УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО СШИВАНИЯ РОГОВИЦЫ ГЛАЗА

Предлагаемая полезная модель относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использована для ультрафиолетового (УФ-) кросслинкинга (сшивания) роговицы глаза при кератэктазиях.
Известно устройство для УФ-связывания коллагена роговицы, содержащее эластичный держатель, включающий два светодиода, образующие световой ультрафиолетовый пучок диаметром 10 мм и длиной волны 370 нм, соединенный с блоком управления с таймером и источником питания на 12 В [патент RU №72401, 2008].
Известно устройство для УФ-сшивания коллагеновых волокон роговицы, состоящее из пульта управления, соединенного с излучателем и блоком питания, которые размещены с помощью держателей на штанге, расположенной на опорной стойке с колесиками-стопорами. В корпусе пульта управления имеется встроенный жидкокристаллический текстовый дисплей, отображающий рабочие параметры устройства. Излучатель содержит два УФ-светодиода ROITHNER LASERTECHNIK марки UVLED370-10 [патент RU №108963. - 2011].
2
Известно устройство для перекрестного сшивания коллагена роговицы глаза, включающее скрепленную с напольной плитой мобильную стойку на которой посредством несущего рычага размещен излучатель и блок управления со встроенной видеокамерой, жидкокристаллическим сенсорным монитором, снабженным таймером. В корпусе излучателя размещены оптическая система линз и диафрагма, формирующие гомогенный УФ-пучок требуемого диаметра и длиной волны 370 нм, мощностью до 5 мВт/см [патент RU №134788. - 2013].
2
Известно устройство для УФ-сшивания коллагена роговицы глаза, содержащее УФ-излучатель, размещенный посредством несущего рычага с электроприводом на мобильной стойке с напольной плитой и создающий гомогенный поток ультрафиолета мощностью до 20 мВт/см, длиной волны 370 нм от 3 светодиодов и дополнительно обеспечивающий синий тестовый свет от одного светодиода, снабженный оптической системой линз с диафрагмой и видеокамерой, а также соединенные с излучателем блок питания и блок управления с жидкокристаллическим сенсорным дисплеем, таймером и стабилизатором тока [патент RU №162618. - 2016].
2
Прототипом полезной модели является устройство для УФ-сшивания коллагена роговицы, содержащее размещенные на стойке, выполненной в виде скрепленных между собой горизонтальной и подвижной вертикальной опор, ультрафиолетовый излучатель с быстродействующим операционным усилителем и оптической системой линз, в корпусе которого размещены три светодиода УФ-диапазона, генерирующими поток ультрафиолета до 30 мВт/см в постоянном и импульсном режиме. При этом, излучатель с блоком управления размещены на стойке с возможностью движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а вертикальная опора снабжена креплением к операционному столу [патент RU №172763. - 2017].
Недостатком данной полезной модели является отсутствие возможности корректировки импульсного шага и расчета дозы УФ-облучения. Кроме этого, при работе с такими устройствами желательно наличие регулируемого таймера и автоматической подачи орошающего раствора фотосенсибилизатора на поверхность операционного поля (роговицы). При этом позиционирование излучателя над рабочей поверхностью производится бимануально.
Задачей полезной модели является разработка устройства с улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Технический результат - расширение технических возможностей устройства за счет возможности изменения импульсного шага и автоматического расчета дозы УФ-облучения, регулируемых инстилляций раствора фотосенсибилизатора на поверхность операционного поля настройки интервала подачи звукового сигнала во временном диапазоне 10 сек - 60 сек, повышение удобства использования за счет мануального позиционирования излучателя.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для ультрафиолетового сшивания роговицы, содержащем размещенные на стойке, прикрепленной к операционному столу, ультрафиолетовый излучатель с оптической системой линз, в корпусе которого размещены три светодиода ультрафиолетового диапазона, соединенный с излучателем блок управления с жидкокристаллическим дисплеем, таймером и стабилизатором тока, согласно полезной модели излучатель снабжен кнопками управления для регулировки частоты излучения в импульсном режиме, настройки подачи звукового сигнала во временном интервале 10 сек - 60 сек и дозы стандартного, акселерированного или импульсного облучения, а также креплением для фиксации флакона с лекарственным веществом и дренажной системой с зажимом для регулируемых инстилляций, а стойка выполнена в виде подвижного кронштейна, прикрепленного к операционному столу посредством струбцины.
