Онлайн доклады

Онлайн доклады

Рефракционная хирургия хрусталика. Точно в цель. Научно-практический семинар

Рефракционная хирургия хрусталика. Точно в цель. Научно-практический семинар

Целевые уровни ВГД в терапии глаукомы

Вебинар

Целевые уровни ВГД в терапии глаукомы

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции «Невские горизонты - 2022»

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции «Невские горизонты - 2022»

Новые технологии в офтальмологии 2022

Новые технологии в офтальмологии 2022

ОКТ: новые горизонты

Сателлитный симпозиум

ОКТ: новые горизонты

Превентивная интрасклеральная фланцевая фиксация ИОЛ при подвывихе хрусталика

Вебинар

Превентивная интрасклеральная фланцевая фиксация ИОЛ при подвывихе хрусталика

Лечение глаукомы: инновационный вектор - 2022. III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Конференция

Лечение глаукомы: инновационный вектор - 2022. III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Вебинар компании «Rayner»

Вебинар компании «Rayner»

Цикл онлайн дискуссий компании «Акрихин» «О глаукоме и ВМД в прямом эфире»

Цикл онлайн дискуссий компании «Акрихин» «О глаукоме и ВМД в прямом эфире»

Алгоритм ведения пациентов с астенопией после кераторефракционных операций

Вебинар

Алгоритм ведения пациентов с астенопией после кераторефракционных операций

Cовременные технологии диагностики патологий заднего отдела глаза

Сателлитный симпозиум

Cовременные технологии диагностики патологий заднего отдела глаза

Вебинары компании  «Акрихин»

Вебинары компании «Акрихин»

Снижение концентрации «Бримонидина», как новое решение в терапии у пациентов с глаукомой

Вебинар

Снижение концентрации «Бримонидина», как новое решение в терапии у пациентов с глаукомой

Лазерная интраокулярная и рефракционная хирургия Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Конференция

Лазерная интраокулярная и рефракционная хирургия Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Актуальные вопросы офтальмологии: в фокусе – роговица

Вебинар

Актуальные вопросы офтальмологии: в фокусе – роговица

XIX Конгресс Российского глаукомного общества  «19+ Друзей Президента»

XIX Конгресс Российского глаукомного общества «19+ Друзей Президента»

Пироговский офтальмологический форум

Пироговский офтальмологический форум

Кератиты, язвы роговицы

Вебинар

Кератиты, язвы роговицы

Актуальные вопросы офтальмологии

Вебинар

Актуальные вопросы офтальмологии

Всероссийский консилиум. Периоперационное ведение пациентов с глаукомой

Сателлитный симпозиум

Всероссийский консилиум. Периоперационное ведение пациентов с глаукомой

Трансплантация роговично-протезного комплекса у пациента с васкуляризированным бельмом роговицы

Трансплантация роговично-протезного комплекса у пациента с васкуляризированным бельмом роговицы

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Конференция

Новые технологии в офтальмологии. Посвящена 100-летию образования Татарской АССР

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Конференция

Особенности нарушения рефракции в детском возрасте Межрегиональная научно-практическая конференция

Онлайн доклады

Онлайн доклады

Рефракционная хирургия хрусталика. Точно в цель. Научно-практический семинар

Рефракционная хирургия хрусталика. Точно в цель. Научно-практический семинар

Целевые уровни ВГД в терапии глаукомы

Вебинар

Целевые уровни ВГД в терапии глаукомы

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции «Невские горизонты - 2022»

Сателлитные симпозиумы в рамках научной конференции «Невские горизонты - 2022»

Новые технологии в офтальмологии 2022

Новые технологии в офтальмологии 2022

ОКТ: новые горизонты

Сателлитный симпозиум

ОКТ: новые горизонты

Превентивная интрасклеральная фланцевая фиксация ИОЛ при подвывихе хрусталика

Вебинар

Превентивная интрасклеральная фланцевая фиксация ИОЛ при подвывихе хрусталика

Лечение глаукомы: инновационный вектор - 2022. III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Конференция

