УДК 617.713–089.844–036.8:612.085.1

https://doi.org/10.31288/oftalmolzh201734855

Исследование эффективности интраламеллярной кератопластики эквивалента стромы роговицы на основе децеллюляризированной роговицы свиньи в эксперименте

Н. В. Пасечникова, д-р мед. наук, член-корр. НАМНУ, Б. М. Коган, канд. мед. наук, C. Г. Коломийчук, науч. сотр.

ГУ «Институт глазных болезней и тканевой терапии им. В. П. Филатова НАМН Украины»; Одесса (Украина)

Е-mail: koganb@ukr.net                   

Актуальность. Усовершенствование методов децеллюляризации роговицы животных с целью получения биоинженерных образцов при их дальнейшей кератопластике позволяет решить актуальную проблему трансплантологии — получение донорского материала.

Цель. Изучить клиническую эффективность интраламеллярной кератопластики эквивалента стромы роговицы (ЭСР) с применением различных способов его получения в эксперименте на животных.

Материал и методы. Роговые оболочки из энуклеированных свиных глаз использовались для получения бесклеточных эквивалентов стромы роговицы посредством пяти вариантов децеллюляризации, различающихся по времени и условиям инкубации в растворах детергентов — 0,5 % раствора додецилсульфата натрия и Тритон Х-100, протеолитических ферментов, например, 0,1 % раствора папаина с многократным использованием ультразвукового аппарата (СD 3800 А, 50 Вт), что способствовало удалению клеточных и неклеточных элементов роговицы.

Экспериментальные исследования были выполнены на 25 кроликах породы Шиншилла. На одном глазу животного производилась интраламеллярная кератопластика эквивалентов стромы роговицы, полученных по одному из пяти способов децеллюляризации. После оперативного вмешательства проводилась антимикробная и противовоспалительная терапия. Осмотр животных осуществлялся через день в течение месяца с проведением фоторегистрации и флюоресцеинового теста. Офтальмоскопически оценивали наличие отделяемого, конъюнктивальную инъекцию, состояние эквивалента стромы роговицы и собственной роговицы экспериментального животного, а в поздние сроки степень приживления и наличие реакции отторжения.

Результаты. При сравнительном анализе полученных данных после интраламеллярной кератопластики ЭСР степень изменения клинических показателей (отделяемое в конъюнктивальной полости, степень гиперемии конъюнктивы, отек роговицы (трансплантата), воспалительная инфильтрация, помутнение роговицы (трансплантата) и флюоресцеиновый тест), оцениваемых в баллах, была значительно менее выражена в случае ЭСР разновидности № 4, составляя 0,13 балла.

Следует также отметить, что в случае улучшения клинической картины локализация воспалительного очага в роговице после интраламеллярной кератопластики при применении разновидностей № 1, № 2, № 3 и № 5 смещается от центральной к парацентральной части, тогда как при разновидности № 4 во многих случаях локализация воспалительного очага была менее выражена (0,38 балла).

Вывод. Анализ состояния роговицы глаз кроликов после проведения ИКП ЭСР различных разновидностей показал, что наименее выраженная реакция глаза отмечалась в случае применения разновидности № 4, что позволяет рекомендовать ее для дальнейшего изучения в доклинических и клинических исследованиях.

Ключевые слова: интраламеллярная кератопластика, роговица свиньи, децеллюляризация, эквивалент стромы роговицы, эксперимент

