Морфологическое обоснование гетеротопического аллогенного трансплантата для послойной кератопластики

чатке на достаточно близкое расстояние, позволяя таким образом проводить более полное удаление кортикальных отделов стекловидного тела, что подтвердил анализ гистологических препаратов.

Заключение. Использование алгорит-

мов управления рабочим циклом, реализованных в офтальмохирургической системе «Оп-тимед Профи», повышает безопасность работы вблизи сетчатки и дает возможность дифференцированно подходить к удалению различных отделов стекловидного тела.

Сведения об авторах статьи: Азнабаев Булат Маратович - д.м.н., профессор, зав. кафедрой офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.

Мухамадеев Тимур Рафаэльевич - к.м.н., доцент кафедры офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: photobgmu@yandex.ru.

Ямлиханов Айдар Гаязович - зам. главного врача по хирургии МБУЗ ГКБ № 10 ГО г. Уфа. Адрес: 450112, г. Уфа, ул. Кольцевая, 47.

Дибаев Тагир Ильдарович - младший научный сотрудник ЗАО «Оптимедсервис». Адрес: 450058, г. Уфа, ул. 50 лет СССР, 8.

ЛИТЕРАТУРА

1. Азнабаев, Б.М. Инновационные технологии в офтальмологии: от идеи до внедрения / Б.М. Азнабаев, З.Р. Янбухтина, Т.Р. Мухамадеев // Актуальные проблемы офтальмологии. - Уфа, 2009. - С. 838-840.

2. Азнабаев, Б.М. Новые алгоритмы управления витрэктомической системой / Б.М. Азнабаев [и др.] // Катарактальная и рефракционная хирургия. - 2013. - Т. 13, № 2. - С. 37-40.

3. Назарян, М.Г. Экспериментально-клиническое исследование травматичности удаления кортикальных слоев стекловидного тела механическим и гидроделаминационным методами: дис. ... канд. мед. наук. - М., 2009. - 105 с.

4. Обрубов, С.А. Глаз кролика как модель экспериментальных офтальмологических исследований (обзор литературы) / С.А. Обрубов [и др.] // VIII Всероссийская школа офтальмологов: сборник научных трудов. - М., 2009. - С. 417-418.

5. Саркисов, Д.С. Микроскопическая техника: руководство для врачей / Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перова. - М., 1996.

6. Leung, L.-S. Minimally invasive vitreoretinal surgery / L.-S. Leung, W.H. Nam, S. Chang // Minimally Invasive Ophthalmic Surgery. Eds. Fine H., Mojon D.S. - 2010. - P. 217-231.

УДК 617.713-089.843-032:611.748.018.28

© Э.Р. Мулдашев, В.У. Галимова, Р.З. Кадыров, В.Ш. Вагапова, 2013

Э.Р. Мулдашев, В.У. Галимова, Р.З. Кадыров, В.Ш. Вагапова МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕТЕРОТОПИЧЕСКОГО АЛЛОГЕННОГО ТРАНСПЛАНТАТА ДЛЯ ПОСЛОЙНОЙ КЕРАТОПЛАСТИКИ

ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздрава России, г. Уфа

Проведено исследование различных топографических зон сухожилий конечностей с целью определения возможности их использования в качестве трансплантатов для послойной кератопластики. Выявлено, что наиболее оптимальным источником донорского материала являются аваскулярные участки сухожилия конечностей, подвергающиеся фактору бокового давления и имеющие очаги хондрогенеза. Многолетний опыт экспериментальных и клинических исследований подтвердил правильность выбранного донорского материала.

Ключевые слова: трансплантат для послойной кератопластики, хрящ, сухожилие.

E.R. Muldashev, V.U. Galimova, R.Z. Kadyrov, V.Sh. Vagapova MORPHOLOGICAL FOUNDATION OF GETEROTOPIC HOMOGENEOUS TRANSPLANT FOR LAMELLAR KERATOPLASTY

There was performed an investigation of different topographic zones of extremity tendons with the aim to determine potentials of their use as transplants for lamellar keratoplasty. It was revealed that avascular zones of extremity tenders subjected to the lateral pressure factor and having chondrogenesis foci are the best optimum source of the donor material. Experimental and clinical investigation proved the validity of the selected donor material and allowed to improve its bioplastic and mechanical properties.

