SAFETY OF UV CROSSLINKING OF THE SCLERA IN EXPERIMENT IN VIVO

Abstract


Objective: to assess the safety of the ultraviolet scrleral crosslinking by optical coherence tomography in the experiment in vivo. Materials and methods. The study was performed on 34 Chinchilla rabbits (68 eyes) in vivo . On the right eyes the scleral crosslinking procedure with riboflavin/ultraviolet A was performed, the left ones served as a control. The procedure of crosslinking was carried out as follows: the sclera was saturated with a photosensitizer by instillation of a 0.1% aqueous solution of riboflavin mononucleotide for 20 minutes; then the sclera was irradiated with ultraviolet A (wavelength 370 ± 5 nm, radiation power 3 mW/cm2) for 6 cycles of 5 minutes (total irradiation time - 30 minutes). The photosensitizer solution (2-3 drops) was additionally instilled between the cycles. The state of the layers of the eyeball was assessed using high-resolution optical coherence tomography before ultraviolet crosslinking, in 1 day, week and month after the surgery. Results. Optical coherence tomography did not reveal any pathological changes after the ultraviolet crosslinking of the sclera. The images clearly visualized the layers of the retina, the choroid and the sclera. The performed morphometric analysis did not show statistically significant differences in the thickness of the eye layers between the groups. Conclusion. Ultraviolet scleral crosslinking (irradiation with a power of 3 mW/cm2 for 30 minutes with a preliminary saturation of the sclera with 0.1% aqueous solution of riboflavin) is safe for the eye layers in the experiment in vivo according to optical coherence tomography (1 figure, 3 tables, bibliography: 6 refs).

ВВЕДЕНИЕ Кросслинкинг - это образование дополнительных химических связей между макромолекулами, приводящее к увеличению прочности ткани. Уже более 10 лет данный метод успешно применяется для лечения кератэктазий [1, 2]. Высказываются предположения о перспективности использования кросслинкинга склеры с рибофлавином/ультрафиолетом А (UVA) при прогрессирующей близорукости. Так, в ряде экспериментальных работ было показано положительное влияние кросслинкинга на биомеханическую прочность склеральной ткани, замедление прогрессирования смоделированной близорукости [3, 4]. Однако ученые наблюдали и серьезный побочный эффект процедуры в виде повреждения сетчатки при высокой мощности ультрафиолетового излучения [5, 6]. Таким образом, актуальной является оценка безопасности процедуры кросслинкинга склеры. ЦЕЛЬ Оценить безопасность ультрафиолетового кросслинкинга склеры методом оптической когерентной томографии (ОКТ) в эксперименте in vivo. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Исследование проводили на 34 кроликах породы шиншилла (68 глаз) in vivo. На правых глазах выполняли процедуру кросслинкинга склеры с UVA, левые - служили контролем. Кросслинкинг склеры выполняли под внутримышечной анестезией препаратом «Ксилазин» 2% в дозе 0,2 мл/кг и местной анестезией 0,4% раствором оксибупрокаина («Инокаин»). После установки блефаростата проводили циркулярный разрез конъюнктивы и теноновой оболочки в паралимбальной зоне и отсепаровывали их от глазного яблока тупым путем. Верхнюю и наружную прямые мышцы глазного яблока брали на швы-держатели и открывали доступ к верхненаружному сектору глазного яблока. Выполняли насыщение склеры фотосенсибилизатором путем инстилляции 0,1% водного раствора рибофлавина мононуклеотида в течение 20 мин. Затем проводили облучение склеры ультрафиолетом А (длина волны 370 ± 5 нм, мощность излучения - 3 мВт/см²) в течение 6 циклов по 5 мин (суммарное время облучения - 30 мин). Между циклами дополнительно инстиллировали раствор фотосенсибилизатора (2-3 капли). Облучение проводили с помощью офтальмологического аппарата для УФ-кросслинкинга «УФалинк» (Россия). После завершения процедуры швы-держатели удаляли. На конъюнктивальный разрез накладывали несколько узловых швов 8/0. В послеоперационном периоде проводили местную антибактериальную и противовоспалительную терапию в течение 1 нед (0,5% раствор левофлоксацина и 0,1% раствор дексаметазона 3 раза в день). Состояние оболочек глазного яблока оценивали с помощью ОКТ до проведения ультрафиолетового кросслинкинга, через 1 сут, неделю и месяц после операции. После однократной умеренной седации (внутримышечное введение 2% раствора ксилазина гидрохлорида) кролика оборачивали в стерильную салфетку и фиксировали на руках. Далее животное подносили к подбороднику аппарата спектральной ОКТ высокого разрешения «DRI OCT Triton» в боковой позе, удобной для обследования. На каждом глазу выполняли по 3 последовательных снимка сетчатки в режиме «Macula Radial». Оценивали состояние слоев сетчатки, хориоидеи и склеры, а также проводили измерение их толщины. Статистическую обработку получаемых данных осуществляли с помощью пакета прикладных программ для персонального компьютера МС Exсel, а также Statistica 7.0. Математический анализ включал вычисление средних показателей (М), среднего квадратичного отклонения, стандартной ошибки средней величины (m), показателей достоверности по Стьюденту (р). За достоверную значимость принимали p < 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ Оптическая когерентная томография не выявила каких-либо патологических изменений после проведения ультрафиолетового кросслинкинга склеры. На снимках четко визуализировались слои сетчатки, хориоидея и склера (рис. 1). Результаты измерения толщины оболочек глаз представлены в табл. 1-3. При проведении статистической обработки полученных результатов не выявлено статистически значимой разницы между исследованными группами (p > 0,05). Таблица 1 Толщина сетчатки кроликов (мкм) по данным ОКТ (M ± m) Группа До операции 1 сут после операции 1 нед после операции 1 мес после операции SCXL (n = 15) 157,4 ± 7,3 152,2 ± 6,7 161,9 ± 5,7 153,8 ± 7,1 Контроль (n = 15) 149,1 ± 7,9 159,6 ± 7,2 157,5 ± 6,4 149,7 ± 6,8 Таблица 2 Толщина хориоидеи кроликов (мкм) по данным ОКТ (M ± m) Группа До операции 1 сут после операции 1 нед после операции 1 мес после операции SCXL (n = 15) 148,9 ± 7,4 152,9 ± 7,7 143,7 ± 7,6 153,1 ± 6,8 Контроль (n = 15) 154,4 ± 7,8 147,4 ± 6,9 149,4 ± 7,2 145,9 ± 7,9 Таблица 3 Толщина склеры кроликов (мкм) по данным ОКТ (M ± m) Группа До операции 1 сут после операции 1 нед после операции 1 мес после операции SCXL (n = 15) 282,1 ± 8,9 278,9 ± 9,7 291,6 ± 10,2 286,6 ± 9,4 Контроль (n = 15) 293,4 ± 9,3 287,2 ± 9,6 288,4 ± 9,1 292,4 ± 10,1 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В эксперименте мы использовали UVA мощностью 3 мВт/см2 в течение 30 мин и водный раствор рибофлавина без содержания декстрана и не выявили серьезных побочных эффектов процедуры. Таким образом, при данных параметрах ультрафиолетовый кросслинкинг является безопасным для оболочек глаза в эксперименте in vivo. Дальнейшие исследования и разработка оптимального протокола позволят адаптировать кросслинкинг склеры для применения в клинике.

