Селективный ферментативный лизис стромы роговицы с целью подготовки трансплантата для задней послойной кератопластики



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Резюме:

Актуальность: Задняя послойная пересадка роговицы или задняя послойная кератопластика (ЗПК) - таргетная хирургия для лечения заболеваний, связанных с недостаточной функцией эндотелиальных клеток. Несмотря на разнообразие имеющихся методик для ЗПК, по-прежнему остается актуальным поиск новых способов подготовки трансплантата, в первую очередь, это обусловлено ограниченной предсказуемостью изготовления тонких трансплантатов, использование которых позволяет достичь наибольшего функционального результата лечения. С целью преодоления данной проблемы авторами статьи предлагается метод селективного ферментативного лизиса стромы, с целью подготовки трансплантата для ЗПК.

Цель: Исследовать возможность применения ферментативного лизиса для контролируемого, прогнозируемого растворения стромы роговицы.

Материалы и методы: Последовательно проведены три экспериментальных исследования:

  1. Растворение изолированной стромы роговицы ферментным раствором коллагеназы тип I в концентрации 125 и 500 Ед/мл в течение 1 часа при 37°С. Контроль результатов проводился при помощи осмотра образцов в операционный микроскоп.
  2. Воздействие фермента коллагеназа тип I в течение 2-х этапной экспозиции общей длительностью 180 минут на корнеосклеральный диск животного с механически удаленными поверхностными слоями стромы роговицы. Контроль толщины остаточной стромы проводился при помощи оптического когерентного томографа (ОКТ).
  3. Воздействие фермента коллагеназа тип I на корнеосклеральный диск животного, с предварительно удаленными поверхностными слоями при помощи фемтосекундного лазера, с предварительно рассчитанным временем инкубации в 91 минуту. Контроль результатов обработки при помощи ОКТ и гистологического исследования (гематоксилин-эозин).
    В экспериментах 2 и 3 использовалась искусственная передняя камера, которая заполнялась консервационной средой Борзенка-Мороз.

Результаты:

Эксперимент 1: При экспозиции лоскута в ферменте с низкой концентрацией ткань частично лизировалась. В растворе с высокой концентрацией протеолитического фермента - лоскут растворился полностью.

Эксперимент 2: Мы получили постепенное уменьшение остаточной толщины стромы в центре с 925 мкм изначальной толщины до 197 мкм итоговой толщины. При этом в некоторых местах по ОКТ определялся оставшийся целым единственный гиперрефлективный слой.

Эксперимент 3: В результате экспозиции  мы получили равномерное растворение слоев роговицы вплоть до 44 мкм остаточной толщины без образования локальных дефектов и перфораций. Гистологическое окрашивание подтвердило данные обнаруженные посредством ОКТ сканирования, а также позволило визуализировать интактные десцеметову мембрану и эндотелиальные клетки, прилежащие к ней.

Заключение: Результаты пилотных экспериментов по применению растворов ферментов для воздействия на строму роговицы, открывают путь для дальнейших исследований, которые в будущем могут расширить арсенал имеющихся в распоряжении офтальмолога инструментов для лечения заболеваний роговицы, что повысит эффективность проведения задней послойной пересадки роговицы.

Применение селективного ферментативного лизиса стромы роговицы может стать новым подходом для создания трансплантата для ЗПК, однако эффективность и безопасность такой процедуры необходимо подтвердить в дальнейших исследованиях.

Об авторах

Арсений Алексеевич Расческов

Казанский (Приволжский) Федеральный Университет; Глазная Хирургия Расческов

Email: ras4eskov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0888-8281
SPIN-код: 2049-2723
ResearcherId: JXL-9417-2024

Аспирант, врач-офтальмолог

Россия, ФГАОУ ВО КФУ, ФГАОУ ВО "Казанский (Приволжский) федеральный университет", Казанский университет, Казанский федеральный университет, КФУ; ООО «Глазная хирургия Расческов», 420000, Российская Федерация, Казань, ул. Патриса Лумумбы, 28А;

Александр Юрьевич Расческов

Офтальмологическая клиника «Глазная хирургия Расчёсков»