Key words: transplant for lamellar keratoplasty, cartilage, tendon

В последние годы офтальмологическая служба ощущает острый дефицит донорской роговицы для кератопластики. Связано это с ростом количества инфицированных гепатитом, ВИЧ-инфекцией доноров. По данным Американской ассоциации тканевых банков. количество отбракованного материала составляет до 57% [2]. Еще одна причина ограниченного количества выполняемых кератопла-

стик с использованием донорской роговицы связана со сложностями получения лицензий учреждениями судмедэкспертизы и с несовершенством законодательной базы в Российской Федерации. В конце прошлого столетия были предложены ряд гетеротопических трансплантатов для кератопластики: аутоло-гичный хрящ ушной раковины, амнион и твердая мозговая оболочка, брефоткани и др.

Но все эти материалы, кроме амниона [3, 7, 8], не нашли широкого применения в практической офтальмологии. Однако амниотическая мембрана может быть использована лишь как биологическое покрытие, а не в качестве материала для кератопластики. В связи с этим целью наших исследований явилось морфологическое обоснование альтернативных источников донорского материала. Решение этой задачи позволило бы создать в специализированных офтальмологических клиниках необходимые запасы пластического материала и получить возможность улучшить исходы пересадки роговицы. При этом мы исходили из двух предпосылок. С одной стороны, в нашей клинике накоплен значительный опыт использования гетеротопического трансплантата на основе аллогенного сухожилия [1]. Однако анализ результатов клинического применения данных трансплантатов выявил некоторые недостатки. В частности, изготовление биоматериала Аллоплант (БМА) для послойной кератопластики затруднялось тем, что срезы донорского сухожилия в отдельных случаях фрагментировались по ходу структур эндотендиния, что было связано с индивидуальной изменчивостью опорно-двигательного аппарата. Кроме того, даже при сохранении формы изготовленного трансплантата оф-тальмохирургов не всегда устраивали его биомеханические параметры и прочность шовной фиксации. С другой стороны, при выборе топографических зон сухожилия мы

также учитывали хорошо известный факт наличия адекватных морфологических биомеханических и пластических свойств трансплантатов гиалинового хряща. По нашему мнению, указанные проблемы могли быть решены путем исследования локальных особенностей строения различных участков сухожилий. С учетом вышеизложенного нами изучены топографические зоны сухожилий и описаны локусы хондрогенеза [6]. Другими словами, мы пытались соединить достоинства двух видов донорского материала: сухожильного и хрящевого.

Материал и методы

Исследования были проведены на материале 36 трупов людей обоего пола в возрасте от 19 до 35 лет, умерших от травм и не имеющих поражений опорно-двигательного аппарата или сопутствующих хронических заболеваний. Основной упор был сделан на структуру различных сухожилий конечностей, которые могли бы явиться сырьем для изготовления трансплантатов. Исследовались длинная малоберцовая мышца, сухожилие четырехглавой мышцы бедра, пяточное сухожилие и др.

Объем исследований и использованные при этом методы приведены в таблице. Данные исследования позволили изучить гисто-топографию, фиброструктуру и микроваску-ляризацию указанных участков сухожилий человека.

Сводные данные по объему и методам морфологических исследований

Таблица

Уровень Методики исследования Цель применения методики Количество наблюде-

исследований ний

1.Гистотопографические срезы Изучение общей морфологии и локальных 14

2. Макро- и микропрепарированные особенностей сухожилий 12

Органный 3.Изучение прочностных свойств

трансплантата при наложении хирур- Изучение прочности шовной фиксации

гических швов трансплантата 8

Окраска гистологических срезов:

1.По Ван-Гизону Изучение коллагеновых структур 18

2.Поляризационная микроскопия

Тканевой неокрашенных срезов 18

3.Орсеином и по Вейгерту Изучение эластических волокон 18

4.Импрегнация нитратом серебра Изучение терминального сосудистого

русла и волокнистых структур 25

Электронная микроскопия Изучение ультраструктурных особенно- 18

Субклеточный стей клеточных компонентов и внекле-

точного матрикса

Прочность шовной фиксации была изучена на разрывной машине 2Ы-10 (ГДР). Были проведены сравнительные исследования на прорезывание швов гетеротопического алло-генного трансплантата и амниона. Результаты и обсуждение Исследуемые сухожилия нами условно были разделены на две области: проксимальную и дистальную. В проксимальной зоне ос-

новным формообразующим фактором является, как правило, одноосное линейное растяжение. Для этих зон характерно строго однонаправленная ориентация волокнистых структур, которые формируют пучки коллагена 1- и 2-го порядка. Между пучками волокон проходят внутриорганные сосуды и нервы, а также прослойки рыхлой волокнистой соединительной ткани. Трансплантаты, изготовленные из

данных участков сухожилий в соответствии с авторским свидетельством № 940768 [1], в целом хорошо моделируются, ареактивно приживают и поэтапно замещаются стро-мальными пластинами роговицы. Однако по мере накопления клинического материала выявились некоторые недостатки сухожильного трансплантата. В частности, наблюдались случаи фрагментации готового биоматериала по ходу пучков волокон. Кроме того, материал уступал донорской роговице по прочности шовной фиксации. Наложенные лигатуры прорезывались по межпучковым пространствам.

