История развития проблемы искусственной роговицы

Всю историю развития проблемы искусственной роговицы можно разделить на 3 основных периода.

Для первого периода (1789-1905 гг.) было характерно использование кератопротезов с экстракорнеальной фиксацией.

Самым простым представителем этой группы протезов являлась модель “запонка” (2 пластинки, соединенные оптическим цилиндром), которая замещала все слои роговицы. Протез модели “запонка” обычно имплантировали через центральное отверстие, увеличенное 1-2 радиальными надрезами в зависимости от размеров имплантата. Передняя пластинка прилегала к эпителию роговицы, а задняя — к эндотелию. Наибольший срок пребывания этой модели в глазу составил 2 года, обычно протезы отторгались в первые 1-7 мес. Основным недостатком этой модели является невозможность плотной фиксации протеза в ткани роговицы. B связи с этим возникало главное и типичное осложнение — фильтрация влаги передней камеры по краю трепанационного отверстия с исходом в фистулу и инфицирование глаза. Вторым типичным осложнением являлось развитие ретропротезной мембраны, которая, уплотняясь, выталкивала протез.

C 1905 г. начинается второй период лечения тяжелых ожоговых бельм роговицы. Работы по проблеме кератопротезирования были почти полностью оставлены в связи с неудачами, которыми заканчивалась всякая имплантация модели “запонка”. Единственным методом лечения бельм роговицы стала кератопластика. K этому времени в области кератопротезирования были достигнуты значительные научные и практические успехи. Они связаны с работами В.П.Филатова, Н.А.Пучковской и их учеников, в которых описывались новые технические приемы, операции, способы укрепления трансплантата, пригодность трупного материала для кератопластики.

Однако накопленный клинический опыт по использованию сквозной частичной и тотальной кератопластики убедительно показал, что при тяжелых васкуляризированных бельмах ожоговой этиологии этот метод недостаточно эффективен. Неизменным исходом в этих случаях было мутное приживление трансплантата. B этот период вновь появляются единичные сообщения о применении ке- ратопротеза модели “запонка” и некоторых его модификаций.

O результатах 15 имплантаций протезов 2 видов сообщил J.Barraquer (1968). B 5 глаз он имплантировал кератопротез Dorzee, но без покрытия передней поверхности протеза роговицей. Собственная модель автора отличалась от модели Dorzee меньшим размером оптического цилиндра (1.5 мм). Диаметр передней пластинки был равен 4 мм, задней — 6 мм. B сроки наблюдения до 2 лет протезы J.Barraquer отторглись на 2 глазах.

C 1950-х гг., в третьем периоде развития проблемы кератопротезирования, появляются новые, совершенно отличные от существовавших ранее модели кератопротезов с интраламеллярной и экстракорнеальной фиксацией. Появлению новых моделей кератопротезов с интраламеллярной фиксацией предшествовали серьезные экспериментальные исследования процессов в роговице, связанных с пребыванием пластиковых дисков в ее слоях.

B 1953 г. W.Stone и соавт. (1965) сообщили о применении пластикового диска, помещенного в слои роговицы животного. Авторы вели клинические наблюдения за состоянием роговицы и отметили, что большой диск из метилакрилата, помещенный менеду слоями роговицы, может сохраняться в глазу кролика неопределенно длительное время, вплоть до естественной смерти животного. Ho в результате дальнейшего наблюдения за животными авторы пришли к выводу, что в диске должны быть перфорации. Они дополнили конструкцию кератопротеза интраламеллярной перфорированной опорной пластинкой большого диаметра. Такая пластинка предупреждает фильтрацию камерной влаги и инфицирование глаза, а перфорации в опорной части способствует прохождению питательных веществ в передние слои роговицы и профилактике асептического некроза.

Первый, довольно примитивный кератопротез с внутрироговичной фиксацией применили в клинике R.E.Anderson и соавт. (1971). Опорная часть протеза представляла собой радиальные отростки, отходящие от кольца, фиксирующего оптический цилиндр. Передняя и задняя поверхности оптического цилиндра были ниже поверхностной роговицы, и поэтому оптический ЦИЛИНДР с обеих сторон покрывался разрастающейся тканью бельма. При такой конструкции протеза нельзя было получить высокий уровень зрения.

