Искусственная пересадка роговицы

Предпосылки для искусственной пересадки роговицы

Искусственная пересадка роговицы основана на использовании роговичного трансплантата, изготовленного, по меньшей мере частично, из синтетического сырья, и предназначена для обеспечения оптического, структурного и функционального ответа пациентам, которые страдают от слепоты из-за заболевания в роговице глаза. В мире около 4.9 миллиона человек с двусторонней слепотой, вторичной по отношению к заболеванию роговицы, что составляет 12% от общей мировой слепоты. Распространённые причины - это патологии передней роговицы, такие как трахома, инфекционный кератит, травма глаза и химические повреждения - все они более распространены в развивающихся странах. Первичная пересадка роговицы (послойная пересадка роговицы или полнослойная пересадка роговицы) имеет высокую выживаемость трансплантата - 87% и 93% через год и 72% до 73% через 5 лет в несложных глазах. Выживаемость пересадки снижается в глазах, перенёсших повторные пересадки, и в сложных глазах, несмотря на достижения в техниках пересадки и более избирательную пересадку тканей. Возможно, эти глаза с высоким риском недостаточности трансплантата достигнут лучшего результата с искусственной пересадкой роговицы.

Факторы риска и показания для искусственной пересадки роговицы

Высокие факторы риска включают рецидивирующее и хроническое воспаление внешней поверхности глаза, глаукому и глаза с многочисленными кровеносными сосудами в роговице. В мире доступность сырья (роговицы от донора) может быть ограничена из-за снабжения донорами и потребности в учреждениях глазных банков. Искусственную пересадку роговицы можно рассматривать при сложных заболеваниях роговицы, таких как множественные неудачи пересадок или тяжёлое воспалительное заболевание поверхности глаза (после ожога, Стивенс-Джонсон и т. д.).

Роговицы и устройства, используемые для искусственной пересадки роговицы

Было предложено много устройств для искусственной пересадки роговицы (кератопротез; KPro). Пелье де Кенгси впервые описал первоначальную идею в 1789 году. Обычно у них есть центральная прозрачная оптика с жёсткими юбочными пластинами, между которыми вносится донорская роговичная ткань, или мягкая оптика и юбка. Важность подходящего материала юбки с интеграцией тканей внешней поверхности глаза была прояснена на более ранних моделях, которые были сделаны из резины, молочного белка, дакрона, кристалла, стекла и целлулоида, что приводило к экструзии трансплантата позднее после пересадки. За годы улучшение методов естественной пересадки роговицы (только из донорской роговицы) вызвало спад интереса к искусственной пересадке роговицы и её разработке. Однако открытие полиметилметакрилата (PMMA) позволило имплантировать биосовместимое устройство.

В последнее время мягкие полимеры использовались для имитации естественной роговицы. Поли-2-гидроксиэтилметакрилат использовался для AlphaCor, который получил одобрение FDA в 2003 году. Через год и два года показатели удержания составили 80% и 62% соответственно, а расплавление стромы и потеря трансплантата произошли в 27% всех случаев. Похожий дизайн с использованием политетрафторэтилена (PTFE; Legeais BioKPro-III) привёл к худшим результатам, при этом 86% устройств отказали после пересадки. Фокус этой статьи - описать показания и ведение для наиболее распространённых искусственных пересадок роговицы сегодня: Boston KPro типа 1 и остео-одонто-кератопротез (OOKP).

Современные кератопротезы

Boston KPro Type I

Наиболее часто имплантируемая искусственная пересадка роговицы - это Boston KPro типа 1, впервые представленная Дольманом в 1965 году и получившая одобрение FDA в 1992 году. Её популярность начала расти с начала 21 века, и на сегодня имплантировано более 19,000 таких устройств. Дизайн состоит из передней пластины с центральной оптической частью, задней пластины и донорской роговичной пуговицы между ними. Передняя и оптическая пластины сделаны из PMMA, а оптическая сила определяется кривизной радиуса. Оригинальный дизайн включал ввинчивание задней пластины на место. Это было улучшено титановым фиксирующим кольцом в 2003 году и бесшовным стержнем в 2007 году. Задняя пластина доступна в PMMA и в титане, оба из которых хорошо переносятся биологически. Не было сообщено о разнице в частоте образования ретропротезной мембраны (RPM) между двумя материалами через 12 месяцев.

Остео-одонто-кератопротез (OOKP)

OOKP использует костный комплекс зубо-альвеолярного корня в качестве материала юбки кератопротеза для лучшей интеграции тканей. Изобретённый Стрампелли и позднее модифицированный Фальчинелли, принцип операции OOKP - это обход больной поверхности глаза с использованием буккальной слизистой и замена структур переднего сегмента на OOKP. Слизистый трансплантат может переносить сухие условия среды и определённый уровень воспаления. Хорошая интеграция тканей обеспечивает, что OOKP может сохраняться в течение более длительного времени. Долгосрочная анатомическая сохранность хорошая, при этом сообщалось о 81% сохранности в течение 5 лет в группе из 36 глаз, 98% сохранности у 85 пациентов в течение 20 лет наблюдения и 80% в 224 глазах в течение 18 лет.

Искусственная пересадка роговицы – будущие разработки

Существует большое количество альтернативных кератопротезов в разработке. Исследования обнаружили, что 5-летняя выживаемость как для анатомической сохранности, так и для функционального восстановления была выше для Boston KPro типа 1 по сравнению с кератопротезом Aurolab. Однако они не были статистически значимыми. Поэтому кератопротез Aurolab может представлять собой альтернативу Boston KPro типа 1, если есть разумные ограничения или проблемы доступности. Кератопротез Lucia - это модификация Boston KPro типа 1, разработанная для улучшения стоимости. Время механической обработки было сокращено за счёт изменения фиксирующего интерфейса между передней и задней пластинами. Вместо использования токарного станка применялось фототравление, а круглые отверстия в задней пластине были заменены радиальными пазами. Титан с анодированием позволил изменения цвета задней пластины для улучшения внешнего вида.

Несколько искусственных роговичных трансплантатов испытываются для глаз с дефектным морганием и сухих или рубцовых глаз. Кератопротез Lux состоит из конусообразного цилиндра PMMA, титановой втулки и задней пластины из титана 7.8 мм. Донорская роговица формируется двойным образом в центре на 3 мм и на 7.5 мм периферически. Цилиндр PMMA закрепляется в титановой втулке и располагается через центральное отверстие 3 мм в донорской роговице. Задняя пластина закрепляется и пришивается на место у хозяина после удаления роговицы пациента прерывистыми нейлоновыми швами. Трансплантат слизистой оболочки пришивается с отверстием для оптики цилиндра PMMA. Сообщалось о краткосрочных результатах с хорошей сохранностью и функциональными исходами.

Улучшения в материалах юбки могут ещё больше улучшить развитие кератопротеза. OOKP подвержен риску резорбции кости, а синтетический заменитель с гидрогелевым соединением нанокристаллов гидроксиапатита (nHAp), покрытых микросферами полилактид-ко-гликолида (PLGA), находится в лаборатории. Биологический материал на основе титан-оксидного графена был имплантирован в живом организме в роговицу кролика, не вызывая иммунной или воспалительной реакции, и мог бы стать потенциальным новым материалом юбки для кератопротеза.