Введение к работе
Актуальность проблемы
Возможность регулирования клеточной пролиферации является одной из актуальных и активно развивающихся направлений в различных областях медицины. Одним из открытых вопросов в офтальмохирургии является возможность модулирования воспалительно-репаративный ответ в соединительной ткани склеры на хирургические вмешательства в различных клинических ситуациях. Важнейшей проблемой в офтальмологии является глаукома, при которой хирургическое лечение считается наиболее эффективным (Федоров С.Н. с соавт., 1981; Нестеров А.П., 1982, 1995; Еричев В.П., 1999; Либман Е.С. с соавт., 2004; Курышева Н.И., 2004; Егоров Е.А. с соавт., 2011). Однако вследствие морфологических изменений в склере, иммунного дисбаланса во влаге передней камеры и в слезной жидкости, выявляемых при глаукоме, происходит избыточное рубцевание зоны хирургического лечения и эффективность антиглаукомных операции снижается (Бабушкин А.Э., 1990; Козлов В.И. с соавт. 1997; Белова Л.В. с соавт., 2003; Тахчиди Х.П. с соавт., 2003; Шмырёва В.Ф. с соавт. 2005). Поэтому становится актуальным изучение патоморфологических особенностей склеральной ткани при глаукоме и возможные методы коррекции фибробластических процес-сов при оперативном лечении.
Существующие антиглаукомные операции разделяются на два направления – проникающего и непроникающего типа. Важным этапом в развитии непроникающих вмешательств стала разработанная С.Н. Федоровым и В.И. Козловым в 1987 году технология непроникающей глубокой склерэктомии, которая получила широкое распространение благодаря меньшему количеству интраоперационных и послеоперационных осложнений, в отличие от операций фистулизирующего типа (Федоров С.Н. с соавт., 1989). В 1999 году эта технология была усовершенствована Х.П. Тахчиди как микроинвазивная НГСЭ, при этом уменьшался объем хирургической инвазии с сохранением гипотензивного эффекта классической НГСЭ. При МНГСЭ происходит минимальное повреждение тканей в зоне фильтрации, что существенно снижает ответную воспалительную реакцию на повреждение и обуславливает меньший объем рубцевания (Тахчиди Х.П. с соавт., 2001, 2003, 2008).
Для пролонгирования гипотензивного эффекта операции создаются имплантаты и дренажи из разных материалов. Однако любой чужеродный материал вызывает стереотипную воспалительно-репаративную реакцию с формированием соединительнотканной капсулы вокруг инородного тела (Шехтер А.Б., Розанова И.Б., 1999).
Для регулирования фибропластических процессов в зоне АГО стали применять медикаментозное сопровождение, такое как глюкокортикостероиды (ГКС), нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), протеолитические ферменты и цитостатики (Strauss G.H. et al., 1991; Nguyen K.D., Lee D.A., 1992; Иванова Е.С., 1999; Donohue E.K., Cioffi G.A. et al., 2011). Наибольшее распространение для данной цели получили препараты цитостатического ряда. Но они вызывают серьезные осложнения, которые связаны с токсическим действием на все активно делящиеся клетки тканей (Hong S.J. et al., 2001; Coppens G., Maudgal P., 2010). Протеолитические ферменты, ГКС и НПВС характеризуются невысоким процен-том осложнений, однако оказались малоэффективными и не используются в широкой практике. Поэтому с целью регуляции фибропластических процессов в зоне антиглаукомной операции становится актуальным изучение естественных регуляторов физиологических и патологических процессов, одним из таких являются гликозаминогликаны.
Сульфатированные гликозаминогликаны (сГАГ) могут осуществлять тонкую регуляцию воспалительного процесса и коллагеногенеза (Шехтер А.Б., Серов В.В., 1991; Jackson R. L. еt al., 1991; Панасюк А.Ф., Ларионов Е.В., 2000; Gandhi N.S., Mancera R.L., 2008; Varki A. еt. al., 2009). Широкое применение сГАГ нашли в офтальмологии, благодаря возможностям регулировать обменные процессы в брадитрофных тканях, изменять конформацию различных молекул, определяя их активность, регулировать продукцию цитокинов (Jackson R.L. еt. al., 1991; Iozzo R.V. 1998; Varki A. еt. al., 2009; Conrad A.H. et. al., 2010). При репаративных процессах сГАГ регулируют агрегацию молекул коллагена, определяют длину, диаметр и ориентацию фибрилл (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Scott J.E., Parry D.A., 1992). Они входят в состав вискоэластиков, используемых в офтальмохирургии, являются основными действующими компонентами препарата «Баларпан» и вископротектора «Оквис», применяемых для улучшения репарации роговицы, являются активными компонентами раствора для хранения роговиц (среда «Борзенка-Мороз»), а также ими насыщают коллагеновые дренажы («Ксенопласт», «iGen»), применяемые в хирургии глаукомы для профилактики избыточного рубцевания в зоне АГО (Анисимов C.И., 2007; Aptel F. et. al., 2009; Санторо Э.Ю. 2012). Однако в настоящее время для регуляции репаративных процессов используются только дренажные имплантаты с насыщением их сГАГ, которые представлены исключительно хондроитинсульфатом, выделенным из костной ткани (Анисимов С.И. с соавт., 2008; Санторо Э.Ю., 2012).