Литература

1. Душин Н. В., Фролов М. А., Гончар П. А. Кератопластика в лечении заболеваний глаз (оптическая, рефракционная, лечебная, косметическая): Учеб. пособие / Н. В. Душин, М. А. Фролов, П. А. Гончар. — М.: РУДН, 2008. — 168 с.
2. Насінник І. О. Експериментальне обґрунтування застосування алостатичного трансплантату рогівкової оболонки. — Автореф. дис.. …канд. мед. наук. — Одеса, 2013. — 19 с.
3. Пасечникова Н. В. Реакция роговицы кролика на интраламеллярную имплантацию бесклеточного модуля стромы роговицы человека. Первые результаты / Н. В. Пасечникова, В. В. Вит, Н. Ф. Леус и др. // Офтальмол. журн. — 2011. — № 1. — С. 57–60.
4. Пасечникова Н. В. Результаты клинико-морфологического применения имплантов на основе поперечно-сшитого коллагена в качестве аналога донорской роговицы / Н. В. Пасечникова, В. В. Вит, Н. Ф. Леус и др. // Офтальмол. журнал. — 2011. — № 4. — C. 58–60.
5. Пасечникова Н. В. Изучение эффективности послойной пересадки гетерогенного эквивалента стромы роговицы в эксперименте // Н. В. Пасечникова, Б. М. Коган, Т. И. Гладуш и др. // Офтальмол. журн. — 2014. — № 2. — С. 64–70.
6. Bartholomew L. R. Ultraso und biomicroscopy of globes from young adult pigs / L. R. Bartholomew, D. X. Pang, D. A. Sam, J. C. Cavender // Am. J. Vet. Res. — 1997. — V. 58. — P. 942–948.
7. Choi J. S. Bioengineering endothelialized neo–corneas using donor–derived corneal endothelial cells and decellularized corneal stroma / J. S. Choi, J. K. Williams, M. Greven et al. // Biomaterials. — 2010. — V. 31. — P. 6738–6745.
8. Cox A. Current advances in xenotransplantation / А. Cox, R. Zhong // Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. — 2005. — V. 4. — P. 490– 494.
9. Crapo P. M. An overview of tissue and whole organ decellularization processes / P. M. Crapo, T. W. Gilbert, S. F. Badylak // Biomaterials. — 2011. — V. 32, № 12. — Р. 3233–3243.
10. Duan X. Dendrimer crosslinked collagen as a corneal tissue engineering scaffold: mechanical properties and corneal epithelial cell interaction / Х. Duan, Н. Sheardown // Biomaterials. — 2006. — V. 27. — P. 4608–4617.
11. Gilbert T. W. Decellularization of tissue sandorgans / T. W. Gilbert, T. L. Sellaro, S. F. Badylak // Biomaterials. — 2006. — V. 27. — P. 3675– 3683.
12. Hashimoto Y. Preparation and characterization of decellularized cornea using high-hydrostatic pressurization for corneal tissue engineering / Hashimoto Y., S. Funamoto, S. Sasaki et al. // Biomaterials. – 2010. — V. 31, № 14. — Р. 3941–3948.
13. Hashimoto, Y. Ultrastructural analysis of the decellularized cornea after interlamellar keratoplasty and microkeratome-assisted anterior lamellar keratoplasty in a rabbit model / Y. Hashimoto, S. Hattori, S. Sasaki et al. // Sci. Rep. — 2016. — 6, 27734; doi: 10.1038/srep27734.
14. Kaminsky S. L. Corneal sensitivity 10 years after epikeratoplasty / S. L. Kaminsky, R. Biowski et al. // J. Refract. Surg. — 2002. — V. 18. — P. 731–736.
15. Lee W. A comparison of three methods of decellularization of pig corneas to reduce immunogenicity / W. Lee, Y. Miyagawa, C. Long et al. // Int. J. Ophthalmol. — 2014. — V. 7, № 4. — Р. 587–593.
16. Liu Y. A simple. Cross–linked collagen tissue substitute for corneal implantation / Y. Liu. L. Gan, D. J. Carlson et al. // Invest. Ophtalmol. Vis. Sci. — 2006. — V. 47, № 5. — Р. 1869–1875.
17. M?rquez S. Р. Decellularization of bovine corneas for tissue engineering applications // S. P. M?rquez, V. S. Mart?nez, W. Mc. Ambrose et al. // Acta Biomaterialia. — 2009. — V. 5, № 6. — Р. 1839–1847.
18. Pasyechnikova N. Collagen-Based Bioengineered Substitutes of Donor Corneal Allograft Implantation: Assessment and Hypotheses. N. Pasyechnikova, V. Vit, N. Leus et al. // MENDI Ophthalmol. J. — 2012. — V. 1, № 1. — P. 10–13.
19. Rafat M. PEG-stabilized carbodiimide crosslinked collagen–chitosanhydrogels for corneal tissue engineering / М. Rafat, F. Li, Р. Fagerholm et al. // Biomaterials. — 2008. — V. 29. — P. 3960–3972.
20. Shafiq M. A. Decellularized human cornea for reconstructing the corneal epithelium and anterior stroma / M. A. Shafiq, R. A. Gemeinhart, B. Y. Yue, A. R. Djalilian // Tissue Eng. Part. C. Methods. – 2012. — V. 18, № 5. — Р. 340–348.
21. Thompson R. W. Jr. Long–term graft survival after penetrating keratoplasty / R. W. Jr. Thompson, М. О. Price, P. J. Bowers, F. W. Price // Ophthalmology. — 2003. — V. 110. — p. 1396–1402.
22. Whitcher J. P. Corneal blindness: a global perspective / John P. Whitcher, M. Srinivasan, Madan P. Upadhyay // Bulletin of the World Health Organization. — 2001. — V. 79. — P. 214–221.
23. Wilson S. L. Corneal Decellularization: A Method of Recycling Unsuitable Donor Tissue for Clinical Translation? / S. L. Wilson, L. E. Sidney, S. E. Dunphy et al. // Curr. Eye Res. — 2016. — V. 41, № 6. Р. 769–782.
24. Yang Lu. Characterization of a Hydrogel Derived from Decellularized Corneal Extracellular Matrix / : Lu Yang, Yao Qin Ke, Feng Bei et al. // J. Biomaterials and Tissue Engineering. — 2015. — V. 5, № 12. — Р. 951–960.
25. Yoeruek Е. Decellularization of porcine corneas and repopulation with human corneal cells for tissue–engineered xenografts / E. Yoeruek, T. Bayyoud, C. Maurus et al. // Acta Ophthalmol. — 2012. — V. 90, № 2. — Р. e125–e131.
26. Yoeruek E. Reconstruction of corneal stroma with decellularized porcine xenografts in a rabbit model / E. Yoeruek, T. Bayyoud, C. Maurus et al. // Acta Ophthalmol. – 2012. — V. 90, № 3. — Р. e206–е210.
27. Zheng Wu. The use of phospholipase A2 to prepare acellular porcine corneal stroma as a tissue engineering scaffold / Zheng Wu, Yang Zhou, Naiyang Li et al. // Biomaterials. — 2009. — V. 30. — P. 3513–3522.