Способ реконструкции эпителиального слоя роговицы при одностороннем синдроме лимбальной недостаточности путем получения лимбальных стволовых клеток при помощи низкоэнергетического высокочастотного фемтосекундного лазера LDV Z8 Российский патент 2023 года по МПК A61F9/07 A61F9/08 A61B3/125 

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к офтальмологии, и может быть использовано в лечении пациентов с односторонним синдром лимбальной недостаточности (СЛН), а именно при полной или частичной конъюнктивализации роговицы вследствие различных заболеваний глаза.

Прозрачность роговицы обеспечивается ее эпителиальным слоем, который также играет роль своеобразного барьера, отграничивающего роговицу от конъюнктивального эпителия, имеющего в своем составе бокаловидные клетки и кровеносные сосуды. Эпителий роговицы непрерывно обновляется в направлении от боуменовой мембраны к поверхности роговицы и от ее периферии к центру, пополняясь лимбальными эпителиальными стволовыми клетками (ЛЭСК), локализующимися в лимбе роговицы. Пролиферация, миграция и дифференцировка ЛЭСК зависят от их особого микроокружения, называемого лимбальная ниша или лимбальная крипта. Помимо клеток-предшественников лимбального эпителия в лимбальной нише располагаются мезенхимальные мультипотентные стволовые клетки, меланоциты, иммунные клетки, сосудистые и нервные клетки, внеклеточный матрикс и сигнальные молекулы (факторы роста и цитокины). Данные о строении лимбальной ниши и ее микроокружения, необходимом для ее полноценного функционирования, говорит о принципиально важном сохранении всех компонентов лимбальной ниши при операциях, направленных на восстановление эпителиального слоя роговицы. СЛН развивается при гибели популяции лимбальных стволовых клеток либо разрушении лимбальных ниш. Причинами данного патологического состояния являются термические и химические ожоги глаз, врожденные, аутоиммунные и воспалительные заболевания глазной поверхности. В результате происходит замещение эпителиального слоя роговицы на фиброваскулярную ткань конъюнктивального происхождения. Клинически данное состояние проявляется снижением либо отсутствием зрения, светобоязнью, слезотечением, синдромом сухого глаза, болевым синдромом, увеличением риска развития язв и перфорации роговицы.

Известен способ восстановления эпителиального слоя роговицы при одностороннем СЛН, при котором проводят выкраивание на здоровом глазу лимбального аутотрансплантата в верхней части лимба размерами 2*2 мм при помощи микрохирургических инструментов (лезвие, расслаиватель), механическую диссекцию полученного аутотрансплантата при помощи микрохирургических ножниц (по Ваннас) на 8-10 фрагментов, размещение их на свежую амниотическую мембрану, фиксированную фибриновым клеем Tissel на заранее очищенную от фиброваскулярного паннуса поверхность роговицы пораженного глаза, пересадку полученных фрагментов на фиксированную к поверхности пораженного глаза амниотическую мембрану, фиксацию их фибриновым клеем Tissel, наложение мягкой контактной линзы (МКЛ) после схватывания клея. При этом мини-трансплантаты располагают ближе к лимбу симметрично, насколько это возможно. Оптическую зону оставляют свободной (Sangwan VS, Basu S, MacNeil S, Balasubramanian D. Simple limbal epithelial transplantation (SLET): A novel surgical technique for the treatment of unilateral limbal stem cell deficiency // Br J Ophthalmol - 2012. - P. 931-934.).

Известен способ реконструкции эпителия роговицы при одностороннем СЛН, включающий выкраивание участка верхнего лимба размером 2×2 мм при помощи микрохирургических инструментов (лезвие, расслаиватель) на здоровом глазу, механическую диссекцию полученной ткани на 8-10 фрагментов, отсепаровку и удаление участков конъюнктивализации роговицы на пораженном глазу, фиксацию к строме роговицы амниотической мембраны с помощью фибринового клея Tisseel (Бакстер, США), размещение на ее поверхности созданных лимбальных фрагментов, нанесение фибринового клея на фрагменты, наложение второго слоя амниотической мембраны и его пришивание обвивным швом за пределами лимба (Amescua G., Atallah М., Nikpoor N., et al. Modified simple limbal epithelial transplantation using cryopreserved amniotic membrane for unilateral limbal stem cell deficiency // Am. J. Ophthalmol. - 2014. - Vol. 158. - P. 469-475.).