Цель настоящего исследования – экспериментально-морфологическое обоснование антипролиферативных свойств оригинальной смеси сульфатированных гликозаминогликанов в регуляции фибробластических процессов в склеральной ране.
Задачи исследования
-
Определить in vitro воздействие различных концентраций опытных образцов смеси сГАГ в растворе на процессы пролиферации культуры фибробластов мыши линии L929.
-
Определить in vitro воздействие различных концентраций опытных образцов смеси сГАГ в гелевой форме на процессы пролиферации культуры фибробластов мыши линии L929.
-
Разработать способ доставки и дозирования гелевой формы смеси сГАГ в зону операции.
-
Выбрать оптимальные концентрации и форму смеси сГАГ с антипролиферативными свойствами и подтвердить их действие в эксперименте in vivo на модели фибробластических процессов в склере в зоне моделирования антиглаукомной операции.
Научная новизна результатов исследования
1. Впервые установлен бимодальный эффект смеси сГАГ, заключающийся в стимулировании пролиферации культуры фибробластов при воздействии на них низких концентраций (0,1%, 0,5%) смеси сГАГ и в подавлении пролиферации при применении высоких концентраций (1 - 5%) смеси сГАГ.
2. Впервые определен диапазон концентраций смеси сГАГ с антипролиферативными свойствами в пределах от 1% до 2%, которые не токсичны и способствуют подавлению пролиферации фибробластов in vitro и замедлению фибробластических процессов в эксперименте in vivo.
3. Впервые установлено, что высокие концентрации смеси сГАГ – от 3% до 5% обладают скрытой отсроченной цитотоксичностью, которая проявляется в виде изменения морфологии фибробластов в культуре in vitro в динамике и развития гиперосмотического состояния с интерстициальном отеком в тканях по результатам эксперимента in vivo, приводящее к нарушению фибробластических процессов в зоне моделирования антиглаукомной операции.
Практическая значимость результатов работы
-
Разработан способ доставки и дозирования гелевой формы смеси сГАГ в зону операции при помощи оригинального поршневого дозатора, в соответствии с рассчитываемым объемом создаваемой интрасклеральной полости.
-
Гелевые формы смеси сГАГ с концентрацией в диапазоне от 1% до 2% не токсичны, обладают антипролиферативным действием, способствуют подавлению избыточного рубцевания и длительному сохранению интрасклеральной полости.
-
К применению в клинике не рекомендованы высокие концентрации смеси сГАГ (от 3% до 5%) в связи с возможностью возникновения интерстициального отека тканей с последующим нарушением фибробластический процессов, приводящих к неравномерному рубцеванию зоны операции.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Регулирование фибробластических процессов в склеральной ране возможно осуществлять при помощи различных концентраций оригинальной смеси хондроитин-4,6-сульфатов и кератансульфата, используя бимодальные свойства данной смеси сГАГ в отношении пролиферации фибробластов.
-
Гелевая форма смеси сГАГ в диапазоне концентраций от 1% до 2%, обладающая антипролиферативными свойствами, может быть использована в качестве изделия медицинского назначения в сопровождении антиглаукомной хирургии непроникающего типа с доставкой ее в зону операции при помощи оригинального поршневого устройства в необходимом объеме в зависимости от размеров интрасклеральной полости.
Внедрение в практику
Результаты диссертационной работы используются в лекционных курсах для клинических ординаторов, аспирантов и курсантов Научно-педагогического центра ФГБУ «МНТК «Микрохирургии глаза» им. акад. С.Н. Федорова».
Апробация работы
Материалы диссертации доложены и обсуждены на VI Всероссийской научной конференции молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2011), на IX Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Федоровские чтения-2011» (Москва, 2011), на научно-клинической конференции ФГБУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России (Москва, 2012), на 10-th European Glaucoma Society Congress: EGS2012 (Дания, Копенгаген, 2012), на European Society of Ophthalmology Congress: SOE 2013 (Дания, Копенгаген, 2013).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них 4 – в журналах, рецензируемых ВАК РФ. Имеются два патента РФ на изобретение.
Структура и объем диссертации