B 1957 г. T.Day опубликовал интересные исследования. Он изучил в эксперименте ответную реакцию глаза на введение в слои роговицы пластических дисков из различных материалов: плексигласа, полиэтилена, ацетата, целлюлозы. Диаметр дисков — 7 мм, толщина — 0.25-0.50 мм. Перед имплантацией каждой пластинки T.Day удалял передние слои роговицы трепаном 2 мм. Самой сильной воспалительная реакция глаза была на диски из ацетата целлюлозы — они отторглись в течение 3 мес. Ha диски из полиэтилена глаз ответил более сдержанной реакцией, но отторжение их наступило в те же сроки. Диски из плексигласа удерживались в течение 11 мес с минимальной реакцией. Центральное отверстие роговицы зарастало в течение 6-8 нед.

T.Day изучал также состояние отверстий в задних от пластикового диска слоях роговицы кошек. Диски изготавливались из тех же материалов, диаметр диска из плексигласа равнялся 4-8 мм, из полиэтилена — 10-14 мм. Диски отторгались в сроки 2-24 мес, чаще и раньше оггоргались диски из полиэтилена. Отверстие в задних слоях роговицы через 3 нед заполнялось соединительной тканью. Перед отторжением диска в передних слоях роговицы появлялось сначала помутнение, а затем и некроз ткани. T.Day сделал попытку укрепить роговицу донорской роговицей одинакового диаметра с диаметром диска или большего диаметра, однако положительного результата достичь не удалось. Анализируя свой эксперимент, T.Day сделал вывод о том, что на сохранение имплантата в слоях роговицы влияют физические и химические свойства пластмасс, степень нарушения питания и дыхания роговицы, аллергическая реакция глаза на имплантат, индивидуальная переносимость чужеродных материалов.

Широкому применению пластмасс в офтальмохирургии послужили наблюдения W.Stone и соавт. (1965) за пилотами, в роговицу которых попали осколки пластикового купола кабины самолета. B большинстве случаев пластиковые осколки хорошо переносились тканью глаза.

Американский врач H.Cardona (1962, 1965, 1969, 1977) изучил в эксперименте около 160 акриловых смол с разной структурой, но одинакового внешнего вида. Обработав их, автору удалось обеспечить желаемую степень прозрачности и прочности. Готовый хорошо очищенный пластик испытывался в роговице кроликов в течение 6 мес. Для изготовления кератопротезов автор отобрал коммерческий плексиглас и полимеризованный метилметакрилат (ПММА). Были изготовлены одинаковые кератопротезы с интраламеллярной формой крепления. Опорная часть имела диаметр 3.5 мм и толщину 0.15 мм. Диаметр оптического цилиндра составлял 1.5 мм, длина — 1.25 мм.

Клинические и гистологические исследования роговиц кроликов показали, что воспалительная ответная реакция на имплантацию протезов из плексигласа была бурной, и все имплантаты отторглись с 17-х по 28-е сутки. Ответная реакция на имплантацию протеза из ПММА была минимальной, и имплантат благополучно сохранялся в роговице кроликов до 14 мес. B заключение автор сообщил, что пластик для протеза должен быть тщательно полимери- зован без применения органических катализаторов и ингибиторов. Испытание материала должно проходить в течение не менее чем 6 мес. Te пластики, которые вызывают реакцию на глазах кроликов, в клинике применять нельзя.

Испытав в эксперименте ряд пластмасс, H.Cardona с соавт. (1977) начали применять их в клинике на глазах больных с тяжелыми сосудистыми и дистрофическими бельмами.

Использовалось несколько методик имплантации:

• оригинальная методика H.Cardona — имплантация кера- топротеза в интраламеллярный карман роговицы;

• при невозможности расслоить бельмо для фиксации протеза использовали цельный донорский трансплантат, приготовленный из свежей или консервированной роговицы;

• кератопротез помещали под роговичный клапан, иссеченный из роговицы пациента.

Результаты прослежены у 120 больных в течение 22 мес. Лучшие и стабильные результаты были получены у больных с дистрофией роговицы. Протез плохо удерживался в васкуляризированной роговице, где имелись большие разрушения коллагеновой структуры.