Известен способ реконструкции эпителия роговицы при одностороннем синдроме лимбальной недостаточности, включающий иссечение фиброваскулярного паннуса с поверхности роговицы пораженного глаза, выкраивание на парном контралатеральном глазу лимбального лоскута в верхнем секторе, пересадку его фрагментов на оперируемый глаз, наложение защитного покрытия. После иссечения фиброваскулярного паннуса на глазу с СЛН выполняют 8 поверхностных симметричных радиальных разрезов в области периферии стромы роговицы на глубину 50 мкм. Далее расслаивателем из каждого разреза формируют туннель длиной 1 мм, разделяют выкроенный лимбальный аутотрансплантат на 8 фрагментов, после этого в каждый туннель помещают по одному фрагменту. Далее в качестве защитного покрытия накладывают на всю поверхность роговицы амниотическую мембрану и фиксируют ее швами за пределами лимба. В случае полного СЛН, перед удалением фиброваскулярного паннуса выполняют перитомию на 360 градусов за лимбом (Патент РФ №2 741 411).

Ближайшим аналогом предполагаемого изобретения является способ восстановления эпителиального слоя роговицы при одностороннем синдроме лимбальной недостаточности с применением низкоэнергетического фемтосекундного лазера, включающий поверхностное иссечение фиброваскулярной ткани, фиксацию вакуумного кольца на поверхности глаза, присоединение к нему головки фемтосекундного лазера, сканирование роговицы с помощью встроенного в рукоятку лазера оптической когерентной томографии, уточнение места расположения, глубины и конфигурации разрезов, затем после активации фемтосекундного лазера производят формирование тангенциальных или радиально расположенных роговичных 8-10 туннелей лазером длиной 1,0 мм, шириной - 0,5 мм, глубиной 200-330 мкм, при этом сначала производят рез, перпендикулярный выровненной поверхности роговицы, а затем косой рез, дезактивируют вакуум и плавно отсоединяют головку лазера с вакуумным кольцом от роговицы. Из глаза-реципиента выкраивают лоскут лимба (лимбальный аутотрансплантат) прямоугольной формы размерами 1-1,5 мм в ширину и 2,0-2,5 мм в длину и разделяют его на 8-10 фрагментов, в каждый из сформированных туннелей помещают по одному фрагменту лимба, на поверхность роговицы накладывают амниотическую мембрану и фиксируют ее, устанавливают мягкую контактную линзу на амниотическую мембрану (Патент РФ №2769068).

Недостатками способа является получение неравномерного, а следовательно, неполноценного по клеточному составу лимбального аутотрансплантата при формировании его с использованием микрохирургических инструментов, риск перфорации роговицы на этапе выкраивания лимбального аутотрансплантата, поскольку данный способ не позволяет осуществлять контроль глубины реза и, следовательно, не дает хирургу полной уверенности при выполнении данной хирургической манипуляции.

Задачей данного изобретения является разработка эффективного, безопасного и прогнозируемого способа восстановления поверхности роговицы путем выкраивания и фрагментации лимбального аутотрансплантата при помощи низкоэнергетического высокочастотного фемтосекундного лазера - Femto LDV Z8 (Ziemer, Швейцария) или его аналогов, позволяющего уменьшить объем поврежденных лимбальных стволовых клеток (ЛСК) к моменту трансплантации.

Получаемый при этом технический результат состоит в получении полноценных по клеточному составу фрагментов лимбальной ниши, предназначенных для дальнейшей трансплантации на поврежденный глаз и достигается вследствие обеспечения дозированной работы лазера на максимально низких уровнях энергии, проведения интраоперационной оптической когерентной томографии (ОКТ), возможностью формирования и фрагментации лимбального аутотрансплантата одномоментно.