Лечение глаукомы: инновационный вектор - 2022. III Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием

Вебинар компании «Rayner»

Вебинар компании «Rayner»

Цикл онлайн дискуссий компании «Акрихин» «О глаукоме и ВМД в прямом эфире»

Цикл онлайн дискуссий компании «Акрихин» «О глаукоме и ВМД в прямом эфире»

Алгоритм ведения пациентов с астенопией после кераторефракционных операций

Вебинар

Алгоритм ведения пациентов с астенопией после кераторефракционных операций

Cовременные технологии диагностики патологий заднего отдела глаза

Сателлитный симпозиум

Cовременные технологии диагностики патологий заднего отдела глаза

Вебинары компании  «Акрихин»

Вебинары компании «Акрихин»

Снижение концентрации «Бримонидина», как новое решение в терапии у пациентов с глаукомой

Вебинар

Снижение концентрации «Бримонидина», как новое решение в терапии у пациентов с глаукомой

Все видео...
Год
2021

Изучение биомеханических свойств передней капсулы хрусталика на основе атомно-силовой микроскопии


Органзации: В оригинале: ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней»
    Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

    Научный руководитель: доктор медицинских наук Аветисов Константин Сергеевич; кандидат химических наук Котова Светлана Леонидовна

    

Общая характеристика работы



    Актуальность темы исследования

     В современной микроинвазивной факохирургии технические элементы, связанные с капсулой хрусталика (передний непрерывный круговой капсулорексис, внутрикапсульные манипуляции с ядром и хрусталиковыми массами, имплантация ИОЛ в межкапсулярное пространство) являются основополагающими в плане профилактики потенциальных интра- и послеоперационных осложнений. С точки зрения адаптированности капсулорексиса к последующим внутрикапсульным манипуляциям важным показателем является биомеханическая «устойчивость» капсулы. Этот показатель должен быть достаточным для обеспечения целостности капсулы во время проведения фрагментации ядра, аспирации хрусталиковых масс и имплантации ИОЛ.

    Классические подходы к изучению «биомеханики» капсулы хрусталика предполагают испытание образцов капсулы на растяжение, которое заключается в деформировании материала в условиях однородного и одноосного напряженного состояния до его разрыва В подобных исследованиях в качестве моделей для проведения биомеханических испытаний использовали образцы передней капсулы хрусталика человека и свиньи, полученных ex vivo, что не исключало возможного влияния на результаты исследований как постмортальных изменений, так и анатомических особенностей капсулы животных (Fisher R., 1969; Fisher R., Wakely J., 1976; Fisher R., Hayes B., 1979; Auffarth G. et al., 2013; Sandor G. et al., 2014; Lua R. et al., 2016 и др.).

    Атомно-силовая микроскопия (АСМ) – метод сканирующей зондовой микроскопии с высоким (субмикронным) разрешением, который применяют не только для оценки морфологических особенностей поверхности объекта, но и для исследования механических характеристик органических и неорганических материалов. При этом, несмотря на очевидные преимущества АСМ, на сегодняшний день работы, касающиеся применения этого метода, именно в контексте оценки «биомеханики» передней капсулы хрусталика, носят единичный характер, что может свидетельствовать о возможном нереализованном потенциале АСМ в данной области.

    Исходя из вышеизложенного, вопрос оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика человека на основе АСМ и определения алгоритма подобных исследований нуждается в дальнейшем изучении в условиях, максимально приближенных к исследованиям in vivo. Такую возможность обеспечивают современные технологии микроинвазивной факохирургии, позволяющие в качестве модели использовать полученный интраоперационно фрагмент передней капсулы хрусталика.

    Цель работы: изучение биомеханических особенностей и элементного состава передней капсулы хрусталика на основе современных методов исследования.

    Задачи исследования::

    1. Обоснование выбора АСМ в качестве метода оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика.

    2. Разработка оригинального алгоритма атомно-силовой микроскопии для оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика.

    3. Оценка влияния возрастных изменений передней капсулы хрусталика человека на биомеханические показатели.

