Способ лечения кератоконуса I-II стадии Российский патент 2024 года по МПК A61F9/08 A61N5/06 A61K31/525 A61P27/02 

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для лечения прогрессирующего кератоконуса на ранних стадиях заболевания.

Известен способ стандартного ультрафиолетового (УФ) кросслинкинга (сшивания) роговицы, который обеспечивает ее укрепление за счет фотополимеризации коллагеновых волокон стромы вследствие УФ облучения роговой оболочки длиной волны 370 нм в присутствии фотосенсибилизатора (рибофлавин) [Wollensak G., Spoerl Е., Seiler Т. Riboflavin/ultraviolet-A induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus // Am. J. Ophthalmol. - 2003. - Vol. 135. - N 5. - P. 620-627]. Важным этапом стандартного кросслинкинга является удаление роговичного эпителия, что обеспечивает полноценную диффузию фотосенсибилизатора (ФС) в строму. Длительность и мощность стандартного УФ облучения, после ее деэпителизации и пропитывания роговицы 0,1% рибофлавином, составляют 30 минут и 3 мВт/см, соответственно.

К настоящему времени появилось несколько модификаций УФ кросслинкинга роговицы. Предложен трансэпителиальный способ доставки рибофлавина в строму с сохранением роговичного эпителия и последующим УФ облучением (3 мВт/см, 30 минут) [Bikbova G., Bikbov М. Transepithelial corneal collagen cross-linking by iontophoresis of riboflavin // Acta Ophthalmol. - 2014. - Vol. 92. - N 1. - P. 30-34] или кросслинкинг тонких роговиц и др. [Kaya V., Utine С.А., Yilmaz O.F. Intraoperative corneal thickness measurements during corneal collagen cross-linking with hypoosmolar riboflavin solution in thin corneas // Cornea. - 2012. - Vol. 31. - N 5. - P. 486- 490]. При этом ФС проникает в строму посредством ионофореза.

Известен способ акселерированного (ускоренного) УФ кросслинкинга, включающий насыщение роговицы 0,1% водным раствором рибофлавина и УФ облучение, при этом длительность воздействия ультрафиолета сокращается пропорционально увеличению мощности излучения, например, 15 минут и 6 мВт/см², или 10 минут и 9 мВт/см², или 5 минут и 18 мВт/см² [Alnawaiseh М., Rosentreter A., Bohm M.R., Eveslage М., Eter N., Zumhagen L. Accelerated (18 mW/cm²) corneal collagen cross-linking for progressive keratoconus//Cornea. - 2015.-Vol.34.-N 11.-P. 1427-1431].

Наиболее близким аналогом изобретения является способ лечения кератэктазий, включающий выполнение трансэпителиального ультрафиолетового кросслинкинга роговицы и импульсного акселерированного, при котором УФ облучение роговицы производится в результате чередующихся засветов и пауз. УФ излучение мощностью 45 мВт/см² генерировалось в течение 10 минут в импульсном режиме: 1 секунда - засвет, затем 1 секунда - пауза (итого суммарно: 5 минут - УФ засвет, 5 минут - пауза). При этом для насыщения стромы роговицы использовали инсталляции 0,25% раствора рибофлавина мононуклеотида на изотонической основе с гидроксипропилметилцеллюлозой и бензалкония хлоридом в течение 4 минут, затем в течение 6 минут производили инсталляции 0,25% раствора рибофлавина мононуклеотида изотонического. В этом случае насыщение происходило трансэпителиально за счет одного из компонентов раствора - бензалкония хлорида, который «разрыхляет» эпителий роговицы и способствует пенетрации ФС. В процессе УФ воздействия инсталляции ФС не проводили [Zhang X., Sun L., Shen Y., Tian M., Zhao J., Zhao Y., Li M., Zhou X. Biomechanical and histopathologic effects of pulsed-light accelerated epithelium-On/-Off corneal collagen cross-linking // Cornea. - 2017. - Vol. 36. -N7.-P. 854-859].

Отличием стандартной техники от импульсного УФ кросслинкинга является то, что в последнем случае возрастает интенсивность образования активных форм кислорода (АФК) и, соответственно, отмечается преобладание в процессе выполнения процедуры «кислородозависимого» типа сшивания над «бескислородным» [Lombardo М., Pucci G., Barberi R., Lombardo G. Interaction of ultraviolet light with the cornea: Clinical implications for corneal crosslinking // J. Cataract. Refract. Surg. - 2015. - Vol.41. - N 2. - P. 446-459; Халимова Л.И. Оценка эффективности акселерированного и импульсного акселерированного ультрафиолетового кросслинкинга роговицы по характеру демаркационной линии стромы // Офтальмология. - 2019. - Том 16. - №1S. - С. 127-131]. Считается, что в паузы при УФ облучении происходит некоторое восполнение АФК в тканях передней стромы за счет кислорода воздуха периокулярной области, что необходимо для качественного сшивания коллагеновых фибрилл.

Следует отметить, что представленные выше способы УФ кросслинкинга роговицы не лишены определенных недостатков. В первом случае - это продолжительность стандартной процедуры, которая может занимать более 1 часа (деэпителизация, 30 минут насыщение стромы рибофлавином и 30 минут УФ облучение). Учитывая, что УФ кросслинкинг проводится под местной анестезией, длительность процедуры представляет существенное неудобство для пациентов. При этом отмечается значительный расход раствора рибофлавина, необходимый для постоянного орошения поверхности роговицы.

Стандартная и акселерированная методики вызывают, как правило, развитие характерных кросслинкингиндуцированных осложнений, таких как, роговичный синдром, сопровождающийся болевым ощущением, транзиторный отек стромы и псевдохейз (помутнение) роговицы. Кроме этого, деэпителизация может служить потенциальным источником постоперационных инфекций [Бикбов М.М., Халимов А.Р., Усубов Э.Л. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы // Вестник Российской академии медицинских наук. - 2016. - Т. 71. - №3. - С. 224-232]. Было показано, что эффективность акселерированного протокола ниже стандартного. Это связано с меньшим количеством основного кислорода и образованием его активных форм, необходимых для формирования сшивок, в связи с более высокой мощностью энергии излучения ультрафиолета, используемого при выполнении укоренного кросслинкинга [Wernli J., Schumacher S., Spoerl E., Mrochen M. The efficacy of corneal cross-linking shows a sudden decrease with very high intensity UV light and short treatment time // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2013. - Vol. 54. - N 2. -P. 1176-1780].

Неинвазивный трансэпителиальный УФ кросслинкинг оказывает благоприятный терапевтический эффект на роговицу пациентов с эктазиями, однако специалистами ставится под сомнение его эквивалентная эффективность стандартной процедуре [Райскуп Ф., Фурашова О., Шпорль Э. Кросслинкинг роговичного коллагена при кератоконусе: Epi-on или Epi-off // Российский офтальмологический журнал. - 2015. - Т. 8. - №4. - С.96-100; Shalchi Z., Wang X., Nanavaty М.А. Safety and efficacy of epithelium removal and transepithelial corneal collagen crosslinking for keratoconus // Eye. - 2015. - Vol. 29. - P. 15-29].

Особенностью импульсного акселерированного сшивания роговицы является поддержание высокой мощности УФ воздействия в пульсирующем режиме (с равными по длительности, чередующимися засветами и паузами), что позволяет в некоторой степени восполнить нехватку основного кислорода. В свою очередь это дает возможность снизить традиционные кросслинкингассоциированные осложнения и сократить продолжительность процедуры в сравнении со стандартной техникой. Однако эффективность импульсного акселерированного кросслинкинга роговицы также может считаться сниженной по причине недостаточной пассивной оксигенации облучаемого участка роговицы, происходящего лишь за счет воздуха окружающей среды.

Задачей изобретения является усовершенствование метода УФ кросслинкинга роговицы, применяемого в лечении прогрессирующего кератоконуса.

Техническим результатом изобретения является: сокращение продолжительности процедуры, исключение развития роговичного синдрома, снижение риска инфекционных и кросслинкингиндуцированных осложнений в послеоперационном периоде и уменьшение срока реабилитации пациентов за счет дополнительной оксигенации роговой оболочки и сохранения эпителия роговицы.

Изобретение иллюстрируется фигурой, на которой изображено используемое приспособление в виде защитных плотно прилегающих к краю орбиты очков без стекла.

Предлагаемый способ лечения кератоконуса I-II стадии выполняется следующим образом. Проводят форсированный ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы в условиях операционной. После местной инстилляционной анестезии устанавливают векорасширитель. При этом деэпителизацию роговицы не производят. Насыщение стромы осуществляют раствором 0,25% рибофлавина мононуклеотида на изотонической основе посредством ионофореза роговицы силой тока 1 мА в течение 10 минут. Состоятельность пропитывания стромы рибофлавином оценивают по люминесценции при биомикроскопии на щелевой лампе с кобальтовым (синим) светофильтром. По завершении насыщения на окулярную область устанавливают приспособление в виде защитных плотно прилегающих к краю орбиты очков без фронтального стекла, в которое из баллона подают увлажненный кислород с парциальным давлением 90% (2 л/мин) (фигура). В процессе подачи газообразного кислорода в периокулярной области и на поверхности роговицы создается его повышенная концентрация, таким образом, кислород, обладающий более высокой молярной массой (32 г/моль) по сравнению с воздухом (28,836 г/моль), способен накапливаться в объемном пространстве приспособления, вытесняя воздух. В результате повышается эффективность УФ кросслинкинга за счет преобладания более эффективного и менее повреждающего кислородного типа сшивания коллагеновых фибрилл [Lombardo М., Micali N., Villari V., Serrao S., Pucci G., Barberi R., Lombardo G. Ultraviolet A: Visible spectral absorbance of the human cornea after transepithelial soaking with dextran-enriched and dextran-free riboflavin 0.1% ophthalmic solutions // J. Cataract. Refract. Surg. - 2015a. - Vol. 41. - N 10. - P. 2283-2290]. Одновременно с этим производят УФ облучение роговицы в импульсном акселерированном режиме (1 секунда засвет / 1 секунда пауза): мощность 18 мВт/см², длительностью воздействия 10 минут (5 минут - УФ засвет, 5 минут - пауза). При этом в процессе УФ облучения выполняют периодические инсталляции водного изотонического раствора 0,1% рибофлавина мононуклеотида из расчета 1 капля в минуту. Подачу кислорода в зону роговицы производят в течение всего рабочего цикла (10 минут). После операции проводят инсталляции противовоспалительных и антибактериальных глазных капель. Такая неинвазивная техника (без удаления эпителия роговицы) исключает в послеоперационном периоде развитие роговичного синдрома, болевые ощущения, снижает выраженность отека роговицы и развитие псевдохейза. В этом случае дефицит кислорода, наблюдаемый в процессе УФ облучения при выполнении известных клинических протоколов кросслинкинга, восполняется за счет его форсированной доставки в периокулярную область.

Известно, что одним из основных критериев эффективности УФ кросслинкинга роговицы является повышение ее прочностно-механических свойств. Исследование биомеханических показателей роговицы в эксперименте выполняли после УФ кросслинкинга свиных роговичных дисков и полос в кислородной среде с последующим их тестированием на разрывной испытательной машине МТ-140 («Метротекс», Россия). Прочность роговиц оценивали по величине модуля продольной упругости Юнга:

где:

- масса образца (кг),

- ускорение свободного падения (m/c²),

- длина образца до растяжения (мм²),

- площадь поперечного сечения образца (мм),

- приращение длины образца (мм).

Экспериментальные исследования проведены в 5-и группах: 1-ая группа контрольная (интактные роговицы) и 4 опытные группы. В 4-х экспериментальных группах (по 12 роговиц в каждой) проводился УФ кросслинкинг свиных роговиц ex vivo с помощью устройства «УФалинк Квант» (per. удостоверение № РЗН 2019/8172):

во 2-ой - стандартным способом с деэпителизацией роговицы (3 мВт/см² - 30 мин) с 0,1% рибофлавином мононуклеотидом,

в 3-й - акселерированным методом с деэпителизацией роговицы (18 мВт/см² - 5 мин) с 0,1% рибофлавином мононуклеотидом,

в 4-ой - импульсной акселерированной техникой с деэпителизацией роговицы (18 мВт/см² - 10 мин, из которых 1 сек засвет / 1 сек пауза) с 0,1% рибофлавином мононуклеотидом,

в 5-ой - форсированным способом без деэпителизации роговой оболочки, при которой пропитывание стромы ФС осуществляется раствором 0,25%) рибофлавина мононуклеотида посредством ионофореза роговицы силой тока 1 мА продолжительностью 10 минут. УФ облучение (18 мВт/см² - 10 мин, из которых 1 сек засвет / 1 сек пауза) выполняется в присутствии принудительно подаваемого на свиную роговицу кислорода с инсталляциями в процессе облучения 0,1% раствора рибофлавина мононуклеотида с интервалом 1 капля / мин.

Во всех опытных группах (2-5) отмечали достоверное увеличение модуля Юнга свиных роговичных полос и дисков, обработанных ультрафиолетом с рибофлавином, по сравнению с интактным контролем, соответственно на 170-211% и 111-134%. Полученные данные показали, что статистически достоверная разница между опытными группами отсутствовала (таблица 1). Однако, абсолютные значения модуля продольной упругости Юнга при использовании форсированной техники кросслинкинга (группа 5) превышала показатели других опытных групп.

Эффективность УФ кросслинкинга нередко оценивают по глубине залегания демаркационной линии в строме роговицы. Принято считать, что демаркационная линия представляет собой границу разграничения между слоем стромы с состоявшимся кросслинкингом и интактным слоем [Халимова Л.И. Оценка эффективности акселерированного и импульсного акселерированного ультрафиолетового кросслинкинга роговицы по характеру демаркационной линии стромы // Офтальмология. - 2019. - Том 16. - № 1S. - C. 127-131].

В эксперименте на 12 кроликах породы Шиншилла in vivo [4 группы по 3 кролика (6 глаз) в каждой] нами проведена оценка образования и локализации демаркационной линии в роговице в течение 1-1,5 месяцев после УФ кросслинкинга по описанным выше протоколам. Стандартный протокол был взят нами за контроль. Визуализацию демаркационной линии проводили прижизненно методом оптической когерентной томографии (ОКТ). Состояние роговицы кроликов, в частности толщину, оценивали по результатам ОКТ до и после (3 месяца) проведения процедуры кросслинкинга.

Проанализировав экспериментальные данные ОКТ в дооперационном и отдаленном послеоперационном периоде, можно утверждать, что сшивание фибрилл коллагена имело место во всех опытных группах, о чем свидетельствовало, в частности, снижение центральной толщины роговицы животных всех групп с 402±9,5 до 358±15,2 мкм. Принято считать, что это происходит за счет уплотнения коллагеновых волокон стромы. Визуализацию демаркационной линии отмечали в 66,7-83,3% случаев (таблица 2). При этом статистически значимых отличий по глубине расположения демаркационной линии между опытными группами не выявлено. Однако абсолютные величины исследуемого показателя в группе 4 после форсированного кросслинкинга превышали таковые в контроле и сравниваемых группах 1-3. Это обстоятельство может служить дополнительным аргументом в пользу эффективности заявляемой методики УФ кросслинкинга.

Анализ плотности кератоцитов в слоях стромы кроликов in vivo по данным ОКТ свидетельствовал о снижении показателя во всех опытных группах, где производился УФ кросслинкинг роговицы (таблица 3). Это вызвано активацией апоптоза кератоцитов преимущественно в переднем и среднем слоях стромы под воздействием АФК. Наибольшую сохранность клеток роговицы отмечали в группах, где выполняли импульсный акселерированный и форсированный кросслинкинг.

В клинические наблюдения включены 12 пациентов (12 глаз) с кератоконусом I-II стадии по классификации Амслер (1961) в возрасте 26-35 лет. У 7 пациентов (7 глаз) был проведен стандартный УФ кросслинкинг, у 5 (5 глаз) - форсированный УФ кросслинкинг роговицы. В обследуемой группе из 7 пациентов после стандартного УФ кросслинкинга незначительный псевдохейз роговицы отмечался (до 1,5-2 месяцев) у 6 пациентов (85,7%), в 1 случае хейз роговицы сохранялся продолжительное время. Других послеоперационных осложнений не отмечали. В группе из 5 пациентов после форсированного УФ кросслинкинга незначительный псевдохейз роговицы отмечался (до 2,5 недель) у 1 пациента (20%). Других постоперационных осложнений не выявлено.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими клиническими примерами: примером №1 УФ кросслинкинга роговицы стандартным способом (контрольная группа сравнения); примером №2 кросслинкинга роговицы по предлагаемому способу.

Пример 1. Больная С, 26 лет. Находилась на стационарном лечении с диагнозом - кератоконус обоих глаз II стадии.

Результаты обследования OS (левый глаз): острота зрения - 0,2. Максимальная преломляющая сила роговицы - 52,5 дптр, минимальная преломляющая сила роговицы - 46,2 дптр, величина роговичного астигматизма - 6,3 дптр, толщина роговицы в самой тонкой точке - 438 мкм по данным ОКТ.

Стандартный УФ кросслинкинг роговицы левого глаза проведен в условиях в операционной под местной анестезией после инсталляции глазных капель 0,4% оксибупрокаина («Инокаин», Индия). Шпателем производили деэпителизацию роговицы диаметром около 8-9 мм. В течение 30 мин выполняли инсталляции раствора 0,1% рибофлавина мононуклеотида с 20% декстраном (Декстралинк, Россия, per. удостоверение № ФСР 2010/09071) из расчета 1 капля в минуту. Состоятельность насыщения стромы рибофлавином оценивали по фотолюминесценции при биомикроскопии с кобальтовым (синим) светофильтром. Для УФ облучения роговицы глаза использовали устройство офтальмологическое для УФО роговицы «УФалинк Квант» (Россия, per. удостоверение № РЗН 2019/8172). Стандартная мощность УФ облучения составила 3 мВт/см², продолжительность - 30 мин. В процессе УФ воздействия производили инсталляции раствора Декстралинк из расчета 1 капля в 2 мин. По завершении облучения на роговицу накладывали мягкую контактную бандажную линзу.

В послеоперационном периоде в течение 4-х дней проводили инсталляции глазных капель 0,5% левофлоксацина («Белмедпрепараты», Беларусь). Полная эпителизация роговицы завершилась на 4 сутки. Клинически после кросслинкинга глаз умеренно раздражен. После завершенной эпителизации роговой оболочки была назначена местная стероидная терапия. Незначительный псевдохейз роговицы сохранялся в течение 6 недель. К концу 2 месяца роговица прозрачная. По данным ОКТ в строме на глубине 280 мкм визуализировалась характерная демаркационная линия.

Результаты контрольного осмотра через 6 месяцев - глаз спокоен, роговица прозрачная. Объективные данные: острота зрения - 0,2. Максимальная преломляющая сила роговицы - 51,3 дптр, минимальная преломляющая сила роговицы - 45,7 дптр, величина роговичного астигматизма - 5,6 дптр, толщина роговицы в самой тонкой точке - 406 мкм, по данным ОКТ. Демаркационная линия не визуализируется.

Пример 2. Больной Р., 29 лет. Находился на стационарном лечении с диагнозом - кератоконус обоих глаз II стадии.

Данные обследования OS (левый глаз): острота зрения - 0,3. Максимальная преломляющая сила роговицы - 53,1 дптр, минимальная преломляющая сила роговицы - 47,4 дптр, величина роговичного астигматизма - 5,7 дптр, толщина роговицы в самой тонкой точке - 418 мкм, по данным ОКТ.

Форсированный УФ кросслинкинг роговицы левого глаза проведен в условиях операционной. В качестве анестезии применяли инсталляции 0,4% оксибупрокаина («Инокаин», Индия). Затем устанавливали векорасширитель. Насыщение стромы роговицы фотосенсибилизатором (0,25% рибофлавина мононуклеотид) проводили посредством ионофореза с использованием Устройства для ионофореза роговицы «ИОН» (регистрационное удостоверение РУ № РЗН 2019/8901) в рабочем режиме - сила тока 1 мА, продолжительность 10 минут. Исследовали эффективность пропитывания стромы рибофлавином по люминесценции при биомикроскопии с синим кобальтовым светофильтром. Для УФ облучения роговицы глаза применяли устройство офтальмологическое «УФалинк Квант» (Россия, per. удостоверение № РЗН 2019/8172) в импульсном режиме. Мощность УФ облучения 18 мВт/см, продолжительность 10 мин, из которых 1 сек засвет / 1 сек пауза. В процессе УФ облучения в периокулярную область и на роговицу обеспечивалась подача увлажненного кислорода с парциальным давлением 90% (2 л/мин) и производились инстилляции раствора 0,1% рибофлавина мононуклеотида (1 капля в 1 минуту).