M M Bikbov

Ufa research Institute of eye diseases of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

Ufa, Russia

V K Surkova

Ufa research Institute of eye diseases of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

Ufa, Russia

E L Usubov

Ufa research Institute of eye diseases of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

Ufa, Russia

M N Astrelin

Ufa research Institute of eye diseases of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

Ufa, Russia

  1. Wollensak G., Spoerl E., Seiler T. Riboflavin/ultraviolet-a-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am. J. Ophthalmol. 2003; 135 (5): 620-7.
  2. Бикбов М. М., Суркова В. К. Метод перекрестного связывания коллагена роговицы при кератоконусе. Обзор литературы. Офтальмология. 2014; 11 (3): 13-8.
  3. Wollensak G., Spoerl E. Collagen crosslinking of human and porcine sclera. J. Cataract. Refract. Surg. 2004; 30: 689-695.
  4. Бикбов М. М., Суркова В. К., Усубов Э. Л., Астрелин М. Н. Кросслинкинг склеры с рибофлавином и ультрафиолетом А (UVA). Обзор литературы. Офтальмология. 2015; 12 (4): 4-8).
  5. Wollensak G., Iomdina E., Dittert D. D., Salamatina O., Stoltenburg G. Cross-linking of scleral collagen in the rabbit using riboflavin and UVA. Acta Ophthalmol. Scand. 2005; 83 (4): 477-82.
  6. Zhang Y., Zou C., Liu L., Cao L., Xia X., Li Z., Hu M., Yu H., Mu G. Effect of irradiation time on riboflavin-ultraviolet-A collagen crosslinking in rabbit sclera. J. Cataract Refract. Surg. 2013; 39 (8): 1184-9.

Views

Abstract - 42

PDF (Russian) - 7

Cited-By


Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2018 Военно-медицинская академия имени С.М.Кирова

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies