Фемтосекундный кросслинкинг роговичного коллагена в лечении пациентов с прогрессирующим кератоконусом I–II стадии

К.Б. Летникова, А.Т. Ханджян, О.Г. Оганесян, А.В. Пенкина, В.В. Нероев

Ключевые слова: фемтосекундный кросслинкинг; прогрессирующий кератоконус; кросслинкинг роговичного коллагена.

Цель исследования — оценить безопасность и эффективность метода кросслинкинга роговичного коллагена с формированием интрастромального кармана, выполняемого с помощью фемтосекундного лазера у пациентов с прогрессирующим кератоконусом.

Материалы и методы. 33 пациентам (34 глаза) с прогрессирующим кератоконусом I–II стадии был проведен фемтокросслинкинг роговичного коллагена. С помощью фемтосекундного лазера FEMTO LDV Z6 был сформирован интрастромальный роговичный карман диаметром 8,0 мм, глубиной 140 мкм. Раствор нормотонического рибофлавина (рибофлавин 0,1% и декстран 20%) вводили в сформированный карман каждые 2 мин в течение 30 мин (15 закапываний). Параллельно осуществляли УФ-облучение, для которого использовали систему OPTO-XLink (OPTO, Бразилия) с длиной волны 365 нм и мощностью излучения 3,0 мВт/см² (5,4 Дж/см²). Оценивали изменения некорригированной остроты зрения, биомеханических свойств роговицы, кератотопографические, пахиметрические и морфологические данные. Срок наблюдения за пациентами составил 6 мес.

Результаты. Дооперационный уровень остроты зрения восстановился на 3–5-й день. Через 6 мес после процедуры произошло уменьшение среднего значения роговичного астигматизма — с 4,35±0,19 до 3,75±0,20 дптр (p<0,05). Толщина роговицы в зоне кератэктазии снизилась с 437,50±2,84 до 405,0±2,99 мкм (p<0,05). Максимальная преломляющая сила роговицы уменьшилась с 52,15±0,23 до 51,05±0,21 дптр (p<0,05). Отмечалось достоверное повышение показателей фактора резистентности роговицы — с 7,70±0,12 до 8,25±0,10 мм рт. ст. и корнеального гистерезиса — с 6,90±0,10 до 7,30±0,11 мм рт. ст. Конфокальная микроскопия показала увеличение плотности экстрацеллюлярного матрикса без признаков отека и складчатость, обусловленную эффектом «сшивания». Визуализировалась регенерация субэпителиальных и стромальных нервных волокон. Задняя часть стромы и эндотелий оставались интактными. Воздействие УФ-кросслинкинга с рибофлавином ограничивалось передней и средней стромой роговицы (до 320–330 мкм) и не затрагивало заднюю часть стромы и эндотелий. Через 6 мес при выполнении ОКТ-исследования наблюдалась демаркационная линия, глубина ее залегания составила 320–330 мкм.

Заключение. Кросслинкинг роговичного коллагена с формированием интрастромального кармана, выполняемого с помощью фемтосекундного лазера, является эффективной процедурой стабилизации прогрессирования кератоконуса. Сохранение эпителиального слоя при фемтосекундном кросслинкинге позволяет снизить риск инфекционных осложнений эрозированной поверхности роговицы, уменьшить зрительный дискомфорт, болевые ощущения у пациентов в раннем послеоперационном периоде, сократить реабилитацию.

Кератоконус — это двустороннее невоспалительное дистрофическое заболевание мультифакториальной природы, сопровождающееся деформацией, истончением и ослаблением биомеханических свойств роговицы [1]. На ранних стадиях данной патологии снижение остроты зрения происходит из-за миопии и нерегулярного астигматизма. Классический кератоконус, как правило, начинается и прогрессирует в пубертатном периоде, а после 40 лет стабилизируется, однако есть сообщения о дебюте заболевания в 3–5-м десятилетиях жизни [2]. Прогрессирующий характер заболевания может приводить к значительному снижению зрительных функций, а значит, и качества жизни.