    4. Оценка биомеханических свойств капсулы хрусталика при наличии псевдоэксфолиаций.

    5. Оценка возможного изменения биомеханических свойств передней капсулы в результате интраоперационного применения красителя.

    6. Определение относительного (валового) содержания неорганических химических элементов и их концентрации в составе передней капсулы хрусталика.

    7. Выявление корреляционной связи биомеханических свойств передней капсулы хрусталика и ее элементного состава.

    Научная новизна темы

     1. Впервые на достаточном клинико-экспериментальном материале на основе АСМ проведена оценка биомеханических свойств передней капсулы хрусталика в зависимости от возраста, наличия псевдоэксфолиаций и интраоперационного применения красителя в условиях, максимально приближенных к исследованиям in vivo.

    2. Доказана возможность подготовки образцов для АСМ, исключающая применение различных растворов для удаления субкапсулярного эпителия.

    3. Выявлены возрастные закономерности изменений биомеханических показателей капсулы: независимо от возраста жесткость внутренней поверхности передней капсулы хрусталика достоверно превышает аналогичный показатель наружной поверхности. Возрастные изменения сопровождаются уменьшением модуля Юнга внутренней поверхности и увеличением – наружной.

    4. Впервые проведен корреляционный анализ биомеханических свойств капсулы и ее химического состава.

    Теоретическая и практическая значимость работы.

    Проанализированы известные способы оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика. Выявлены их основные преимущества и недостатки.

    Предложен новый способ оценки биомеханических свойств переднего края капсулы хрусталика после проведения непрерывного кругового капсулорексиса. (патент RU № 26829551 от 22.03.19г.).

    Разработан оригинальный алгоритм механических испытаний с применением АСМ для оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика.

    Методология и методы диссертационного исследования.

    Методологической основой диссертационной работы явилось применение комплекса методов научного познания. Диссертация выполнена в соответствии с принципами научного исследования в дизайне проспективного нерандомизированного контролируемого клинико-инструментального исследования с использованием инструментальных, морфологических, биомеханических, аналитических и статистических методов.

    Основные положения, выносимые на защиту.

     1. Алгоритм АСМ, включающий микроскопию наружной и внутренней поверхности образцов передней капсулы; идентификацию внутренней поверхности образцов на основе визуализации субкапсулярного эпителия; проведение биомеханических тестов в участках внутренней и наружной поверхности, свободных от субкапсулярного эпителия и псевдоэксфолиаций, соответственно, для определения модуля Юнга.

    2. Возрастной показатель – определяющий фактор изменений модуля Юнга как внутренней, так и наружной поверхности капсулы, а также их соотношения.

    3. Отсутствие влияния на «биомеханику» передней капсулы хрусталика псевдоэксфолиаций и интраоперационного применения красителя.

    4. Достоверная обратная корреляция содержания серы (S), аккумулирующейся преимущественно на наружной стороне капсулы хрусталика, и ее биомеханического показателя.

    Степень достоверности и апробация результатов исследования

    Достоверность выполненных исследований и полученных результатов определяется достаточным и репрезентативным объемом выборки. В работе использовались современные высокоточные методы исследования, выполняемые в стандартизированных условиях. Анализ и статистическая обработка данных проведены с применением современных методов. Материалы работы были представлены, доложены и обсуждены на XI Российском Общенациональном Офтальмологическом Форуме (Москва, октябрь 2018), на 9-ой Биомедицинской конференции по атомно-силовой микроскопии (9 th AFM Biomed Conference Мюнстер, сентябрь, 2019).

    Личный вклад автора в проведенные исследования

    Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в подготовке исследований, апробации результатов, подготовке публикаций по теме диссертационной работы. Статистический анализ и интерпретация полученных результатов выполнена лично автором.

    Внедрение результатов работы

    Разработанные методы исследования внедрены в практику ФГБНУ «Научно-исследовательский институт глазных болезней» и включены в учебные программы преподавания глазных болезней ординаторам, аспирантам ФГБНУ «НИИ глазных болезней».