Технический результат достигается следующим образом. Перед операцией проводят ретробульбарную анестезию глаза с СЛН, далее производят обработку операционного поля глаза-реципиента 5% раствором повидон-йода. На глазу с СЛН выполняют поверхностное иссечение фиброваскулярного паннуса при помощи скребца, офтальмологических ножниц и расслаивателя. Выполняют перитомию 360 градусов за пределами лимба. На 12 ч конъюнктивальными ножницами (по Ваннас) производят отделение конъюнктивы от зоны лимба, наносят разметку маркером в проекции будущего лимбального аутотрансплантата длиной 2,0-3,0 мм и шириной 1,5 мм, аккуратно осуществляют коагуляцию крупных стволов кровеносных сосудов вокруг разметки, далее фиксируют вакуумное кольцо фемтосекундного лазера диаметром 10 мм на поверхности здорового глаза таким образом, чтобы нижняя часть вакуумного кольца не попадала в оптическую зону роговицы. Это связано, с тем, что зона работы лазера должна находиться в верхней части лимбальной зоны, так как в этой зоне наибольшее содержание ЛСК. Далее к вакуумному кольцу присоединяют рукоятку фемтосекундного лазера. В момент присоединения рукоятки лазера к вакуумному кольцу происходит выравнивание роговицы по всей площади апланационного интерфейса, диаметр которого составляет от 9 до 10 мм. При достаточном наборе вакуума выполняют вручную позиционирование траектории реза в область выполненной ранее разметки будущего лимбального трансплантата, после чего производят сканирование роговицы с помощью встроенной в рукоятку лазера высокоточной системы визуализации-ОКТ, уточняют проекцию, глубину и конфигурацию фрагментов лимбального аутотрансплантата. Выбирают необходимый уровень затрачиваемой для работы лазера энергии в диапазоне 100-120%. Активируют лазер и выполняют одномоментное выкраивание лимбального аутотрансплантата длиной от 2,0 до 3,0 мм, шириной 1,5 мм, толщиной до 350 мкм и разделение его на 8-10 фрагментов. Время работы лазера составляет в среднем 40 секунд. После окончания работы лазера происходит сброс вакуума и удаление рукоятки лазера от глаза. Далее производят изъятие полученных фрагментов лимбального аутотрансплантата с помощью ирис-пинцета и помещают их в среду для консервации для временного хранения до момента трансплантации, место забора лимбального аутотрансплантата укрывают конъюнктивой, накладывают два узловых шва (шелк или викрил 8-0) и на глаз надевают мягкую контактную линзу (МКЛ). Затем полученные фрагменты размещаются на поверхности поврежденного глаза и устанавливаются в сформированные фемтосекундным лазером туннели. После имплантации лимбальных фрагментов (аутотрансплантатов), надевают МКЛ. Выполняется субконъюнктивальная инъекция антибиотика и стероидного противовоспалительного препарата.

Между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь.

Ввиду малого объема пересаживаемого фрагмента, исключается риск конъюнктивализации здорового глаза, но при таком малом объеме крайне сложно вручную сформировать фрагменты лимбального аутотрансплантата. Этап формирования фрагментов лимбального аутотрансплантата является одним из наиболее ответственных в ходе операции, так как он должен содержать лимбальную нишу с ее микроокружением. Получение сформированных фрагментов лимбального аутотрансплантата, исключает необходимость его механической фрагментации, минимизируя тем самым травматичность и гибель ЛСК. Чем более точно будет сформирован лимбальный аутотрансплантат, тем более качественным и полноценным по клеточному составу окажутся его фрагменты, тем больше возрастает успех получения нового эпителиального слоя роговицы за счет формируемого пересаженными фрагментами депо ЛСК, мигрирующих по всей поверхности роговицы равномерно.

Данный способ обеспечивает формирование равномерного по глубине, размерам фрагментов лимбального аутотрансплантата, четкую визуализацию, контролируемость и предсказуемость процесса, благодаря высокоточной системе визуализации - ОКТ и встроенному программному обеспечению. Работа фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 возможна за счет его особенности выполнения высокочастотного реза, что позволяет ему использовать низкие уровни энергии, формируя полноценные разрезы даже в непрозрачных средах, таких как лимб. Таким образом, особенности работы фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 сводят повреждение ЛСК к минимальным значениям, данный способ минимизирует интраоперационные риски, делает операцию более предсказуемой, позволяет выполнить трансплантацию лимбальной ниши в ее полном составе и, как следствие, повышает эффективность операции, улучшая тем самым качество жизни пациента. Способ универсален при одностороннем СЛН различной этиологии и не ограничен ожоговыми бельмами роговицы.

Способ поясняется фигурой, на которой изображена схема траектории лазера, расположение вакуумного и апланационного кольца (вид сверху). Позицией 1 обозначена лимбальная зона. 2 - зона траектории лазера. 3 - зона вакуумного кольца. 4 - зона апланационного кольца.

Способ поясняется клиническими примерами

Пример 1

Пациент К., 29 лет, диагноз: OS Васкуляризированное бельмо роговицы (исход химического ожога), полный СЛН, центральное помутнение роговицы. При обследовании: Vis OD 1,0. Vis OS pr. certae.

ОКТ роговицы: OD без патологии. OS -полное отсутствие эпителиального слоя роговицы, фиброваскулярный паннус по всей поверхности роговицы толщиной 230 мкм, толщина роговицы 470 мкм, гиперрефлективность в оптической зоне роговицы.

Была проведена операция пересадки участка лимба 2,5*1,5 мм со здорового глаза на глаз с СЛН с применением низкоэнергетического фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 согласно изобретению, при этом на 12 ч конъюнктивальными ножницами (Ваннас) производили отделение конъюнктивы от зоны лимба, наносили разметку маркером в зоне будущего лимбального аутотрансплантата длиной 2,5 мм и шириной 1,5 мм, аккуратно осуществляли коагуляцию крупных стволов кровеносных сосудов вокруг разметки. После этого выполняли фиксацию вакуумного кольца на поверхности здорового глаза, попросив пациента смотреть в направлении книзу, присоединяли к вакуумному кольцу рукоятку фемтосекундного лазера. В момент аппланации поверхность роговицы выравнивается по всей площади аппланационного интерфейса диаметром 10 мм. Далее вручную позиционировали траекторию в зону выполненной ранее разметки будущего лимбального трансплантат. С помощью встроенной в рукоятку лазера ОКТ, производили контроль расположения глубины горизонтального реза 350 мкм. Выбранный необходимый уровень затрачиваемой для работы лазера энергии -110%. Далее активируют лазер и выполняют выкраивание и фрагментированние лимбального аутотрансплантата на 8 фрагментов. Время работы лазера составило 38 секунд. После окончания работы лазера производили изъятие полученных фрагментов лимбального аутотрансплантата с помощью ирис-пинцета и помещали их временно в среду Борзенка-Мороз до момента трансплантации, место забора лимбального аутотрансплантата укрыли конъюнктивой, с наложением двух узловых швов, на глаз надели МКЛ. После удаления фиброваскулярного паннуса с глаза с СЛН, фиксацию конъюнктивы узловыми швами в области склеры за пределами лимба, при помощи фемтосекундного лазера сформировали 8 туннелей на периферии в строме роговицы (глубина 200 мкм, ширина 0,5 мм, длина 1,0 мм). В каждый из сформированных туннелей поместили по одному фрагменту лимбального аутотрансплантата. Операцию завершили наложением МКЛ и субконъюнктивальной инъекцией антибиотика и глюкокортикостероида.

Пациента наблюдали в течение 7 дней в стационаре.

На протяжении 2-х месяцев на пораженном глазу производили замену МКЛ каждые 7 дней. Через 2 недели после операции на здоровом глазу снята МКЛ, швы удалены, Vis 1.0. Спустя 2 месяца МКЛ с пораженного глаза снята. Эпителизация на ранее пораженном глазу полная, эпителий рыхлый, Vis 0.05. На здоровом глазу место забора лимбального аутотранспланата без признаков поверхностной неоваскуляризации.

Спустя 12 месяцев отмечали полную эпителизацию и увеличение прозрачности роговицы на OS и отсутствие отрицательных явлений на OD Vis OD 1.0, Vis OS 0.3

Пример 2

Пациент Н., 35 лет, диагноз: OS Васкуляризированное бельмо роговицы

(исход химического ожога), полный СЛН.

При обследовании: Vis OD 1,0. Vis OS pr. certae.

ОКТ роговицы: OD без патологии. OS -полное отсутствие эпителиального слоя роговицы, фиброваскулярный паннус по всей поверхности роговицы толщиной 250 мкм, толщина роговицы 490 мкм.

Была проведена операция пересадки участка лимба 3,0*1,5 мм со здорового глаза на глаз с СЛН с применением низкоэнергетического фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 согласно изобретению, на 12 ч конъюнктивальными ножницами (Ваннас) производили отделение конъюнктивы от зоны лимба, наносили разметку маркером в зоне будущего лимбального аутотрансплантата длиной 3,0 мм и шириной 1,5 мм, аккуратно осуществляли коагуляцию крупных стволов кровеносных сосудов вокруг разметки. После этого выполняли фиксацию вакуумного кольца на поверхности здорового глаза, попросив пациента смотреть в направлении книзу, присоединяли к вакуумному кольцу рукоятку фемтосекундного лазера. В момент аппланации поверхность роговицы выравнивается по всей площади аппланационного интерфейса диаметром 10 мм. Далее вручную позиционировали траекторию в зону выполненной ранее разметки будущего лимбального трансплантат. С помощью встроенной в рукоятку лазера ОКТ, производили контроль расположения глубины горизонтального реза 250 мкм. Выбранный необходимый уровень затрачиваемой для работы лазера энергии - 120%. Далее активируют лазер и выполняют выкраивание и фрагментированние лимбального аутотрансплантата на 10 фрагментов. Время работы лазера составило 38 секунд. После окончания работы лазера производили изъятие полученных фрагментов лимбального аутотрансплантата с помощью ирис-пинцета и помещали их временно в среду Борзенка-Мороз до момента трансплантации, место забора лимбального аутотрансплантата укрыли конъюнктивой, с наложением двух узловых швов, на глаз надели МКЛ. После удаления фиброваскулярного паннуса с глаза с СЛН, фиксацию конъюнктивы узловыми швами в области склеры за пределами лимба, при помощи фемтосекундного лазера сформировали 10 туннелей на периферии в строме роговицы (глубина 250 мкм, ширина 0,5 мм, длина 1,0 мм). В каждый из сформированных туннелей поместили по одному фрагменту лимбального аутотрансплантата. Операцию завершили наложением МКЛ и субконъюнктивальной инъекцией антибиотика и глюкокортикостероида.

Пациента наблюдали в течение 7 дней в стационаре.

На протяжении 2-х месяцев на пораженном глазу производили замену МКЛ каждые 7 дней. Через 2 недели после операции на здоровом глазу снята МКЛ, швы удалены, Vis 1.0.

Спустя 2 месяца МКЛ с пораженного глаза снята. Эпителизация на ранее пораженном глазу полная, эпителий рыхлый, Vis 0.05. На здоровом глазу место забора лимбального аутотранспланата без признаков поверхностной неоваскуляризации.