Клинически после форсированного кросслинкинга глаз спокоен, болевой синдром отсутствовал, острота зрения без коррекции - 0,2-0,3. Еле заметный псевдохейз стромы роговицы наблюдали в течение 1-2 недель. Через 2 недели отмечалась полная элиминация псевдохейза, острота зрения - 0,3. Демаркационная линия по данным ОКТ визуализировалась на глубине 255 мкм. Через 6 месяцев острота зрения 0,4. Максимальная преломляющая сила роговицы - 50,4 дптр, минимальная преломляющая сила роговицы - 44,5 дптр, величина роговичного астигматизма - 5,9 дптр, толщина роговицы в самой тонкой точке - 416 мкм по данным ОКТ. Демаркационная линия не визуализируется. Осложнения не наблюдали.

Таким образом, предлагаемый способ лечения - форсированный ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы, применяемый в лечении прогрессирующего кератоконуса, обеспечивает эффективное и безопасное проведение процедуры, сопоставимое с эталонным стандартным протоколом, за счет сохранения эпителия и трансэпителиальной доставки фотосенсибилизатора в строму посредством ионофореза, дополнительной оксигенации роговицы с использованием окулярного устройства, сокращает время хирургического вмешательства (с 30 до 10 минут), в послеоперационном периоде практически исключает риск возникновения инфекционных осложнений и сводит к минимуму частоту кросслинкингассоциированных расстройств (роговичный синдром, корнеальные помутнения, понижение плотности кератоцитов), уменьшает продолжительность реабилитационного периода, снижает затраты фотосенсибилизирующего раствора при инсталляциях.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для лечения кератоконуса I-II стадии. Для этого стромы роговицы насыщают 0,25% водным изотоническим раствором рибофлавина мононуклеотида в течение 10 минут посредством ионофореза роговицы силой тока 1 мА. Проводят ультрафиолетовое (УФ) облучение роговицы мощностью 18 мВт/см² продолжительностью 10 минут в импульсном режиме 1 секунда - засвет, затем 1 секунда – пауза. Одновременно с УФ облучением производят оксигенацию роговицы путем подачи увлажненного кислорода с парциальным давлением 90% в периокулярную область через приспособление в виде защитных плотно прилегающих к краю орбиты очков без фронтального стекла, при этом в процессе УФ воздействия выполняют периодические инсталляции раствора 0,1% водного изотонического раствора рибофлавина мононуклеотида из расчета 1 капля в минуту. Изобретение обеспечивает сокращение продолжительности процедуры, исключение развития роговичного синдрома, снижение риска инфекционных и кросслинкингиндуцированных осложнений в послеоперационном периоде и уменьшение срока реабилитации пациентов за счет дополнительной оксигенации роговой оболочки и сохранения эпителия роговицы. 1 ил., 3 табл., 2 пр.

Способ лечения кератоконуса I-II стадии, включающий трансэпителиальное насыщение стромы роговицы 0,25% водным изотоническим раствором рибофлавина мононуклеотида в течение 10 минут, ультрафиолетовое (УФ) облучение роговицы продолжительностью 10 минут в импульсном режиме 1 секунда - засвет, затем 1 секунда - пауза, отличающийся тем, что насыщение стромы раствором 0,25% рибофлавина мононуклеотида проводят посредством ионофореза роговицы силой тока 1 мА, одновременно с УФ облучением мощностью 18 мВт/см² производят оксигенацию роговицы путем подачи увлажненного кислорода с парциальным давлением 90% в периокулярную область через приспособление в виде защитных плотно прилегающих к краю орбиты очков без фронтального стекла, при этом в процессе УФ воздействия выполняют периодические инсталляции раствора 0,1% водного изотонического раствора рибофлавина мононуклеотида из расчета 1 капля в минуту.