Кросслинкинг роговичного коллагена — хирургическая манипуляция, проводимая с целью замедления прогрессирования кератоконуса [3]. Наиболее широко используемая техника кросслинкинга роговичного коллагена была разработана исследователями Дрезденского университета G. Wollensak, E. Spoerl, T. Seiler в конце 1990-х и получила название «стандартного протокола» [4]. Данный метод представляет собой фотополимеризацию стромальных волокон в результате воздействия на роговицу рибофлавина и ультрафиолетового (УФ) излучения. Как следствие, формируются дополнительные связи между молекулами роговичного коллагена, увеличивается его сопротивляемость к эндогенным протеазам, предполагаемой причине развития эктазий, повышается механическая прочность роговицы, стабилизируется процесс прогрессирования кератоконуса, предотвращается необходимость пересадки роговицы [5]. При выполнении кросслинкинга роговичного коллагена по стандартной методике в оптической зоне механически удаляется эпителий, инстиллируется раствор рибофлавина с последующим УФ-облучением роговицы. Однако деэпителизация приводит к болезненному раннему послеоперационному периоду, медленному заживлению и риску развития инфекционного кератита [6]. Предлагаются различные методы для улучшения проникновения рибофлавина через интактный эпителий [7, 8]. К ним относится и метод фемтосекундного кросслинкинга, который был предложен офтальмологом John Kannelopulos в 2007 г. Суть его заключается в формировании с помощью фемтосекундного лазера интрастромального кармана в роговице, в который затем вводится рибофлавин, с последующим УФ-облучением роговицы [9].

Фемтосекундный лазер позволяет контролировать размер и глубину расположения роговичного кармана, тем самым делая операцию технически более легкой, безопасной и предсказуемой. Ультракороткие импульсы фемтосекундного лазера позволяют создавать в фокусе оптической системы очень высокую плотность мощности, порядка 1010 Вт/см² и выше, поэтому они способны проводить высокоточное рассечение биоткани без ее коллатерального повреждения [10]. В облучаемой ткани возникает оптический пробой, лежащий в основе плазмоиндуцированной абляции и фотодеструкции. При этом вероятность термического повреждения ткани практически исключена за счет ультракороткого импульса. Инфракрасное излучение фемтосекундного лазера не задерживается оптически прозрачными средами, поэтому оно может быть сфокусировано в любой точке как на поверхности, так и внутри ткани [11].

К неоспоримым преимуществам фемтосекундного кросслинкинга относятся селективный доступ рибофлавина в переднюю строму, сохранение эпителиального слоя роговицы, снижение риска инфекционных осложнений, менее болезненное заживление роговицы, как следствие — сокращение периода реабилитации пациентов [12, 13].

Цель исследования — оценить безопасность и эффективность метода кросслинкинга роговичного коллагена с формированием интрастромального кармана с помощью фемтосекундного лазера у пациентов с прогрессирующим кератоконусом I–II стадии.

Материалы и методы. В МНИИ ГБ им. Гельмгольца 33 пациентам (34 глаза) в возрасте от 16 до 35 лет с прогрессирующим кератоконусом I–II стадии был проведен кросслинкинг роговичного коллагена с формированием интрастромального кармана с помощью фемтосекундного лазера FEMTO LDV Z6 (Ziemer, Швейцария). В исследование вошли пациенты на ранних стадиях заболевания, у которых прогрессирование эктазии подтверждено клиническими и инструментально-диагностическими данными в динамике. Критерием прогрессирования дистрофического процесса служило увеличение максимальной преломляющей силы роговицы (Кmax) на 1 дптр и более при исследовании на Шаймпфлюг-анализаторе Galilei G6 (Ziemer, Швейцария) в течение 6 мес–1 года. В исследование вошли пациенты без помутнений роговицы и с остротой зрения с максимальной коррекцией 0,4 и более. Исследование проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией (принятой в июне 1964 г. (Хельсинки, Финляндия) и пересмотренной в октябре 2000 г. (Эдинбург, Шотландия)) и одобрено Этическим комитетом Научно-исследовательского института глазных болезней им. Гельмгольца. От каждого пациента получено информированное согласие.

До и после процедуры наряду со стандартными офтальмологическими методами обследования пациентам проводили исследования на Шаймпфлюг-анализаторе Galilei G6, определение биомеханических свойств роговицы на приборе ORA (Reichert Inc., США), конфокальную микроскопию на приборе Confoscan 4 (Nidek, Япония) и оптическую когерентную томографию (ОКТ) на приборе Visante OCT (Carl Zeiss, Германия). Все исследования выполняли до операции, через 1 нед, 3 и 6 мес после лечения (см. таблицу). В исследование не вошли пациенты с воспалительными заболеваниями роговицы, выраженным синдромом сухого глаза, беременные.