B 1969 г. L.J.Girard с соавт. подвели итог 15-летним исследованиям по проблеме кератопротезирования, учитывая собственный опыт и данные литературы. Этот анализ позволил им сформулировать основные положения методики сквозного кератопротезирования:

• кератопротез должен иметь внутрироговичную фиксацию и имплантироваться в 2 этапа;

• опорная пластинка должна иметь перфорации, которые призваны обеспечить прочную фиксацию протеза в роговице и адекватное питание ее передник слоев.

Этими положениями в дальнейшем руководствовались офтальмохирурги, создающие и имплантирующие новые модели кера- топротезов.

Кроме этого авторы предложили две модели разборных кера- топротезов со съемным оптическим цилиндром для протезирования мутных передних или задних слоев роговицы. Для протезирования передних слоев был предложен имплантат, у которого оптический цилиндр расположен кпереди от опорной пластинки. После имплантации опорной части трепанируются только передние слои роговицы. Для протезирования задних мутных слоев роговицы оптический цилиндр в протезе расположен кзади от опорной пластинки, и в этом случае трепанируются только задние слои роговицы.

Предложенный L.J.Girard с соавт. (1969) протез удобен тем, что его всегда можно превратить в сквозной, если в дальнейшем разовьется помутнение всех слоев роговицы. Для этого необходимо передний или задний цилиндр заменить на оптический цилиндр большей длины, произведя сквозную трепанацию роговицы. Идея прекрасная, но не реальная. Когда речь идет о бельме и кератопро- тезировании, то обычно хирург имеет дело с тотальным сосудистым или дистрофическим бельмом ГѴ-Ѵ степени, т.е. самой последней стадией изменений роговицы. При помутнении поверхностных слоев роговицы хорошие результаты можно получить при послойной кератопластике, не прибегая к кератопротезированию.

B 1967 г. Cardona создал протез из ПММА с задней проекцией и имплантировал его в нормальную роговицу 50 кроликов. Первые месяцы после операции передние слои роговицы оставались прозрачными, но затем помутнели у 24 животных. Для устранения этого осложнения и протезирования передних мутных слоев роговицы H.Cardona создал новый кератопротез и назвал его передним грибовидным. Он пытался протезировать передние помутневшие слои роговицы без удаления уже имеющегося в роговице протеза с задней проекцией оптического цилиндра у 10 кроликов. Для этой цели он расслаивал роговицу над опорной пластинкой первого протеза, трепанировал передние слои и вводил протез с передней проекцией. Радиус кривизны задней поверхности опорной части этого протеза точно совпадал с радиусом кривизны передней поверхности ранее имплантированного протеза. Автор отметил хорошие результаты при наблюдении в течение 10-12 мес. Эта модель была им применена в клинике у 2 пациентов. Отдаленные результаты не известны.

B 1967 г. H.Cardona снова начал поиск материалов для кера- топротезов, которые не только были бы биологическими инертными, но и свободно пропускали бы влагу передней камеры в передние слои роговицы. Причиной, побудившей автора взяться за испытания новых материалов, был довольно большой процент отторжения существующих кератопротезов. Для этих целей автор апробировал 7 типов синтетических волокон, используемых в сосудистой хирургии как шовный материал: дакрон, тефлон, силиконизирован- ный тефлон, силластик, стекловолокно, нейлон и целлюлозу. Из этих материалов были изготовлены опорные пластинки в виде ветки диаметром 5.5 мм и толщиной 0.15 мм. Оптический цилиндр диаметром 2 мм изготавливался из ГШМА. Стенку оптического цилиндра покрывали тонким слоем пигмента для уменьшения отражения света.

Новая модель кератопротеза была имплантирована 70 кроликам, глаза исследовали через регулярные интервалы, начиная с 1 мес. У части животных не было признаков отторжения в течение года. Клинические и морфологические исследования показали, что наилучшие результаты переносимости имплантата тканями глаза получены при использовании дакрона, силиконизированного тефлона и силластика. Выраженная реакция возникла при имплантации стекловолокна и целлюлозы. Кроме того H.Cardona отметил, что протез лучше и дольше сохраняется в глазу, где сохранены коллагеновые волокна. Сохранение протеза в глазах, где коллагеновая структура роговицы разрушена химическим ожогом, автор считает случайным. Кроме того, огромное значение для удержания протеза в глазу имеет нормальный обмен воды и питательных веществ слоев роговицы, лежащих кпереди от опорной пластинки. Автор указал на большое значение количества и качества слезы для процессов гидратации роговицы.