    Публикации.

    По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 4 – в изданиях, входящих в перечень ВАК и рекомендованных для публикации материалов диссертаций, в том числе 2 – в зарубежной печати. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение.

    Структура и объем диссертационной работы.

     Диссертация изложена на 98 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и обсуждения результатов, заключения, выводов и указателя литературы. Работа иллюстрирована 24 рисунками и 7 таблицами.

    Библиографический указатель содержит 108 источников (2 отечественных и 106 зарубежных).

    

Содержание работы. Материал и методы исследования



    Общая характеристика материала

    Материалом исследования служили образцы центральных фрагментов передней капсулы хрусталика человека, полученные интраоперационно (т.е. практически in vivo) в процессе микроинвазивной хирургии катаракты, с помощью кругового непрерывного капсулорексиса по стандартной мануальной методике (диаметром 5,0-5,5 мм). В тех случаях, когда выраженное помутнение хрусталика затрудняло визуализацию передней капсулы использовали витальный краситель «Трипановый синий» ( Trypan blue 0,08%, Rhex ID, Appasamy Ocular Devices Pvt. ltd., Индия). Все вмешательства были выполнены одним хирургом.

    Полученные образцы капсул помещали в сбалансированный солевой раствор BSS (Beaver, Visitec, Италия) и хранили в холодильнике до проведения испытаний. Время хранения составляло от 1,5 до 5 ч.

    Экспериментальный раздел включал в себя результаты исследований 115 образцов передней капсулы хрусталика, которые в соответствии с задачами работ были разбиты на несколько блоков. Возраст пациентов колебался в диапазоне 48-93 лет. Критерии исключения из исследования: наличие сахарного диабета, выраженный подвывих хрусталика, недостаточный предоперационный мидриаз.

    Для отработки оригинального алгоритма применения АСМ исследования были проведены на 30-и образцах капсулы. Далее по отработанному алгоритму для оценки влияния на биомеханические показатели возрастных изменений капсулы, интраоперационного применения красителя и наличия псевдоэксфолиативного синдрома были исследованы 40, 15 и 30 образцов, соответственно. Кроме этого, на материале 20-и образцов из блоков, связанных с оценкой возрастных изменений «биомеханики» капсулы и биомеханических свойств капсулы хрусталика при наличии псевдоэксфолиаций, было определено относительное (валовое) содержание неорганических химических элементов и их концентрации в составе передней капсулы хрусталика на предмет выявления корреляционной связи прочностных свойств передней капсулы хрусталика и ее элементного состава.

    Методы исследования

    Для решения поставленных в данной работе задач использовали два специальных метода исследования: АСМ и сканирующую электронную микроскопию с энергодисперсионной спектрометрией.

    Для оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика измерения проводили на атомно-силовом микроскопе Bruker Bioscope Resolve AFM (Bruker, США), совмещенном с инвертированным флуоресцентным микроскопом Axio Observer (Carl Zeiss, Германия). В процессе исследования использовали кантилеверы ScanAsyst-Fluid, которые предназначены для проведения измерений в жидкой среде (Bruker, США) с коэффициентом жесткости равным 0,7 Н/м и радиусом острия 20 нм.

    Исследования относительного валового содержания неорганических химических элементов и их концентрации в передней капсуле осуществляли с помощью сканирующего электронного микроскопа СЭМ EVO LS10 (Zeiss, Германия) с энергодисперсионным спектрометром ЭДС Oxford-X-MAX-50 (Oxford, Великобритания) в режиме низкого вакуума (70 Па) при ускоряющем напряжении 20 кВ и токе на образце 240-330 А.