Результаты исследования клинико-функциональных показателей после проведенного фемтокросслинкинга роговичного коллагена

Под местной инстилляционной анестезией с помощью фемтосекундного лазера FEMTO LDV Z6 формировали интрастромальный роговичный карман диаметром 8,0 мм, глубиной 140 мкм (ширина и глубина входного туннеля 3,0 и 5,04 мм). Раствор нормотонического рибофлавина (рибофлавин 0,1% и декстран 20%) вводили в сформированный карман (рис. 1) с помощью тупоконечной канюли по 1–2 капли каждые 2 мин в течение 30 мин (15 закапываний). Для УФ-облучения мы использовали систему OPTO-XLink (OPTO, Бразилия) с длиной волны 365 нм и мощностью излучения 3,0 мВт/см² (5,4 Дж/см²). УФ-воздействие проводили в течение 30 мин, параллельно инстилляции рибофлавина. После окончания процедуры закапывали антибактериальный препарат и накладывали мягкую контактную линзу.

Рис. 1. Этапы фемтосекундного кросслинкинга перед УФ-облучением: а — расслоение интрастромального роговичного кармана, сформированного фемтосекундным лазером; б — введение рибофлавина в интрастромальный роговичный карман; в — желтое свечение рибофлавина, находящегося в интрастромальном роговичном кармане, в синем кобальтовом фильтре

В послеоперационном периоде пациентам назначали инстилляции антибактериальных препаратов, кортикостероидов, проводили слезозаместительную и репаративную терапию. Послеоперационных осложнений не выявлено.

Результаты и обсуждение. Исходная острота зрения с коррекцией составила 0,50±0,02. Дооперационная толщина роговицы — 437,50±2,84 мкм. В группу исследования вошли пациенты с Kmax=52,15±0,23 дптр. При формировании интрастромального кармана роговицы с помощью фемтосекундного лазера интраоперационных осложнений не наблюдалось. В течение первых 5–6 ч после операции пациенты жаловались на умеренные болевые ощущения в оперированном глазу, слезотечение, светобоязнь. Лечебные контактные линзы удаляли через 1 день после операции. При биомикроскопии роговицы через одну неделю после процедуры отмечался слабо выраженный стромальный отек, визуализировалась демаркационная граница в строме роговицы.

Дооперационный уровень остроты зрения восстановился на 3–5-й день. Послеоперационные осложнения не наблюдались. Через 6 мес после операции произошло уменьшение среднего значения роговичного астигматизма — с 4,35±0,19 до 3,75±0,20 дптр (p<0,05). Толщина роговицы в зоне кератэктазии статистически значимо снизилась с 437,50±2,84 до 405,0±2,99 мкм (p<0,05). Значение Кмах уменьшилось с 52,15±0,23 до 51,05±0,21 дптр (p<0,05) (рис. 2).

Рис. 2. Данные компьютерной кератотопографии пациента Х.: а — до лечения; б — через 6 мес после фемтосекундного кросслинкинга

Отмечалось статистически значимое повышение показателей фактора резистентности роговицы — с 7,70±0,12 до 8,25±0,10 мм рт. ст. (p<0,05). Корнеальный гистерезис увеличился с 6,90±0,10 до 7,30±0,11 мм рт. ст. (p<0,05).

Через 6 мес после кросслинкинга визуализировались единичные гиперрефлективные эпителиоциты (до 10 в поле зрения). Полиморфизм базального эпителия стал менее выраженным, границы клеток оставались четкими. Отмечалось увеличение плотности экстрацеллюлярного матрикса без признаков отека. Определялась складчатость, обусловленная эффектом «сшивания». Визуализировалась регенерация субэпителиальных и стромальных нервных волокон. Задняя часть стромы и эндотелий оставались интактными (рис. 3).

Рис. 3. Конфокальная микроскопия роговицы через 6 мес после кросслинкинга: а — клетки поверхностного эпителия; б — нервные волокна субэпителиального сплетения; в — поверхностная строма с «активными» кератоцитами; г — средняя строма; д — кератоциты задней стромы; е — эндотелий

Демаркационную линию можно было наблюдать при выполнении ОКТ-исследования через 6 мес, глубина ее залеганий составила примерно 320–330 мкм (рис. 4).