В то же время исследованные нами сухожилия в дистальной части имеют ряд структурных отличий - при функциональных нагрузках испытывают фактор бокового давления. В указанных участках меняется фибро-архитектоника сухожилий, коллагеновые волокна формируют плотно упакованные пучки, появляются обширные аваскулярные зоны с включением изогенных групп хондроцитов. Эти данные согласуются с результатами исследований А.П.Сорокина (1973) [6] и многочисленных его учеников. Другими словами, данную структуру можно определить как плотную оформленную волокнистую соединительную ткань с очагами хондрогенеза, не содержащую терминальных сосудов. Более того, гистологические исследования выявили целый ряд специфических особенностей данных участков, которые касались не только фиброархитектоники и клеточного состава сухожилий, но также его органного сосудистого русла. В частности, указанные бессосудистые зоны ограничивались капиллярными петлями, которые обеспечивали метаболические процессы в зоне компрессии сухожилия. В наиболее поверхностных слоях бессосудистой зоны сухожилия обнаруживаются веретенообразной формы фибробласты. В более глубоких слоях клеточные элементы претерпевают ряд структурных изменений - приобретают округлую форму (диаметр клеток варьировал от 10 до 18 мкм), имеют округлое ядро (диаметр 4,6 - 6,8 мкм) и большее количество цитоплазмы (ширина цитоплазматиче-ской прослойки составляло 3,0-6,0 мкм). Такие клетки лежат рядами по ходу пучков 1 -го порядка, далее, по мере потери пучковости, располагаются отдельными группами. В подобных зонах клетки плотно прилежат друг к другу, приближаясь по форме к хондробла-стам. В состав каждой группы входит от 2 до 15 клеток. Встречаются также отдельно расположенные клетки. Таким образом, в пере-

ходной зоне наблюдается трансформация фибробластов в клетки типа хондроцитов.

Исследованиями наших сотрудников было доказано, что при окраске альциановым и толуидиновым синим определяется интенсивное ШИК-положительное окрашивание, которое усиливается от поверхностных слоев к глубоким. При гистохимических исследованиях было обнаружено высокое содержание различных фракций гликозаминогликанов и их комплексов с белками. Следует отметить, что кератан- и хондроэтинсульфат являлись доминирующими ГАГ-ами в описываемых зонах сухожилий. По данным Мусиной Л.А.(2007) [5], наличие в зоне замещения биоматериала Аллоплант большого количества ГАГ-ов приводит к полноценной регенерации соединительной ткани. Также было выявлено, что при использовании аллогенных биоматериалов макрофаги секретируют преимущественно TNF-a фактор, что тоже способствует образованию полноценного регенерата [4].

Выбрав оптимальный донорский материал для послойной кератопластики, перед нами встала очередная задача - разработать технологию его обработки. Оптимальным сухожилием для изготовления трансплантатов для послойной кератопластики явилось пяточное сухожилие в силу своих размеров и формы. После препарирования и выделения локусов сухожилий с очагами хондрогенеза донорский материал размещается между двумя покровными стеклами в условиях повышенного давления. Структура сухожилия при этом принимает уплощенную форму. Затем донорский материал помещается в 70 % этиловый спирт на срок до двух недель. Данная процедура позволяет увеличить площадь трансплантата примерно на 20-25% от исходной величины. Затем трепаном из донорского материала вырезаются фрагменты тканей для последующего изготовления срезов на микро-тома-криостате MICROM HM 525 фирмы «CARL ZEISS» (Германия). Толщина реза задавалась с учетом требований предстоящих хирургических вмешательств от 100 до 200 мкм. При необходимости заготовки трансплантатов диаметром от 7 до 11 мм нами использовались сухожилия нижних конечностей, в частности ткань из места прикрепления ахиллова сухожилия.

Смоделированные трансплантаты обрабатываются и консервируются по технологии Аллоплант, разработанной во Всероссийском центре глазной и пластической хирургии г. Уфы (патент РФ №2189257). Данная техноло-

гия заключается в многоступенчатой физико-химической обработке, которая позволяет достичь мембранолиза и экстракции наиболее иммуногенных компонентов тканей с сохранением ацеллюлярного волокнистого матрик-са и биологически активных компонентов аморфного матрикса.