    Статистический анализ и оценка достоверности получаемых результатов проведены с помощью программ Microsoft Exсel, MATLAB, SOFA. Количество образцов передней капсулы хрусталика в блоках было достаточным для применения методов параметрической статистики. Для характеристики и дальнейшего сравнения данных рассчитывали средние значения, стандартное отклонение. При малых объемах выборки значимость различий между показателями различных групп оценивали с помощью непараметрических методов статистики (U-критерий Манна-Уитни). Статистически значимыми считали различия при p<0,05. U-критерий Манна-Уитни использовался для сравнения данных в при оценке биомеханических свойств капсул в зависимости от возраста и наличия псевдоэксфолиативного синдрома, а парный t-критерий использовался для сравнения парных выборок в исследованиях с использованием витального красителя. Коэффициент корреляции Пирсона использовали для оценки взаимосвязи между параметрами. Значение коэффициента Пирсона находится в пределах от 1 до -1, что соответствует наличию положительной или отрицательной связи между исследуемыми переменными; значение коэффициента, равное нулю, указывает на отсутствие таковой. При анализе данных учитывали коэффициенты корреляций, величина которых выявляла наиболее существенные связи.

    

Результаты исследований



    Оценка влияния эпителия капсулы на результаты атомно-силовой микроскопии.

    Разработка методики АСМ в первую очередь была связана с решением вопроса о необходимости удаления т.н. субкапсулярного эпителия, в норме выстилающего внутреннюю поверхность передней капсулы. В ранее проведенных работах подготовка образцов капсулы включала обязательное удаление клеток эпителия различными методами (выдерживание в растворах трипсина и ЭДТА (0,1 и 0,02% соответственно), обработка образцов 2% раствором повидон-йода и промывание в течение 5 мин 2% раствором «Triton X-100»).

    Наличие или отсутствие субкапсулярного эпителия практически не влияло на биомеханический показатель: статистически достоверной разницы в жесткости внутренней и наружной поверхности до и после удаления эпителия выявлено не было (р=0,25; таблица 1). При исследовании наружной поверхности отсутствие влияния подложки (стекло или стекло плюс эпителиальные клетки) можно было объяснить малой глубиной вдавливания ( ˜100-1000нм) и относительно малой толщиной капсулы (˜10-15 мкм). Аналогичные результаты были получены при оценке модуля Юнга в идентичных участках внутренней поверхности до и после удаления эпителия: значения жесткости были практически равными. Помимо этого отмечена существенная разница в жесткости наружной и внутренней поверхности: средний показатель модуля Юнга последней был существенно выше.

    Возрастные изменения биомеханических свойств передней капсулы хрусталика.

    Общемедицинские подходы к изучению любого органного или структурного функционального показателя предполагают обязательное изучение возрастных закономерностей его изменения. Необходимость изучения подобных изменений «биомеханики» капсулы хрусталика помимо этого связана с возрастом пациентов, которым показана факохирургия (как правило, старше 60 лет). В данном исследовании для оценки возрастных изменений передней капсулы хрусталика измерения были проведены на материале 40 образцов, полученных в процессе микроинвазивной факохирургии у пациентов в возрасте 48 – 82 лет.

    Во всех случаях внутренняя поверхность капсулы оказалась жёстче наружной. При этом, соотношение модулей Юнга внутренней поверхности и аналогичного показателя наружной имеет значительную корреляционную зависимость от возраста (р < 0,001). При увеличении возраста с 50 до 82 лет и измерении отдельных образцов это соотношение снизилось с ˜ 6 до ˜ 3, соответственно. Этот эффект имел место вследствие одновременного изменения противоположного характера: «смягчения» внутренней стороны и увеличения «жесткости» наружной за счет снижения и повышения модуля Юнга, соответственно (таблица 2).

    Оценка влияния псевдоэксфолиаций на «биомеханику» передней капсулы хрусталика.

    Псевдоэксфолиативный синдром характеризуется отложением фибриллярного материала на различных структурах переднего сегмента глаза.

    Клинические наблюдения свидетельствуют о потенциальной возможности развития интра- и послеоперационных осложнений микроинвазивной факохирургии при наличии псевдоэксфолиативного синдрома.

