Способ заготовки ультратонкого эндотелиального роговичного трансплантата для задней послойной кератопластики с использованием фемтосекундного лазера Российский патент 2024 года по МПК A61F9/08 

Изобретение относится к медицине, а более конкретно - к офтальмологии, и предназначено для заготовки ультратонкого эндотелиального роговичного трансплантата для задней послойной кератопластики (ЗПК) с помощью фемтосекундного лазера с регулируемой мощностью и расстоянием между импульсами.

Впервые методика задней послойной кератопластики была описана Melles в 1998 году. Позже она была модифицирована Terry в 2001 году и названа глубокая задняя послойная кератопластика. [Alió Del Barrio JL, Vargas V. Femtosecond Laser-Assisted Deep Lamellar Descemet Membrane Endothelial Keratoplasty for the Treatment of Endothelial Dysfunction Associated With Posterior Stromal Scarring. Cornea. 2019 Mar;38(3):388-391. doi: 10.1097/ICO.0000000000001829. PMID: 30531498] В России первыми результаты применения технологии задней автоматизированной послойной кератопластики (ЗАПК) в лечении эндотелиальной дистрофии опубликовали Б.Э. Малюгин и соавт. в 2013 г. [Первый опыт и клинические результаты задней автоматизированной послойной кератопластики (ЗАПК) с использованием предварительно выкроенных консервированных ультратонких роговичных трансплантатов. Малюгин Б.Э., Мороз З.И., Борзенок С.А., Дроздов И.В., Айба Э.Э., Паштаев А.Н. Офтальмохирургия 2013 №3]. На сегодняшний день чаще всего используется техника задней автоматизированной послойной кератопластики с использованием микрокератома, а также задняя послойная кератопластика с использованием фемтосекундного лазера. [Moshirfar M, Thomson AC, Ronquillo Y. Corneal Endothelial Transplantation. 2022 Jul 25. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan–. PMID: 32965936]. Известно, что только ультратонкие трансплантаты с толщиной в центральной зоне не более 130 мкм дают максимально высокие функциональные результаты. [Предварительные результаты задней послойной кератопластики с использованием высокоэнергетического фемтосекундного лазера для заготовки ультратонкого донорского роговичного трансплантата Кузьмичев К.Н., Паштаев А.Н., Измайлова С.Б., Малюгин Б.Э. Современные технологии в офтальмологии. 2018. № 4. С. 140-142]. Формирование ультратонкого трансплантата методом ЗАПК с использованием микрокератома сопряжено с риском перфорации его в центральной зоне, что недопустимо в условиях дефицита донорской ткани. [Марванова Л.Р. Новый способ формирования трансплантата для задней автоматизированной послойной кератопластики в лечении пациентов с эпителиально-эндотелиальной дистрофией роговицы. Медицинский вестник Башкортостана. 2018;13(5):27-33]. Трансплантат сформированный микрокератомом получается в форме мениска, с нерегулярной поверхностью, из-за чего происходит неточное сопоставление задней поверхности роговицы реципиента и трансплантата, что ведет к увеличению восстановительного периода, гиперметропическому сдвигу рефракции и риску дезадаптации трансплантата в послеоперационном периоде [Hosny MH, Marrie A, Karim Sidky M, GamalEldin S, Salem M. Results of Femtosecond Laser-Assisted Descemet Stripping Automated Endothelial Keratoplasty. J Ophthalmol. 2017;2017:8984367. doi: 10.1155/2017/8984367. Epub 2017 Jun 11. PMID: 28695004; PMCID: PMC5485480].