Спустя 12 месяцев отмечали полную эпителизацию и увеличение прозрачности роговицы на OS и отсутствие отрицательных явлений на OD. Vis OD 1.0, Vis OS 0.5

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии. Осуществляют поверхностное иссечение фиброваскулярной ткани с поврежденного глаза, фиксируют вакуумное кольцо на поверхности глаза, присоединяют к нему головку фемтосекундного лазера. Сканируют роговицу с помощью встроенного в рукоятку лазера оптической когерентной томографии, уточняют места расположения, глубины и конфигурации разрезов. Формируют фемтосекундным лазером 8-10 тангенциальных радиально расположенных роговичных туннелей лазером. Выкраивают на здоровом глазу лимбальный аутотрансплантат и делят его на 8-10 фрагментов, помещают в каждый из сформированных туннелей по одному фрагменту, устанавливают мягкую контактную линзу (МКЛ) на поврежденный глаз. При этом лимбальный аутотрансплантат выкраивают и делят на фрагменты при помощи низкоэнергетического высокочастотного фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 одномоментно. Вакуумное кольцо фемтосекундного лазера диаметром 10 мм фиксируют на поверхности здорового глаза таким образом, чтобы нижняя часть вакуумного кольца не попадала в оптическую зону роговицы. Выбирают глубину горизонтального реза, уровень затрачиваемой для работы лазера энергии в диапазоне 100-120%, активируют лазер и выкраивают с его помощью лимбальный аутотрансплантат длиной 2,0-3,0 мм, шириной 1,5 мм, толщиной до 350 мкм с разделением его на 8-10 фрагментов. После окончания работы лазера производят изъятие полученных фрагментов лимбального аутотрансплантата с помощью ирис-пинцета и помещают их в среду для консервации для временного хранения до момента трансплантации. Место забора лимбального аутотрансплантата укрывают конъюнктивой, накладывают два узловых шва и на здоровый глаз устанавливают МКЛ. Затем полученные фрагменты размещают в сформированные на поверхности поврежденного глаза фемтосекундным лазером туннели и устанавливают МКЛ. Способ позволяет получить полноценные по клеточному составу фрагменты лимбальной ниши, предназначенные для дальнейшей трансплантации на поврежденный глаз. 2 пр., 1 ил.

Способ реконструкции эпителиального слоя роговицы при одностороннем синдроме лимбальной недостаточности, включающий поверхностное иссечение фиброваскулярной ткани с поврежденного глаза, фиксацию вакуумного кольца на поверхности глаза, присоединение к нему головки фемтосекундного лазера, сканирование роговицы с помощью встроенного в рукоятку лазера оптической когерентной томографии, уточнение места расположения, глубины и конфигурации разрезов, формирование фемтосекундным лазером 8-10 тангенциальных радиально расположенных роговичных туннелей лазером, выкраивание на здоровом глазу лимбального аутотрансплантата и деление его на 8-10 фрагментов, помещение в каждый из сформированных туннелей по одному фрагменту, установление мягкой контактной линзы (МКЛ) на поврежденный глаз, отличающийся тем, что лимбальный аутотрансплантат выкраивают и делят на фрагменты при помощи низкоэнергетического высокочастотного фемтосекундного лазера Femto LDV Z8 одномоментно, при этом вакуумное кольцо фемтосекундного лазера диаметром 10 мм фиксируют на поверхности здорового глаза таким образом, чтобы нижняя часть вакуумного кольца не попадала в оптическую зону роговицы, выбирают глубину горизонтального реза, уровень затрачиваемой для работы лазера энергии в диапазоне 100-120%, активируют лазер и выкраивают с его помощью лимбальный аутотрансплантат длиной 2,0-3,0 мм, шириной 1,5 мм, толщиной до 350 мкм с разделением его на 8-10 фрагментов, после окончания работы лазера производят изъятие полученных фрагментов лимбального аутотрансплантата с помощью ирис-пинцета и помещают их в среду для консервации для временного хранения до момента трансплантации; место забора лимбального аутотрансплантата укрывают конъюнктивой, накладывают два узловых шва и на здоровый глаз устанавливают МКЛ, затем полученные фрагменты размещают в сформированные на поверхности поврежденного глаза фемтосекундным лазером туннели и устанавливают МКЛ.