    С учетом контакта отложений со структурами переднего сегмента глаза определенный научно-практический интерес вызывает вопрос возможного влияния псевдоэксфолиативного материала на «биомеханику» капсулы хрусталика. Для решения этой задачи в данном разделе исследования измерения проводили на 30 образцах передней капсулы в соответствии с ранее отработанным алгоритмом с помощью АСМ. При осмотре наружной поверхности передней капсулы с помощью атомно-силового микроскопа в периферических участках всех без исключения образцов был хорошо различим псевдоэксфолиативный материал.

    При наличии псевдоэксфолиаций и анализе показателей «биомеханики» капсулы для сравнения использовали результаты, полученные при оценке возрастных изменений. При этом, сравнение результатов проводили в трех ранее условно выделенных возрастных диапазонах: 49-65; 66-75 и более 75 лет (таблица 3). В результате при наличии псевдоэксфолиативного синдрома существенной разницы в показателях «биомеханики» капсулы по сравнению с данными, полученными в условно интактных образцах, выявлено на было.

    Отмечено превалирование жесткости внутренней поверхности и аналогичные возрастные изменения модуля Юнга внутренней и наружной поверхности (уменьшение и увеличение, соответственно). Для наглядности тенденции изменения «биомеханики» передней капсулы при наличии и отсутствии псевдоэксфолиативного синдрома отражены в виде графиков на рис. 1.

    Оценка влияния красителя «Трипановый синий» на «биомеханику» передней капсулы хрусталика.

    Применение красителей в хирургии катаракты является вспомогательной манипуляцией, которая облегчает визуализацию передней капсулы хрусталика перед выполнением капсулорексиса в так называемых осложненных случаях, связанных с отсутствием рефлекса с глазного дна (например, при зрелой катаракте, гемофтальме, помутнениях роговицы). Недостаточная визуализация передней капсулы во время выполнения капсулорексиса увеличивает риск возникновения различных интра- и послеоперационных осложнений: радиальных разрывов капсулы, выпадения стекловидного тела, дислокации ядра хрусталика и/или ИОЛ. В существующих на сегодняшний день работах, посвященных оценке потенциального влияния красителя на биомеханические свойства капсулы, результаты достаточно противоречивы.

    Для оценки влияния красителя на «биомеханику» капсулы использовали полученные интраоперационно парные образцы передней капсулы хрусталика 5-и пациентов (всего 10 образцов). Во всех клинических наблюдениях на одном глазу имело место выраженное помутнение хрусталика, затрудняющее визуализацию передней капсулы, а на другом – снижение прозрачности практически не влияло на качество рефлекса с глазного дна. Исходя из этого, в первом случае при выполнении капсулорексиса использовали краситель, а во втором – данный технический элемент выполняли по стандартной методике. (таблица 4, рис. 2).

    Таким образом, в данном исследовании какого-либо существенного влияния интраоперационного применения красителя на биомеханику передней капсулы хрусталика выявлено не было.

    Оценка взаимосвязи биомеханических свойств передней капсулы хрусталика и ее химического элементного состава.

    С помощью энергодисперсионного рентгеновского микроанализа на базе сканирующей электронной микроскопии анализировали данные о содержании углерода (C), азота (N), кислорода (O), кальция (Ca), калия (K), натрия (Na) , фосфора (P), серы (S), магния (Mg) и кремния (Si) в составе передней капсулы.

    Концентрации всех химических элементов были приведены к 100% (из расчета на сухое вещество анализируемого участка капсулы и без учета водорода органических молекул). Содержание азота (N), калия (K), кальция (Ca), кремния (Si) и серы (S) было выше предела обнаружения прибора, соответственно в дальнейший анализ были включены только эти элементы и фосфор (Р), содержание которого было на границе предела обнаружения. Относительные концентрации выбранных элементов сопоставляли со значениями модуля Юнга, а также с их процентным содержанием в наружном и внутреннем слое капсулы.

    Кроме этого проводили оценку взаимосвязи количественного распределения каждого элемента от возраста и наличия псевдоэксфолиативного синдрома. В результате исследования были выявлены достоверно значимые вариации массовых долей некоторых химических элементов в образцах передних капсул (принятый уровень достоверности p<0,05). Каких-либо достоверных закономерностей накопления азота (N), калия (K), кальция (Ca) и кремния (Si) в капсуле хрусталика и зависимости содержания этих элементов от биомеханических свойств капсулы выявлено не было.