В предлагаемом устройстве излучатель, снабженный оптической системой линз, обеспечивает стабилизацию силы излучения за счет его точной фокусировки и гомогенизацию светового потока, а также дополнительно: регулировку импульсного шага и функцию автоматического перерасчета времени и мощности стандартного, акселерированного или импульсного УФ-облучения; мануальное позиционирование излучателя над рабочей поверхностью; инстилляций фотосенсибилизатора на роговицу в процессе облучения за счет имеющихся дренажной системы и крепления для флакона с лекарственным веществом.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется фигурой, на которой изображено заявляемое устройство для ультрафиолетового сшивания роговицы, общий вид.
2
Заявляемое устройство для ультрафиолетового сшивания роговицы содержит УФ-излучатель 1, создающий световой поток ультрафиолета требуемого диаметра от 3 до 12 мм, длиной волны 370 нм и мощностью от 0,1 до 30 мВт/см в т.ч. в импульсном режиме с шагом от 1 сек до 10 мин. Излучатель соединен с блоком управления 2, который имеет жидкокристаллический дисплей, таймер и снабжен стабилизатором тока, и блоком питания (на фигуре не показан). В корпусе УФ--излучателя 1 размещены три светодиода ультрафиолетового диапазона, например ROITHNER LASERTECHNIK марки UVLED370-10E, которые обеспечивают пучок УФ-света, а также оптическая система линз, гомогенизирующая УФ-световой поток. Стойка выполнена в виде подвижного кронштейна 3, установленного на струбцину. Излучатель и блок управления размещены на стойке, которая устанавливается на стол при помощи струбцины 4. Излучатель снабжен программной регулировкой импульсного шага и настройкой интервала подачи звукового сигнала во временном интервале 10 сек - 60 сек, настраиваемого перед процедурой кросслинкинга, посредством кнопок управления 5 и функцией автоматического перерасчета дозы стандартного, акселерированного или импульсного облучения, а также креплением 6 для фиксации флакона 7 с лекарственным веществом (фотосенсибилизатором), которое по дренажной системе 8 доставляет препарат к операционному полю и обеспечивает его регулируемые инстилляций за счет изменения степени зажатия дренажной системы посредством зажима 9 (фигура).
Преимуществами предлагаемого устройства при его эксплуатации являются:
- более совершенное программное обеспечение, добавляющее возможность регулирования шага (пульсовой частоты) УФ-излучения в импульсном режиме, автоматического перерасчета времени и мощности стандартного, акселерированного или импульсного облучения, настройки частоты подачи звукового сигнала;
- обеспечение инстилляций раствора фотосенсибилизатора через дренажную систему на поверхность роговицы в процессе УФ-облучения;
- установка частоты инстилляций;
- удобство мануального позиционирования излучателя за счет подвижного кронштейна со струбциной;
- звуковой сигнал с заданным интервалом предупреждает о необходимости выполнения инсталляции.
Заявляемое устройство разработано для проведения фототерапевтической процедуры ультрафиолетового кросслинкинга роговицы стандартным, акселерированным или импульсным способом. Эта технология признана всеми специалистами как наиболее эффективный способ приостановки прогрессирования кератэктазий. В результате УФ-сшивания происходит повышение прочностно-механических свойств роговицы, обусловленное образованием дополнительных связей между фибриллами коллагена, компонентами основного вещества стромы за счет фотохимических реакций, индуцируемых активными формами кислорода, которые образуются в процессе УФ-облучения [Бикбов М.М., Халимов А.Р., Усубов Э.Л. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы // Вестник Российской академии медицинских наук. - 2016. - Т. 71. - №3. - С. 224-232].
Порядок работы с устройством: Включатель на боковой стороне блока управления приводится в положение «ВКЛ». Стартовое меню позволяет выбрать режим, мощность и продолжительность излучения, шаг пульсовой частоты, после чего следует вставить вверх дном флакон с раствором фотосенсибилизатора в крепеж, подвести к нему дренажную систему. УФ-излучатель позиционируется над операционной зоной, после чего посредством кнопок на блоке управления устройство приводится в рабочее состояние. Производится частичное открытие зажима дренажной системы, позволяющее изменять частоту инстилляций в соответствии с заданным интервалом звукового сигнала.
