойства склеры у лиц с различным типом рефракции.// Офтальмохирургия.-2015.- №4.- С. 65-69

    13. Егорова Э.В, Узунян Д.Г., Дробница А.А, Милингерт А.В. Влияние КТДЦК на изменение акустических параметров склеры и цилиарного телау пациентов с терминальной болящей глаукомой// Практическая медицина. -2015. -№3 (88).– Т. 1.- С.91-94

    14. Милингерт А.В., Борзенок С.А., Т.В. Соколовская, А.Н.Бессарабов. Морфологические и биомеханические изменения склеры после воздействия диодного лазера. Экспериментальное исследование// Офтальмохирургия.-2017.-№2.- С. 44-47
Патенты РФ на изобретения по теме диссертации
    Егорова Э.В., Узунян Д.Г., Милингерт А.В. «Способ оценки стадий первичной открытоугольной глаукомы». Получен патент РФ на изобретение № 2573798от 30.10.15 г.
Биографические данные
    Милингерт Анастасия Валерьевна, 1988 года рождения, в 2011 годуокончила Московский Государственный Медико-стоматологическийУниверситет им А.И. Евдокимова Минздрава России, по специальности«Лечебное дело».

    С 2011 по 2013 гг. проходила обучение в клинической ординатуре, по специальности «Офтальмология» на базе ФГАУ «МНТК «Микрохирургияглаза» имени академика С.Н. Федорова» Минздрава России.

    С 2013-2016 гг. обучалась в очной аспирантуре на базе Федеральногогосударственного автономного учреждения «МНТК «Микрохирургия глаза»имени академика С.Н. Федорова» Минздрава России.

    Автор 14 научных работ, из них 4 статей в журналах, рецензируемых Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ, 1 патент РФ на изобретение.


Город: Москва – 2018
Темы: 14.01.07 – глазные болезни
Дата добавления: 01.12.2018 12:31:11, Дата изменения: 15.01.2019 10:27:36

Современные технологии катарактальной, роговичной и рефракционной хирургии - 2019Современные технологии катарактальной, роговичной и рефракци...

Сателлитные симпозиумы в рамках XII Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках XII Российского общенационал...

Федоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2019 XVI Всероссийская научно-практичес...

Актуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIV Всероссийская научная ...

Современные тенденции развития офтальмологии - фундаментально-прикладные аспекты Всероссийская научно-практическая конференцияСовременные тенденции развития офтальмологии - фундаментальн...

Восток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2019 Международная конференция по офтальмологии

Академия ZiemerАкадемия Ziemer

Белые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Международного офтальмологического конгрессаБелые ночи - 2019 Сателлитные симпозиумы в рамках XXV Междун...

Новые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно-практическая конференцияНовые технологии в офтальмологии - 2019 Всероссийская научно...

Современные технологии лечения витреоретинальной патологии – 2019 ХVII Всероссийская научно-практическаяконференция с международным участиемСовременные технологии лечения витреоретинальной патологии –...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии лечения витреоретинальной патологии - 2019»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

Роговица III. Инновации  лазерной коррекции зрения и кератопластикиРоговица III. Инновации лазерной коррекции зрения и кератоп...

ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вместе против слепоты»ХVI Ежегодный конгресс Российского глаукомного общества «Вме...

Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и иммунодефицитные заболевания»Сессии в рамках III Всероссийского конгресса «Аутоимунные и ...

Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018Современные технологии катарактальной и рефракционной хирург...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Современные тех...

«Живая» хирургия в рамках конференции  «Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии - 2018»«Живая» хирургия в рамках конференции «Современные технолог...

Сателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенационального офтальмологического форумаСателлитные симпозиумы в рамках XI Российского общенациональ...

Федоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическая конференция с международным участиемФедоровские чтения - 2018 XV Всероссийская научно-практическ...

Актуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная конференция молодых ученыхАктуальные проблемы офтальмологии XIII Всероссийская научная...

Восток – Запад 2018  Международная конференция по офтальмологииВосток – Запад 2018 Международная конференция по офтальмологии

«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»«Живая хирургия» в рамках конференции «Белые ночи - 2018»

Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Международного офтальмологического конгресса Белые ночи - 2018 Сателлитные симпозиумы в рамках XXIV Между...

Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизонты -  2018»Сателлитные симпозиумы в рамках конференции «Невские горизон...

Сателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКОСателлитные симпозиумы в рамках VIII ЕАКО

Top.Mail.Ru


Open Archives