Альтернативным методом заготовки ультратонкого роговичного трансплантата является использование фемтосекундного лазера. Данный способ позволяет получить равномерный трансплантат предсказуемой толщины. На современных лазерных установках стало возможно использовать более низкую энергию лазера, но при этом более плотную частоту реза, что нивелирует негативное воздействие на эндотелиальные клетки и позволяет уменьшить их потерю и снизить частоту возникновения хейза в интерфейсе «донор-реципиент» в послеоперационном периоде [Shilova NF, Livny E, Anisimova NS, Antonova OP, Malyugin BE. Refractive outcomes following cataract combined with lamellar keratoplasty: femtosecond-DSEK versus microkeratome-DSAEK. Int Ophthalmol. 2021 Feb;41(2):639-647. doi: 10.1007/s10792-020-01619-7. Epub 2020 Oct 22. PMID: 33090312]

Ближайшим аналогом является способ заготовки ультратонких донорских роговичных трансплантатов для задней послойной кератопластики с эндотелиального доступа с помощью высокоэнергетического фемтосекундного лазера (патент № RU 2689884), где была представлена технология заготовки ультратонких донорских роговичных трансплантатов с помощью фемтосекундного лазера с регулируемой мощностью и расстоянием между импульсами, имеющим следующие характеристики: частота 200 кГц, энергия импульса 0,8 мкДж, расстояние между импульсами и рядами – 8 мкм, однако недостатком данного способа является недостаточное прорезывание заготавливаемого трансплантата, при этом осложняется отделение трансплантата от корнеосклерального диска донора, что сказывается на функциональном результате в послеоперационном периоде, позволяя достичь максимально корригированной остроты зрения до 0,8.

Задачей изобретения является разработка эффективного способа формирования ультратонких донорских эндотелиальных роговичных трансплантатов для повышения качества заготавливаемого донорского ультратонкого равномерного по толщине роговичного эндотелиального трансплантата и улучшения клинико-функциональных результатов операции.

Техническим результатом изобретения является получение более тонкого трансплантата с минимальным количеством остаточных перемычек в процессе заготовки с помощью высокоэнергетического фемтосекундного лазера с регулируемой мощностью и расстоянием между импульсами для ЗПК.

Технический результат достигается за счет изменения настроек фемтосекундного лазера таким образом, что, уменьшая энергию лазерного импульса и расстояние между импульсами и рядами, обеспечивается высокое качество реза и уменьшается толщина заготавливаемого трансплантата.

Способ осуществляется следующим образом. Донорскую роговицу, законсервированную в растворе для хранения роговицы Борзенка-Мороз изготовления ООО «Научно-экспериментальное производство Микрохирургия глаза» (Россия, ТУ 9393-013-29039336-2007, регистрационное удостоверение No ФСР2010106650), устанавливают эндотелием кверху и монтируют на искусственную переднюю камеру (ИПК), которую подключают к инфузионной системе, внутри которой создают давление внутри системы 20 см вод. ст., что важно для создания правильной и полной аппланации. Эндотелиальную поверхность роговицы увлажняют указанным выше раствором для минимизации потери эндотелиальных клеток в момент аппланации. Готовую для работы роговицу в ИПК помещают под аппланационную линзу, соединенную с высокоэнергетическим фемтосекундным лазером Wevelight FS 200, предварительно настроенный таким образом, что расстояние между точками - 4 мкм, между рядами - 4 мкм, энергия 0,5 мкДж. После обеспечения центровки и полной аппланации роговицы, под контролем компьютерной программы производят срез роговицы заданного профиля. Первый срез проводят в ламеллярной плоскости на глубине 120 мкм (от эндотелия), второй - в вертикальном направлении с глубины 140 мкм кверху (в сторону эндотелия) строго заданного диаметра, исходя из параметров роговицы реципиента, - от 6,0 до 9,5 мм, таким образом вертикальный срез на 20 мкм перекрывает плоскость ламеллярного среза, что обеспечивает высокое качество отделения трансплантата по краям среза. После окончания работы фемтосекундного лазера донорскую роговицу в ИПК помещают под операционный микроскоп. Отделение трансплантата от донорской роговицы производилось с помощью тупого шпателя, остаточных тканевых перемычек не определялось. Следующим этапом на роговице реципиента с височной стороны выполняют туннельный разрез длиной 1,5 мм и шириной 4,5 мм дозированным ножом, например, Mani (Япония) 2,0 мм, с носовой стороны производят парацентез. При помощи крючка Сински выполняют десцеметорексис диаметром от 6,0 до 9,5 мм. Готовый трансплантат задних слоев роговицы при помощи цангового пинцета (25 Ga Alcon, США) позиционировали в глайде Бузина эндотелием кверху. Наконечник глайда вводится в переднюю камеру через туннельный роговичный разрез. При помощи цангового пинцета, введенного через парацентез роговицы с носовой стороны, трансплантат выводится в переднюю камеру реципиента. Операция завершается введением воздуха или газовоздушной смеси для адгезии трансплантата. Последним этапом накладывается узловой шов нейлоном 10-0 на туннельный разрез роговицы. Данный способ позволяет получить более тонкий трансплантат с минимальным количеством остаточных перемычек в процессе заготовки, что обеспечивает быструю реабилитацию в послеоперационном периоде.