Рис. 4. ОКТ роговицы через 6 мес после фемтосекундного кросслинкинга, визуализируется интрастромальный карман глубиной 144 мкм и гиперрефлективность роговичной ткани на глубине до 334 мкм (подвергшейся эффекту «сшивания») с демаркационной линией

Таким образом, кросслинкинг роговичного коллагена с формированием интрастромального кармана с помощью фемтосекундного лазера является эффективной процедурой стабилизации прогрессирования кератоконуса. Сохранение эпителиального слоя при фемтосекундном кросслинкинге позволяет снизить риск инфекционных осложнений эрозированной поверхности роговицы, уменьшить зрительный дискомфорт, болевые ощущения у пациентов в раннем послеоперационном периоде, сократить период реабилитации. К преимуществам кросслинкинга с формированием интрастромального кармана с помощью фемтосекундного лазера относятся быстрое проникновение рибофлавина и его высокая концентрация в строме, что обеспечивает выраженный и глубокий эффект от кросслинкинга за счет хорошей абсорбции ультрафиолетового излучения, защиту эндотелия роговицы, хрусталика и сетчатки.

Заключение. Фемтосекундный кросслинкинг роговичного коллагена является процедурой, улучшающей функциональные показатели при кератоконусе, приводит к значительному замедлению его прогрессирования.

Финансирование исследования. Работа поддержана грантом РФФИ 15-29-03874.

Конфликт интересов. Конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.

Литература

Randleman J.B., Dupps W.J. Jr, Santhiago M.R., Rabinowitz Y.S., Koch D.D., Stulting R.D., Klyce S.D. Screening for keratoconus and related ectatic corneal disorders. Cornea 2015; 34(8): e20–e22, http://dx.doi.org/10.1097/ico.0000000000000500.
Naderan M., Shoar S., Kamaleddin M.A., Rajabi M.T., Naderan M., Khodadadi M. Keratoconus clinical findings according to different classifications. Cornea 2015; 34(9): 1005–1011, http://dx.doi.org/10.1097/ico.0000000000000537.
Raiskup F., Spoerl E. Corneal crosslinking with riboflavin and ultraviolet A. I. Principles. Ocul Surf 2013; 11(2): 65–74, http://dx.doi.org/10.1016/j.jtos.2013.01.002.
Wollensak G., Spoerl E., Seiler T. Riboflavin/ultraviolet-a-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am J Ophthalmol 2003; 135(5): 620–627, http://dx.doi.org/10.1016/S0002-9394(02)02220-1.
Beshtawi I.M., O’Donnell C., Radhakrishnan H. Biomechanical propreties of corneal tissue after ultraviolet-A-riboflavin crosslinking. J Cataract Refract Surg 2013; 39(3): 451–462, http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrs.2013.01.026.
Alió J.L., Toffaha B.T., Piñero D.P., Klonowski P., Javaloy J. Cross-linking in progressive keratoconus using an epithelial debridement or intrastromal pocket technique after previous corneal ring segment implantation. J Refract Surg 2011; 27(10): 737–743, http://dx.doi.org/10.3928/1081597x-20110705-01.
Wollensak G., Hammer C.M., Spör E., Klenke J., Skerl K., Zhang Y., Sel S. Biomechanical efficacy of collagen crosslinking in porcine cornea using a femtosecond laser pocket. Cornea 2014; 33(3): 300–305, http://dx.doi.org/10.1097/ico.0000000000000059.
Kılıç A., Kamburoglu G., Akıncı A. Riboflavin injection into the corneal channel for combined collagen crosslinking and intrastromal corneal ring segment implantation. J Cataract Refract Surg 2012; 38(5): 878–883, http://dx.doi.org/10.1016/j.jcrs.2011.11.041.
Kanellopoulos A.J. Cornea collagen crosslinking with intralase assisted intracorneal riboflavin administration. Paper presentation at the subspecialty day of the American Academy of Ophthalmology. New Orleans, LA.; 2007.
Sugar A. Ultrafast (femtosecond) laser refractive surgery. Curr Opin Ophthalmol 2002; 13(4): 246–249, http://dx.doi.org/10.1097/00055735-200208000-00011.
Juhasz T., Loesel F.H., Kurtz R.M., Horvath C., Bille J.F., Mourou G. Corneal refractive surgery with femtosecond lasers. EEE J Sel Top Quantum Electron 1999; 5(4): 902–910, http://dx.doi.org/10.1109/2944.796309.
Dong Z., Zhou X. Collagen cross-linking with riboflavin in a femtosecond laser-created pocket in rabbit corneas: 6-month results. Am J Ophthalmol 2011; 152(1): 22–27, http://dx.doi.org/10.1016/j.ajo.2011.01.010.
Паштаев Н.П., Поздеева Н.А., Зотов В.В., Тихонов Н.М. Сравнительное исследование влияния фемтокросслинкинга на биомеханические свойства роговицы в эксперименте. Фундаментальные исследования 2015; 1(6): 1217–1221.