Email: raskovclinic@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6147-5593
SPIN-код: 3529-9460

канд. мед. наук, главный врач

Россия, Казань

Константин Игоревич Катмаков

Чебоксарский филиал Национального медицинского исследовательского центра «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза им. акад. С.Н. Фёдорова»

Email: katmakovkostya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5521-3781
SPIN-код: 3650-0973
Scopus Author ID: 57217072651
ResearcherId: AAI-4226-2020

канд. мед. наук, врач-офтальмолог

Россия, Чебоксары

Ангелина Андреевна Титова

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: anjerika@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-5608-7809
SPIN-код: 6574-8283
Scopus Author ID: 55543033000
ResearcherId: I-8916-2014

Доцент, кандидат медицинских наук

Андрей Павлович Киясов

Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета

Email: kiassov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4460-4140
SPIN-код: 6000-3551
Scopus Author ID: 8053304900
ResearcherId: L-1976-2015

докт. мед. наук, проф., зав. каф., каф. морфологии и общей патологии, директор, Институт фундаментальной медицины и биологии

Россия, г. Казань, Россия

Список литературы

  1. 1. Калинников Ю.Ю., Динь Т.Х.А., Золотаревский А.В., Калинникова С.Ю. Новый хирургический подход к предесцеметовой эндотелиальной кератопластике (PDEK). // Вестник Офтальмологии. 2023. Vol. 139, № 1. P. 55. doi: 10.17116/oftalma202313901155.
  2. 2. Gorovoy M.S. Descemet-stripping automated endothelial keratoplasty // Cornea. 2006;25(8):886-889. doi: 10.1097/01.ico.0000214224.90743.01
  3. 3. Busin M., Madi S., Santorum P., Scorcia V., Beltz J. Ultrathin Descemet’s Stripping Automated Endothelial Keratoplasty with the Microkeratome Double-Pass Technique // Ophthalmology. 2013. Vol. 120, № 6. P. 1186–1194. doi: 10.1016/j.ophtha.2012.11.030.
  4. 4. Cheung A.Y., Hou J.H., Bedard P., Grimes V., Buckman N., Eslani M., Holland E.J. Technique for Preparing Ultrathin and Nanothin Descemet Stripping Automated Endothelial Keratoplasty Tissue // Cornea. 2018. Vol. 37, № 5. P. 661–666. doi: 10.1097/ICO.0000000000001510.
  5. 5. Thannhäuser C., Palka K., Herbst H., Schroeter J., Pham D. Mikrokeratom- und Excimer-Laser-gestützte endotheliale Keratoplastik (MELEK) // Klin. Monatsblätter Für Augenheilkd. 2014. Vol. 231, № 10. P. 1008–1011. doi: 10.1055/s-0034-1383094.
  6. 6. Катмаков К.И. Клинико-экспериментальное обоснование подготовки ультратонкого трансплантата для задней послойной кератопластики со стороны эндотелия роговицы с помощью отечественной фемтолазерной установки мегагерцового диапазона: дис. ... канд. мед. наук. Чебоксары, 2020. Режим доступа: https://eyepress.ru/sbornik.aspx?11005. Дата обращения: 10.10.2024.
  7. 7. Sikder S., Snyder R.W. Femtosecond laser preparation of donor tissue from the endothelial side // Cornea. 2006;25(4):416-422. doi: 10.1097/01.ico.0000195948.86071.98
  8. 8. Trinh L., Saubaméa B., Auclin F., Denoyer A., Lai-Kuen R., El Hamdaoui M., Labbé A., Despiau M.-C., Brignole-Baudouin F., Baudouin C. Femtosecond and excimer laser-assisted endothelial keratoplasty (FELEK): A new technique of endothelial transplantation // J. Fr. Ophtalmol. 2014. Vol. 37, № 3. P. 211–219. doi: 10.1016/j.jfo.2013.07.009.