Для оценки качества трансплантатов, заготовленных по разным технологиям, было произведено исследование воздействия лазерной энергии на эндотелиальные клетки. Для окраски клеток использовался флуоресцентный краситель Live and Dead (Abcam). Соотношение живых/мертвых клеток в опытной группе составило 96,5/3,5%, в то время как в контрольной группе - 95,3/4,7%, было выполнено 10 снимков для каждого образца (2592*1944 пикселей, 1036*777,6 мкм).

Оценка повреждающего воздействия фемтолазерной энергии на эндотелий роговицы при использовании двух различных настроек не выявила статистически значимых различий между группами. (p>0,05)

Также при помощи конфокальной сканирующей микроскопии было изучено повреждение кератоцитов. В ультратонком трансплантате, выкроенном с применением новых настроек, прилегающие к срезу слои стромы (до глубины 26 мкм) содержали достоверно меньшее количество поврежденных кератоцитов, нежели в трансплантате, заготовленном с помощью энергетических параметров лазера, использованных ранее. (p<0,05)

Для оценки качества поверхности трансплантата была проведена атомно-силовая микроскопия. Шероховатость поверхности на мм², мкм при использовании старых параметров высокоэнергетического фемтосекундного лазера, составила 18.72±12.0, в то время как на новых параметрах-16,21±10.0

Предлагаемый способ поясняется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациент С., 66 лет, с диагнозом: дистрофия роговицы Фукса правого глаза, артифакия. Острота зрения 0,01 н/к. Кератометрия ах 73° 45,61^D ах 70° 42,15^D. Пахиметрия по центру 657 мкм. По данным эндотелиальной микроскопии ПЭК не определяется. На первом этапе операции из донорской роговицы с ПЭК 2780 кл/мм² получен трансплантат для выполнения задней послойной кератопластики. Для этого донорскую роговицу, законсервированную в среде Борзенка-Мороз, эндотелием кверху монтировали на искусственную переднюю камеру, которую подключали к инфузионной системе, внутри которой создавали давление внутри системы 20 см вод. ст. Эндотелиальную поверхность роговицы увлажняли консервационной средой Борзенка-Мороз для минимизации потери эндотелиальных клеток в момент аппланации. Затем готовую для работы роговицу в ИПК помещали под аппланационную линзу, соединенную с высокочастотным фемтосекундным лазером Alcon «Wevelight FS 200». После обеспечения центровки и полной аппланации роговицы, под контролем компьютерной программы выкраивали ультратонкий трансплантат диаметром 6,0 мм и толщиной 120 мкм. Использовали следующие энергетические параметры работы фемтосекундного лазера: расстояние между точками - 4 мкм, между рядами - 4 мкм, энергия лазерного импульса 0,5 мкДж.