    Выявлена статистически значимая отрицательная корреляционная связь между массовой долей серы (S) и значением модуля Юнга (R =-0.616; p <0,001), т.е. при увеличении жесткости капсулы хрусталика имело место снижение содержания серы (S) в ее веществе (рис. 3). При этом, отмечено преимущественное аккумулирование серы (S) на наружной поверхности передней капсулы хрусталика (p = <0,001(1.893-3 ; таблица 5), что может быть связано с адгезированными серосодержащими соединениями небелковой природы или мономерами белковых аминокислот. Известно, что во влаге передней камеры в заметных количествах присутствуют серосодержащие соединения глутатион и цистеин, концентрация которых падает с возрастом. Кроме этого, нельзя исключить, что избирательное накопление серы (S) на наружной поверхности капсулы может быть связано не только с адсорбционным механизмом, но и с процессами катарактогенеза, в частности с увеличением проницаемости передней капсулы хрусталика и снижением ее барьерной функции.

    

Выводы



    1. Впервые на достаточном клинико-экспериментальном материале (115 центральных фрагментов передней капсулы, полученных в процессе микроинвазивной факохирургии) на основе разработанного алгоритма атомно-силовой микроскопии проведена оценка биомеханических свойств передней капсулы хрусталика в зависимости от возраста, наличия псевдоэксфолиативного синдрома и интраоперационного применения красителя.

    2. Доказана возможность подготовки образцов для атомно-силовой микроскопии, исключающая применение различных растворов для удаления субкапсулярного эпителия: статистически достоверной разницы в показателях модуля Юнга внутренней и наружной поверхности капсулы до и после удаления эпителия выявлено не было (р =0,25).

    3. Разработанный для решения поставленных в работе задач алгоритм атомно-силовой микроскопии включал следующие основные последовательные этапы:

    - микроскопия наружной и внутренней поверхности образцов передней капсулы;

    - идентификация внутренней поверхности образцов на основе визуализации субкапсулярного эпителия;

    - проведение биомеханических тестов в участках внутренней и наружной поверхности, свободных от субкапсулярного эпителия и псевдоэксфолиаций, соответственно, для определения модуля Юнга.

    4. Независимо от возраста жесткость внутренней поверхности передней капсулы хрусталика достоверно превышает аналогичный показатель наружной поверхности. Возрастные изменения сопровождаются уменьшением модуля Юнга внутренней поверхности и увеличением – наружной (в среднем на 35,34 и 22,82 Кпа, соответственно). В результате соотношение модуля Юнга внутренней и наружной поверхности капсулы снижается в диапазоне с ˜ 6 до ˜ 3.

    5. Наличие псевдоэксфолиативного материала на наружной поверхности капсулы практически не влияет на «биомеханику» передней капсулы: возрастной показатель остается определяющим фактором изменений модуля Юнга как внутренней, так и наружной поверхности капсулы, а также их соотношения.

    6. Интраоперационное применение красителя («Трипановый синий») не влияет на биомеханические свойства передней капсулы хрусталика: достоверной разницы между средними показателями модуля Юнга наружной и внутренней поверхности «окрашенных» и интактных образцов парных глаз выявлено не было (р > 0,1).

    7. В результате энергодисперсионного рентгеновского микроанализа на базе сканирующей электронной микроскопии выявлена статистически значимая отрицательная корреляционная связь между массовой долей серы (S) и значением модуля Юнга передней капсулы хрусталика и достоверное преимущественное аккумулирование этого элемента на наружной поверхности передней капсулы.

    

Практические рекомендации



    1. Потенциальные изменения биомеханических показателей передней капсулы хрусталика в зависимости от возраста, наличия псевдоэксфолиативного синдрома и применения красителя следует учитывать при выборе тактики хирургического лечения катаракты.