Проанализировав результаты собственных исследований по кератопротезированию и изучив опыт других офтальмологов, H.Cardona сформулировал требование к опорной пластинке протеза: она не должна препятствовать свободному пассажу жидкости. Материал должен быть достаточно гибким, чтобы роговица могла принимать желаемую кривизну при изменении офтальмотонуса. Хорошие результаты испытания протезов позволили начать длительные клинические исследования с использованием кератопроте- за с сетчатой опорной пластинкой из силиконизированного тефлона. Этот материал применялся на глазах, на которых протез из ПММА быстро отторгался.

Воодушевленные успешными результатами экспериментальных исследований, H.Cardona с соавт. (1977) начали широко имплантировать кератопротезы в клинике. Авторы использовали модели, апробированные на кроликах, имплантировали их по методике H.Cardona. Они описали результаты 195 имплантаций кератоп- ротезов разных моделей, отдаленные результаты прослежены ими до 10 лет. Авторы отметили хорошие результаты кератопротезиро- вания у 80% больных. Отторжение, наблюдавшееся в 20% случаев, они объяснили поверхностным расслоением роговицы и тяжелыми патологическими изменениями в бельмах ожоговой этиологии.

H.Cardona с соавт. (1977) впервые осветили вопросы асептического некроза и предложили способы борьбы с ним. B случаях очень тонкой роговицы, когда невозможно провести расслоение, они предложили передний слой собственной роговицы заменить целостной донорской роговицей, чтобы опорная часть протеза находилась между собственной и донорской роговицей. Донорскую роговицу хирурги использовали и при появлении асептического некроза, заменяя ее истонченные передние слои. Кроме того они дали критическую оценку другим гомо- и аутотканям, предлагаемым для этих целей.

Свой способ имплантации в истонченные бельма разработали R.Castroviejo с соавт. (1965). Авторы предложили не расслаивать роговицу, а только удалять верхний слой бельма, конъюнктиву отсекать по лимбу и отсепаровывать. B роговице делали сквозное отверстие для оптического цилиндра. Протез укладывали на роговицу так, что оптический цилиндр входил в центральное отверстие. Сверху протез покрывали склерой, выкроенной из заднего отрезка донорского глаза, с центральным отверстием для зрительного нерва. Диаметр трансплантата был 16-20 мм. Склеральный трансплантат фиксировали узловыми швами 6-0. Конъюнктиву натягивали на склеру и пришивали матрасным швом, шелком 7-0. Конъюнктивальные швы снимали через 3-6 мес после имплантации.

Имплантация по этой методике была произведена на 60 глазах у 51 больного. Оптический цилиндр диаметром 2.00-4.24 мм изготавливали из ПММА, опорная часть — кромка из ПММА вокруг оптического цилиндра, к которой присоединялась дакроновая сетка, увеличивая диаметр опорной части до 9.25 мм. Самый большой срок наблюдения — 4 года. Острота зрения улучшилась у 71% больных. Поле зрения оставалось нормальным, если оптический цилиндр имел диаметр 3-4 мм.

R.Castroviejo с соавт. (1965) отметили, что надо особенно тщательно готовить больных к операции: удалить катаракту и снизить ВГД, а затем уже производить кератопротезирование.

Из послеоперационных осложнений самыми частыми были ретропротезная мембрана и отслойка сетчатки, а также некроз склеры — как свежей, так и консервированной. Чаще всего это осложнение возникало на глазах, где был дефицит конъюнктивы. Bo всех случаях некроза склеру заменяли новым донорским трансплантатом, не трогая кератопротез. Этот метод авторы назвали склеро- кератопластическим протезированием.

B 1950-60-е гг. были проведены обширные исследования в области кератопротезирования и созданы разные модели протезов. Несмотря на довольно широкое распространение кератопротезирования, офтальмохирурги отмечали, что грозное осложнение его — некроз и отторжение протеза — требует новых поисков материалов, новьк форм кератопротезов и способов их крепления. Процент отторжения был высоким: по данным разных авторов, в 7.8-53.0% операций в сроки от 1 мес до 10 лет. Вся история развития кератопротезирования прошла в упорных поисках способов борьбы с этим осложнением, которые шли по 2 основным направлениям:

1) совершенствование формы опорной пластинки и увеличение площади перфорации в ней;

2) увеличение толщины слоев роговицы, расположенных над опорной пластинкой.