После окончания работы фемтосекундного лазера донорскую роговицу в ИПК помещают под операционный микроскоп. Отделение трансплантата от донорской роговицы производилось с помощью тупого шпателя. Следующим этапом на роговице реципиента с височной стороны выполняй туннельный разрез длиной 1,5 мм и шириной 4,5 мм, с носовой стороны - парацентез. При помощи крючка Сински выполнили десцеметорексис диаметром 6,0 мм. Готовый трансплантат задних слоев роговицы при помощи цангового пинцета (25 Ga Alcon, США) позиционировали в глайде Бузина эндотелием кверху. Наконечник глайда вводится в переднюю камеру через туннельный роговичный разрез. При помощи цангового пинцета, введенного через парацентез роговицы с носовой стороны, трансплантат выводится в переднюю камеру реципиента. Операция завершается введением воздуха для адгезии трансплантата. Последним этапом накладывали узловой шов нейлоном 10-0 на туннельный разрез роговицы. На следующий день после операции трансплантат прозрачный, роговица несколько отечная, множественные складки десцеметовой мембраны, в передней камере 1/2 пузырь воздуха, адаптация трансплантата полная. Острота зрения 0,1 н/к. Кератометрия ах 84° 44,35 ^D ах 174 43,55^D. На шестой день трансплантат прозрачный, сохраняется отек роговицы, острота зрения 0,2 н/к, пахиметрия в центре роговицы 613 мкм, по данным оптической когерентной томографии толщина трансплантата в центральной зоне - 102 мкм. ПЭК - 2410 кл/мм². Через 3 месяца зрение 0,8 н/к, трансплантат прозрачный, ПЭК - 2235 кл/мм², сфероэквивалент рефракции +0,5 дптр. Через 1 год трансплантата прозрачный, КОЗ 1,0 н/к. ПЭК - 2230 кл/мм², кератометрия ах 74°43,15^D  ах174 43,25^D, сфероэквивалент рефракции +0,5 дптр, по даным ОСТ минимальная толщина трансплантата в центральной зоне - 75 мкм, на периферии - 91 мкм, «хейза» нет

Пример 2. Пациент Н., 59 лет, с диагнозом: буллезная кератопатия левого глаза, артифакия. Острота зрения 0,02 н/к. Кератометрия ax 152° 46,15^D ах 62 44,20^D. Пахиметрия по центру 829 мкм. По данным эндотелиальной микроскопии ПЭК не определяется. На первом этапе операции из донорской роговицы с ПЭК 2866 кл/мм² получен трансплантат для выполнения задней послойной кератопластики. Для этого донорскую роговицу, законсервированную в среде Борзенка-Мороз, эндотелием кверху монтировали на искусственную переднюю камеру, которую подключали к инфузионной системе, внутри которой создавали давление внутри системы 20 см вод. ст. Эндотелиальную поверхность роговицы увлажняли консервационной средой Борзенка-Мороз для минимизации потери эндотелиальных клеток в момент аппланации. Затем готовую для работы роговицу в ИПК помещали под аппланационную линзу, соединенную с высокочастотным фемтосекундным лазером Alcon «Wevelight FS 200». После обеспечения центровки и полной аппланации роговицы, под контролем компьютерной программы выкраивали ультратонкий трансплантат диаметром 9,5 мм и толщиной 120 мкм. Использовали следующие энергетические параметры работы фемтосекундного лазера: расстояние между точками - 4 мкм, между рядами - 4 мкм, энергия лазерного импульса 0,5 мкДж.