    2. Методами выбора оценки биомеханических показателей капсулы хрусталика являются классические «разрывные» тесты и атомно-силовая микроскопия.

    3. Выявленное возрастное изменение соотношения модуля Юнга внутренней и наружной поверхности капсулы может быть использовано при проведении исследований механизма аккомодации с позиций «биомеханики» хрусталика.

    

Список работ, опубликованных по теме диссертации



    1. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Новиков И.А., Беликов Н.В., Хайдукова И.В., Биомеханическе аспекты передней капсулотомии в факохирургии. Вестник офтальмологии. 2017;133(3): 82-88.

    2. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Новиков И.А., К вопросу об исследовании биомеханических свойств капсулы хрусталика. Точка зрения Восток-Запад 2018, №1 12-14

    3. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Фролова А.А., Югай Н.М, Возможности атомно-силовой микроскопии в изучении биомеханики капсулы. Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области, 2018 №3

    4. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Новиков И.А., Беликов Н.В., Хайдукова И.В., Биомеханические показатели передней капсулы хрусталика после мануальной и фемтолазерной капсулотомии. Вестник офтальмологии. 2019; 135(1): 4-11.

    5. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Шишкова А.В., Головченко И.А. Атомно-силовая микроскопия в исследовании структур переднего сегмента глаза. Вестник офтальмологии. 2020; 136 (1): 103-110.

    6. Ефремов Ю.М., Бахчиева Н.А., Шавкута Б.С., Фролова А.А. Котова С.Л., Новиков И.А., Аветисов К.С., Аветисов С.Э., Тимашев П.С. Mechanical properties of anterior lens capsule assessed with AFM and nanoindenter in relation to human aging, pseudoexfoliation syndrome, and trypan blue staining // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. – 2020. – V. 112.– P. 104081.

    7. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Новиков И.А., Фролова А.А., Ефремов Ю.М., Котова С.Л., Тимашев П.С. Biomechanical properties of the lens capsule: A review. // J. Mech. Behav. Biomed. Mater. – 2020. – V. 103.– P. 103600.

    8. Бахчиева Н.А. Оценка возрастных изменений биомеханических свойств передней капсулы хрусталика на основе атомно-силовой микроскопии. Современные технологии в офтальмологии № 4 2020, 370-371.

    9. Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Аветисов С.Э., Новиков И.А., Шитикова А.В., Фролова А.А., Тимашев П.С. Оценка возрастных изменений «биомеханики» капсулы хрусталика на основе атомно-силовой микроскопии. Вестник Офтальмологии 2021; 137(1): 31-40.

    Список изобретений по теме диссертации:

    1. Аветисов С.Э., Аветисов К.С., Бахчиева Н.А., Новиков И.А., Хайдукова И.В., Беликов Н.В. «Способ оценки биомеханических свойств передней капсулы хрусталика после проведения непрерывного кругового капсулорексиса». Патент RU №2018132897 22.03.2019г.

    

Список сокращений



    • ИОЛ – интраокулярная линза

    • kПa – килопаскаль, равен 1 000 паскалей

    • мкм – микрометр (микрон), 10 -6 метра, единица измерения длины

    • А - ампер, единица измерения силы электрического тока

    • ПЭС – псевдоэксфолиативный синдром

    • АСМ – атомно-силовая микроскопия

    • СЭМ – сканирующая электронная микроскопия

    • ЭДС – энергодисперсионный спектрометр

    • Модуль Юнга (модуль продольной упругости) – физическая величина, характеризующая свойство материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации, определяется как отношение напряжения к деформации

OAI-PMH ID: oai:eyepress.ru:avtoreferat529

Город: Москва
Дата добавления: 12.02.2021 10:23:34, Дата изменения: 19.02.2021 14:45:19



Johnson & Johnson
Alcon
Bausch + Lomb
Reper
NorthStar
ЭТП
Rayner
Senju
Гельтек
santen
Акрихин
Ziemer
Eyetec
МАМО
Tradomed
Nanoptika
R-optics
Фокус
sentiss
nidek