B 1960-70-е гг. наметилась общая тенденция к увеличению площади перфорации и уменьшению толщины опорной пластинки. Это объясняется двумя основными требованиями кератопротезирования:

1) уменьшение механического разобщения слоев роговицы опорной частью протеза;

2) создание хорошего питания передних слоев роговицы с целью предупреждения асептического некроза.

Рис. 11.1. Кератопротез "болт-гайка" H.Cardona. 1------------------------------------------- 1

B 1969 г. H.Cardona создал протез “болт-гайка” (рис. 11.1). Протез был изготовлен из ПММА и состоял из косметической контактной линзы диаметром 8.5 мм, соединенной с оптическим цилиндром диаметром 2.5 мм и длиной 5.5 мм (болт). Оптический цилиндр покрывался темной пластмассой для устранения световых рефлексов и имел наружную резьбу. Фиксирующая пластинка (гайка) диаметром 2.5 мм, толщиной 2 мм имела внутреннюю резьбу. C помощью этой пластинки протез ретрокорнеально фиксировали в глазу.

H.Cardona описал 3 возможных методики имплантации этого протеза:

1) оптический цилиндр протеза вводится через сквозное отверстие в центре бельма. Ha него навинчивается фиксирующая пластинка, введенная в переднюю камеру через лимбальный разрез. Бельмо по этой методике не расслаивается, а зажимается между контактной линзой и фиксирующей пластинкой;

2) расслоение бельма и сквозная трепанация роговицы. Фиксирующую пластинку помещают в слоях роговицы так, чтобы резьбовое отверстие совпадало с центральным отверстием в бельме. Оптический цилиндр ввинчивают до плотного прилегания контактной линзы к роговице;

3) передние слои иссекают, протез фиксируют в донорском трансплантате роговицы. Оптический цилиндр вводят в центральное отверстие в бельме реципиента. Трансплантат с протезом фиксируют к бельму узловыми швами.

H.Cardona считал, что достоинством протеза “болт-гайка” является то, что контактная линза предотвращает чрезмерное испарение влаги с поверхности бельма, препятствует росту ткани на оптический цилиндр, закрывает щель между цилиндром и роговицей и улучшает косметику глаза. Эти достоинства становятся сомнительными, если учесть, что можно легко просмотреть некроз ткани роговицы под контактной линзой. Ho даже если некроз будет вовремя диагностирован, то укрепить кератопротез будет очень трудно. B этих случаях необходимо удалять протез и закрывать дефект донорским материалом.

Кератопротез “болт-гайка” не получил такого широкого признания, как протезы с интраламеллярной фиксацией, однако в литературе периодически появляются сообщения о результатах применения этой модели.

T.V.Rao с соавт. (1981) опубликовали работу, в которой сообщили о 21 операции имплантации протеза “болт-гайка” у больных с дистрофией роговицы, хорошие результаты получены в 50% случаев. Лучшими результаты были у больных, у которых кератопро- тезирование было первичной операцией.

W.Stone с соавт. (1965) первыми предложили использовать альвеолярный отросток зуба для создания опорной пластинки протеза. Метод был назван остеоодонтокератопротезированием, но не получил широкого распространения. H.Cardona неодобрительно отозвался о нем, отметив большой процент осложнений и то, что в этом случае травмируется не только глаз, но и рот больного. Ho несмотря на сложность этого метода продолжают появляться единичные сообщения, основанные на очень небольшом количестве случаев и малом сроке наблюдения.

Сам H.Cardona (1962) в эксперименте для изготовления опорной пластинки протеза использовал коготь кролика. Однако автор пришел к выводу, что пластмасса переносится роговицей лучше, чем ткань когтя. Для изготовления опорной пластинки предложили также использовать роговицу, высушенную над силикагелем (Пуч- ковская H.A. и др., 1970). B литературе имеются сообщения об изготовлении опорной части протеза роговицы из хряща коленного сустава, кости (Краснов M.M. и др., 1975). B последние годы появились сообщения о применении керамического стекла для изготовления опорной пластинки кератопротеза (Boudreau N. et al., 1996).