После окончания работы фемтосекундного лазера донорскую роговицу в ИПК помещают под операционный микроскоп. Отделение трансплантата от донорской роговицы производилось с помощью тупого шпателя. Следующим этапом на роговице реципиента с височной стороны выполняй туннельный разрез длиной 1,5 мм и шириной 4,5 мм, с носовой стороны - парацентез. При помощи крючка Сински выполнили десцеметорексис диаметром 9,5 мм. Готовый трансплантат задних слоев роговицы при помощи цангового пинцета (25 Ga Alcon, США) позиционировали в глайде Бузина эндотелием кверху. Наконечник глайда вводится в переднюю камеру через туннельный роговичный разрез. При помощи цангового пинцета, введенного через парацентез роговицы с носовой стороны, трансплантат выводится в переднюю камеру реципиента. Операция завершается введением воздуха для адгезии трансплантата. Последним этапом накладывали узловой шов нейлоном 10-0 на туннельный разрез роговицы. На следующий день после операции трансплантат прозрачный, роговица несколько отечная, множественные складки десцеметовой мембраны, в передней камере 1/2 пузырь воздуха, адаптация трансплантата полная. Острота зрения 0,05 н/к. На шестой день трансплантат прозрачный, сохраняется отек роговицы, острота зрения 0,1 н/к, пахиметрия в центре роговицы 634 мкм, по данным оптической когерентной томографии толщина трансплантата в центральной зоне - 109 мкм. ПЭК - 2498 кл/мм². Через 3 месяца зрение 0,7 н/к, трансплантат прозрачный, ПЭК - 2310 кл/мм², сфероэквивалент рефракции +0,4 дптр. Через 1 год трансплантата прозрачный, КОЗ 1,0 н/к. ПЭК - 2290 кл/мм², кератометрия ах 160° 44,05^D  ах70 43,55^D, сфероэквивалент рефракции +0,4 дптр, по даным ОСТ минимальная толщина трансплантата в центральной зоне - 79 мкм, на периферии - 98 мкм, «хейза» нет.

Данный способ заготовки ультратонкого эндотелиального роговичного трансплантата для задней послойной кератопластики с использованием фемтосекундного лазера с регулируемой мощностью и расстоянием между импульсами обеспечивает:

- быструю зрительную реабилитацию (высокая адгезия трансплантата к роговице реципиента, низкий риск послеоперационной дислокации трансплантата, высокая НКОЗ после операции за счет того, что гиперметропический сдвиг рефракции после операции не более +0,5 дптр.)

- получение качественного, равномерного по толщине ультратонкого роговичного трансплантата

-отсутствие риска перфорации, что позволяет уменьшить выбраковку донорского материала

- минимизация остаточных перемычек и более легкое отделение трансплантата от корнеосклерального диска донора.

- минимизация потери эндотелиальных клеток во время работы фемтосекундного лазера.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии. Проводят заготовку ультратонкого эндотелиального роговичного трансплантата для задней послойной кератопластики посредством фемтосекундного лазера, работающего на частоте 200 кГц. При этом используют энергию лазерного импульса 0,5 мкДж, выставляют расстояние между точками 4 мкм, а между рядами 4 мкм, после чего выполняют центровку и аппланацию роговицы. Далее производят срез роговицы, при этом первый срез проводят в ламеллярной плоскости на глубине 120 мкм от эндотелия, второй - в вертикальном направлении с глубины 140 мкм кверху в сторону эндотелия, таким образом, чтоб вертикальный срез на 20 мкм перекрывал плоскость ламеллярного среза. Диаметр роговичного трансплантата задают исходя из параметров роговицы реципиента, от 6,0 до 9,5 мм. Способ позволяет получить более тонкий трансплантат с минимальным количеством остаточных перемычек. 2 пр.

Способ заготовки ультратонкого эндотелиального роговичного трансплантата для задней послойной кератопластики посредством фемтосекундного лазера, работающего на частоте 200 кГц, отличающийся тем, что используют энергию лазерного импульса 0,5 мкДж, выставляют расстояние между точками 4 мкм, а между рядами 4 мкм, после чего выполняют центровку и аппланацию роговицы, после чего производят срез роговицы, при этом первый срез проводят в ламеллярной плоскости на глубине 120 мкм от эндотелия, второй - в вертикальном направлении с глубины 140 мкм кверху в сторону эндотелия, таким образом, чтоб вертикальный срез на 20 мкм перекрывал плоскость ламеллярного среза, при этом диаметр роговичного трансплантата задают исходя из параметров роговицы реципиента, от 6,0 до 9,5 мм.