Экспериментальная модель ультрафиолетового сшивания роговицы в импульсном режиме воспроизведена на 4 кроликах in vivo в условиях операционной вивария при анестезиологическом пособии препаратом «Ксилазин» («Ветфарм», Беларусь) внутримышечно в дозе 20-30 мг/кг и местной анестезии глазными каплями 0,4% оксибупрокаин («Инокаин», Индия). Корнеальную деэпителизацию проводили микрохирургическим шпателем на участке роговицы, отмеченном метчиком диаметром 9 мм под операционным микроскопом Carl Zeiss (Германия). Роговицу насыщали посредством инстилляций препарата «Декстралинк» продолжительностью 30 мин с частотой 1 капля в 1 мин. Степень пропитывания роговицы оценивали по флуоресценции рибофлавина во влаге передней камеры глаза при биомикроскопии.
Экспериментальная модель ультрафиолетового сшивания роговицы в импульсном режиме воспроизведена в 3 группах на 9 кроликах in vivo в условиях операционной вивария при анестезиологическом пособии препаратом «Ксилазин» («Ветфарм», Беларусь) внутримышечно в дозе 20-30 мг/кг и местной анестезии глазными каплями 0,4% оксибупрокаин («Инокаин», Индия). Корнеальную деэпителизацию проводили микрохирургическим шпателем на участке роговицы, отмеченном метчиком диаметром 9 мм под операционным микроскопом Carl Zeiss (Германия). Роговицу перед УФ-облучением насыщали посредством инсталляций препарата «Декстралинк» продолжительностью 30 мин с частотой 1 капля в 1 мин. Степень пропитывания стромы фотосенсибилизатором оценивали по флуоресценции рибофлавина во влаге передней камеры глаза при биомикроскопии.
2
УФ-облучение роговицы кроликов 1-ой группы проводили в традиционном импульсном режиме (1 сек - облучение; 1 сек - пауза) с помощью заявляемого устройства при длине волны 370 нм мощностью 9 мВт/см продолжительностью 20 мин из которых: облучение - 10 мин и пауза - 10 мин. При этом звуковой датчик, который сигнализировал о необходимости проведения инсталляций раствора, был установлен на 60 сек, т.е. с частотой 1 капля в 60 сек.
2
Импульсное УФ-облучение роговицы кроликов в 2-ой группе выполняли также с помощью заявляемого устройства длиной волны 370 нм мощностью 18 мВт/см продолжительностью 10 мин в нестандартном импульсном режиме (2 сек - облучение; 2 сек - пауза). Таким образом, общая продолжительность облучения составила 5 мин. Инсталляции через имеющуюся систему подачи раствора производили с частотой 1 капля в 30 сек согласно установленному звуковому сигналу (30 сек).
2
В 3-й группе животных УФ-воздействие на роговицу глаза производили мощностью 30 мВт/см длительностью 6 мин в обычном импульсном режиме (1 сек - облучение; 1 сек - пауза); суммарное время облучения - 3 мин.
2
Соответственно длительность процедуры была существенно сокращена (до 6 мин). При этом высокая интенсивность УФ-облучения (30 мВт/см) потребовала частых инсталляций раствора рибофлавина («Декстралинк»), поэтому был выбран интервал настройки звукового сигнала - 10 сек.
Следует отметить удобство инсталляций фотосенсибилизатора («Декстралинк») в процессе облучения через имеющуюся систему подачи лекарственных растворов и экономию офтальмологического раствора фотосенсибилизатора за счет новых возможностей предлагаемого устройства. В послеоперационном периоде применяли местную антибактериальную и противовоспалительную терапию.
Состояние оперированных глаз кроликов во всех исследуемых группах в течение первых суток после процедуры следующее - глаза незначительно раздражены, биомикроскопически наблюдали незначительный отек наружных слоев роговицы, отчетливо визуализировали зону деэпителизации. На 3 сутки - глаза спокойны, отмечали полное восстановление эпителия роговицы, признаков отека или помутнения роговицы не определяли. Пахиметрия центральной зоны роговицы кролика показала незначительное снижение ее толщины (в среднем на 18±8 мкм). Каких-либо осложнений, связанных с применением предлагаемого устройства, не наблюдали.
Таким образом, использование заявляемого устройства для ультрафиолетового сшивания роговицы глаза обеспечивает безопасное, эффективное и усовершенствованное выполнение процедуры УФ-кросслинкинга оптической оболочки.