Предлагая разные ткани для изготовления протезов, исследователи исходили из того, что гомо- и аутоткани находятся в определенном биологическом родстве с тканью роговицы, в результате чего предполагалось улучшить их совместимость. Кроме того авторы стремились уменьшить контакт пластмассы с живой тканью роговицы. Однако при использовании гомо- и аутотканей не только не улучшились результаты кератопротезирования, но еще ко всем неприятным осложнениям добавилась иммунологическая реакция — тканевая несовместимость. Эти методы не получили распространения.

Если западная офтальмологическая литература 50-60-х гг. была полна сообщениями о новых моделях кератопротезов и методах их крепления, то с 70-х гг. наметился заметный спад интереса к кератопротезированию. Затем лишь появляются единичные сообщения о применении не столько новых методов кератопротезиро- вания, сколько новых материалов.

Так, С.Н.Фёдоров с соавт. (1970, 1976, 1982, 1985) сообщили о применении в эксперименте гидрофильного мягкого гидрокси- этилметакрилата. Этот материал, по мнению авторов, обеспечивает хорошее питание передних слоев роговицы, пропуская воду, кислород и электролиты. Другим преимуществом кератопротеза из гидрофильной пластмассы является то, что после имплантации размеры протеза увеличиваются примерно на 20% вследствие гидратации, что способствует более полному прилеганию протеза к роговице и уменьшению его подвижности. Авторы наблюдали хорошие результаты операции в течение 21 мес. Казалось бы, найден материал, отвечающий почти всем требованиям, предъявляемым к материалам для кератопротезов. Он мягкий и гибкий, легко принимает кривизну роговицы, пропускает воду и питательные вещества к передним слоям роговицы. Ho этот материал непригоден для создания разборной модели, т.к. невозможно жестко укрепить втулку C резьбой для оптического цилиндра.

Наблюдения С.Н.Федорова с соавт. (1976), Н.А.Пучковской с соавт. (1986) и С.Н.Багрова с соавт. (1989) показали, что неперфорированные пластиковые мембраны, введенные в слои роговицы, приводят к деструкции эпителия роговицы, снижению содержания в ней гликогена и АТФ в зоне, расположенной непосредственно над имплантатом. Эти изменения авторы объясняют затрудненным поступлением питательных веществ из влаги передней камеры. Co временем эти изменения усугубляют нарушение тканевого метаболизма и приводят к отторжению имплантата. При имплантации перфорированных дисков степень патологических изменений в передних слоях роговицы резко уменьшается, восстанавливается структура эпителия и содержание гликогена в базальных клетках.

B последующем были предложены новые модели кератопротезов. C 1972 г. применяется кератопротез Федорова—Зуева для имплантации преимущественно в ожоговые бельма. Протез был модифицирован Мороз—Глазко для имплантации в дистрофические бельма. Эти протезы с различным успехом проходили экспериментальную и клиническую апробацию. Конструктивные особенности протезов касались формы и диаметра опорной пластинки, величины и количества перфораций в ней, диаметра и длины оптического цилиндра. Сравнительную оценку различных моделей кератопротезов провели С.Н.Федоров с соавт. (1970, 1976, 1982, 1985), М.М.Краснов с соавт. (1975, 1978, 1979a,6, 1985), В.Я.Бедило (1972, 1978).

Начиная с 1962 г. в литературе появляются сообщения об успешном применении кератопротезов в клинике и эксперименте (Бедило В.Я. и др., 1977, 1979, 1985; Краснов M.M. и др., 1975, 1979a,6, 1985; Мороз З.И., 1987; Пучковская H.A. и др., 1970; Ушаков H.A., 1972, 1973, 1968; Федоров C.H. и др., 1970, 1976, 1982, 1984, 1985).

Одним из способов борьбы с грозным осложнением — отторжением протеза — является подготовка бельма к кератопротезиро- ванию. Предложено много способов профилактического лечебного укрепления бельма. Для этих целей используют гомо- и аутоткани: роговицу, склеру, конъюнктиву, надкостницу, слизистую оболочку губы, фасцию бедра, сухожилия, твердую мозговую оболочку. Bce исследователи единодушны в том, что для подготовки и укрепления бельма во избежание реакции тканевой несовместимости на гомотрансплантат лучше использовать аутоткани.

ii.2.