  9. 9. Shilova N.F., Livny E., Anisimova N.S., Antonova O.P., Malyugin B.E. Refractive outcomes following cataract combined with lamellar keratoplasty: femtosecond-DSEK versus microkeratome-DSAEK // Int. Ophthalmol. 2021. Vol. 41, № 2. P. 639–647. doi: 10.1007/s10792-020-01619-7.
  10. 10. Pashtaev A.N., Malyugin B.E., Izmailova S.B., Pashtaev N.P., Kuzmichev K.N., Alieva S.S., Katmakov K.I. Inverted Posterior Femto-Keratoplasty: Quality of the Surface of the Corneal Section and Preliminary Clinical Outcomes // Ophthalmol. Russ. 2020. Vol. 17, № 2. P. 216–222. doi: 10.18008/1816-5095-2020-2-216-222.
  11. 11. Pashtaev A.N., Pashtaev N.P., Malyugin B.E., Pozdeyeva N.A., Elakov U.N., Katmakov K.I. Clinical results of posterior lamellar femto-keratoplasty in patients with corneal endothelial dystrophies // Vestn. Oftalmol. 2020. Vol. 136, № 3. P. 25. doi: 10.17116/oftalma202013603125.
  12. 12. Dua H.S., Faraj L.A., Said D.G., Gray T., Lowe J. Human Corneal Anatomy Redefined // Ophthalmology. 2013. Vol. 120, № 9. P. 1778–1785. doi: 10.1016/j.ophtha.2013.01.018.
  13. 13. Dua H.S., Freitas R., Mohammed I., Ting D.S.J., Said D.G. The pre-Descemet’s layer (Dua’s layer, also known as the Dua-Fine layer and the pre-posterior limiting lamina layer): Discovery, characterisation, clinical and surgical applications, and the controversy // Prog. Retin. Eye Res. 2023. Vol. 97. P. 101161. doi: 10.1016/j.preteyeres.2022.101161.
  14. 14. Agarwal A., Dua H.S., Narang P., Kumar D.A., Agarwal A., Jacob S., Agarwal A., Gupta A. Pre-Descemet’s endothelial keratoplasty (PDEK) // Br. J. Ophthalmol. 2014. Vol. 98, № 9. P. 1181–1185. doi: 10.1136/bjophthalmol-2013-304639.
  15. 15. Melles G.R.J., Wijdh R.H.J., Nieuwendaal C.P. A Technique to Excise the Descemet Membrane From a Recipient Cornea (Descemetorhexis): // Cornea. 2004. Vol. 23, № 3. P. 286–288. doi: 10.1097/00003226-200404000-00011.
  16. 16. Lie J.T., Birbal R., Ham L., van der Wees J., Melles G.R.J. Donor tissue preparation for Descemet membrane endothelial keratoplasty // J. Cataract Refract. Surg. 2008. Vol. 34, № 9. P. 1578–1583. doi: 10.1016/j.jcrs.2008.05.036.
  17. 17. Hammersmith K.M. Descemet’s Membrane Endothelial Keratoplasty: Prospective Multicenter Study of Visual and Refractive Outcomes and Endothelial Survival // Yearb. Ophthalmol. 2010. Vol. 2010. P. 109–111. doi: 10.1016/S0084-392X(10)79357-6.
  18. 18. Szurman P., Januschowski K., Rickmann A., Damm L.-J., Boden K.T., Opitz N. Novel liquid bubble dissection technique for DMEK lenticule preparation // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2016. Vol. 254, № 9. P. 1819–1823. doi: 10.1007/s00417-016-3377-z.
  19. 19. Muraine M., Gueudry J., He Z., Piselli S., Lefevre S., Toubeau D. Novel Technique for the Preparation of Corneal Grafts for Descemet Membrane Endothelial Keratoplasty // Am. J. Ophthalmol. 2013. Vol. 156, № 5. P. 851–859. doi: 10.1016/j.ajo.2013.05.041.
  20. 20. Studeny P., Farkas A., Vokrojova M., Liskova P., Jirsova K. Descemet membrane endothelial keratoplasty with a stromal rim (DMEK-S) // Br. J. Ophthalmol. 2010. Vol. 94, № 7. P. 909–914. doi: 10.1136/bjo.2009.165134.