Известно, что для выбора трансплантата важную роль играют его биомеханические свойства. При проведении сравнительных испытаний было установлено, что усилия, необходимые для прорезывания швов, наложенных на амнион, составляют меньше 0,05 Ньютона, а на гетеротопический аллогенный трансплантат - в 12 раз выше (0,59±0,35 Н).

Выводы

В топографических зонах сухожилий, испытывающих компрессию (боковое давление), появляются изогенные группы хрящевых клеток, погруженные в фибриллярно-микрофибриллярный матрикс. В целом данные локусы сухожилий с позиции их пространственной фиброархитектоники можно рассматривать как переходную структуру от сухожилия к гиалиновому хрящу, при этом компоненты волокнистого остова представле-

ны как волоконным ориентированным типом, так и фибриллярно-микрофибриллярным не-ориентировнным типом. Описываемые области сухожилий аваскулярны, однако по их периферии формируются капиллярные петли, ограничивающие бессосудистые зоны, Для подобных участков сухожилий характерны высокая прочность шовной фиксации при наложении хирургических лигатур (0,59±0,35Н). Проведенные исследования позволили разработать медико-технические требования на изготовление трансплантатов для послойной кератопластики, которые бы учитывали локальные особенности фиброархи-тектоники сухожилий, наличие системы вне-сосудистой ультрациркуляции метаболитов и адекватные биомеханические свойства. Результаты последующих экспериментальных и клинических испытаний инновационных биоматериалов для послойной кератопластики полностью подтвердили правильность выбора описываемых анатомических локусов сухожилий в качестве источника донорского материала при изготовлении гетеротопических аллогенных трансплантатов для послойной кератопластики.

Сведения об авторах статьи: Мулдашев Эрнст Рифгатович - д.м.н., профессор, генеральный директор ФГБУ ВЦГиПХ Минздрава России. Адрес: 450070, г. Уфа, ул. Р. Зорге 67/1. Тел./факс 8(347) 293-42-17.

Галимова Венера Узбековна - д.м.н., профессор, первый заместитель генерального директора ФГБУ ВЦГиПХ Минздрава России. Адрес: 450070, г. Уфа, ул. Р. Зорге 67/1. Тел./факс 8(347)232-77-95.

Кадыров Радик Завилович - к.м.н., ученый секретарь ФГБУ ВЦГиПХ Минздрава России. Адрес: 450070, г. Уфа, ул. Р. Зорге 67/1. Тел./факс 8(347) 232-83-93. E-mail: radkad@yandex.ru.

Вагапова Василя Шарифьяновна - д.м.н., профессор, зав. кафедрой анатомии человека ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс 8(347)272-58-81.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гомотрансплантат для послойной кератопластики: авт. свид-во № 940768 / Мулдашев Э.Р., Нигматуллин Р.Т. - Приор. 27.12.1977.

2. Демичев, Н.П. Перспективы развития лаборатории консервирования тканей / Н.П. Демичев, А.Н. Тарасов, С.В. Дианов // Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии. Организация и деятельность тканевых банков, правовые и этические аспекты: материалы IV Всероссийского симпозиума с международным участием. - СПб., 2010. - С. 12.

3. Золотарев, А.В. Хирургическое лечение рецидивирующего птеригиума с пластикой силиковысушенной амниотической мембраной /А.В. Золотарев, Е.С. Милюдин // Вестник офтальмологии. - 2007. - N° 1. - С. 39-43.

4. Лебедева, А.И. Структурно-функциональная характеристика макрофагов, выявленных при имплантации биоматериалов: авто-реф. дис. ... канд. биол. наук. - Уфа, 2004 - 23с.

5. Мусина, Л.А. Функциональная морфология макрофагов при регенерации тканей, индуцированной аллогенными биоматериалами: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - Саранск, 2007 - 49с.

6. Сорокин, А.П. Общие закономерности строения опорного аппарата человека / А.П. Сорокин. - М.: Медицина, 1973. - 263 с.

7. Черныш, В.Ф. Ожоги глаз / В.Ф.Черныш, Э.В.Бойко. - СПб.:ВмедА, 2008. - 135с.

8. Gregory M.E., Spiteri-Cornish K., Hegarty B., Mantry S., Ramaesh K. Combined amniotic membrane transplant and anterior stromal puncture in painfUl bullous keratopathy: clinical outcome and confocal microscopy Canadian Journal of Ophtalmology. - 2011. - Vol. 46 (2). - P.169-174.