  21. 21. McCauley M.B., Price F.W., Price M.O. Descemet membrane automated endothelial keratoplasty: Hybrid technique combining DSAEK stability with DMEK visual results // J. Cataract Refract. Surg. 2009. Vol. 35, № 10. P. 1659–1664. doi: 10.1016/j.jcrs.2009.05.034.
  22. 22. Lie J.T., Lam F.C., Groeneveld-van Beek E.A., Van Der Wees J., Melles G.R. Graft preparation for hemi-Descemet membrane endothelial keratoplasty (hemi-DMEK) // Br. J. Ophthalmol. 2016. Vol. 100, № 3. P. 420–424. doi: 10.1136/bjophthalmol-2015-307335.
  23. 23. Zygoura V., Baydoun L., Ham L., Bourgonje V.J.A., Van Dijk K., Lie J.T., Dapena I., Oellerich S., Melles G.R.J. Quarter-Descemet membrane endothelial keratoplasty (Quarter-DMEK) for Fuchs endothelial corneal dystrophy: 6 months clinical outcome // Br. J. Ophthalmol. 2018. Vol. 102, № 10. P. 1425–1430. doi: 10.1136/bjophthalmol-2017-311398.
  24. 24. Borroni D., Rocha de Lossada C., Parekh M., Gadhvi K., Bonzano C., Romano V., Levis H.J., Tzamalis A., Steger B., Rechichi M., Rodriguez-Calvo-de-Mora M. Tips, Tricks, and Guides in Descemet Membrane Endothelial Keratoplasty Learning Curve // J. Ophthalmol. 2021. Vol. 2021. P. 1819454. doi: 10.1155/2021/1819454.
  25. 25. Parekh M., Leon P., Ruzza A., Borroni D., Ferrari S., Ponzin D., Romano V. Graft detachment and rebubbling rate in Descemet membrane endothelial keratoplasty // Surv. Ophthalmol. 2018. Vol. 63, № 2. P. 245–250. doi: 10.1016/j.survophthal.2017.07.003.
  26. 26. Guerra F.P., Anshu A., Price M.O., Price F.W. Endothelial keratoplasty: fellow eyes comparison of Descemet stripping automated endothelial keratoplasty and Descemet membrane endothelial keratoplasty // Cornea. 2011. Vol. 30, № 12. P. 1382–1386. doi: 10.1097/ICO.0b013e31821ddd25.
  27. 27. Weisenthal R.W., Yin H.Y., Jarstad A.R., Wang D., Verdier D.D. Long-term Outcomes in Fellow Eyes Comparing DSAEK and DMEK for Treatment of Fuchs Corneal Dystrophy // Am. J. Ophthalmol. 2022. Vol. 233. P. 216–226. doi: 10.1016/j.ajo.2021.06.013.
  28. 28. de Oliveira R.C., Wilson S.E. Descemet’s membrane development, structure, function and regeneration // Exp. Eye Res. 2020. Vol. 197. P. 108090. doi: 10.1016/j.exer.2020.108090.
  29. 29. Wu S., Zhou X., Jin Z., Cheng H. Collagenases and their inhibitors: a review // Collagen Leather. 2023. Vol. 5, № 1. P. 19. doi: 10.1186/s42825-023-00126-6.
  30. 30. Паштаев К.П., Андреев А.Н. Клиническая анатомия и физиология органа зрения. М. 2018:176-186. https://doi.org/10.25276/978-5-903624-41-6
  31. 31. Espana E.M., Huang B., Fratkin J., Henegar J. An Enzymatic Technique to Facilitate Air Separation of the Stroma–Descemet’s Membrane Junction // Investig. Opthalmology Vis. Sci. 2011. Vol. 52, № 13. P. 9327. doi: 10.1167/iovs.10-6575.
  32. 32. Engelmann K., Böhnke M., Friedl P. Isolation and long-term cultivation of human corneal endothelial cells // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988;29(11):1656-1662.
  33. 33. Li W., Sabater A.L., Chen Y.T., Hayashida Y., Chen S.Y., He H., Tseng S.C. A novel method of isolation, preservation, and expansion of human corneal endothelial cells // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2007;48(2):614-620. doi: 10.1167/iovs.06-1126

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор,


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.