Способ заготовки донорских роговичных трансплантатов с помощью фемтосекундного лазера для задней послойной кератопластики

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к офтальмологии, и предназначено для формирования донорского роговичного диска для задней послойной кератопластики. Фемтосекундным лазером формируют запрограммированные интрастромальные разрезы посредством одноэтапной резекции. Первый срез проводят в вертикальном направлении от эндотелия вглубь стромы начальной глубиной 800-1000 мкм, конечная глубина зависит от толщины донорской роговицы и рассчитывается таким образом, чтобы остаточный роговичный диск был толщиной 150-160 мкм, диаметром 6,0-9,5 мм. Для вертикального среза используют следующие энергетические характеристики фемтосекундного лазера: энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между каждым уровнем бокового разреза 2 мкм, угол разреза 90°; затем срез производят в ламеллярной плоскости в растровом режиме, глубиной на 10 мкм дальше от источника излучения, чем закончился вертикальный разрез, с использованием следующих энергетических характеристик фемтосекундного лазера: энергия 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями 4 мкм, диаметр на 0,2 мм больше заданного ранее для вертикального среза. Способ позволяет сформировать диск строго заданного диаметра исходя из параметров роговицы реципиента. 2 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а более конкретно к офтальмологии, и предназначено для формирования донорского роговичного диска для задней послойной кератопластики.

Долгие годы эталоном хирургического лечения эндотелиальной дистрофии различной этиологии являлась сквозная кератопластика. Однако низкие функциональные результаты привели к поиску более эффективных способов хирургического решения и дали толчок для развития ламеллярной хирургии роговицы. Задняя послойная кератопластика, впервые предложенная в 1998 году, продолжает непрерывно совершенствоваться и в настоящее время представлена в разнообразных модификациях. Для осуществления задней послойной кератопластики в последней модификации (DSAEK (Descemet-stripping automatized endothelial keratoplasty)) используется автоматизированный способ заготовки донорского диска с помощью микрокератома. У этого метода заготовки донорских трансплантатов есть целый ряд недостатков, связанных с применением микрокератома, а именно ограниченная стандартными головками микрокератома толщина роговичного трансплантата (минимум 200 мкм) формирует «толстый» трансплантат, отсюда технические сложности хирургии, низкая адгезия к ложу реципиента и значительный риск дислокации трансплантата, индуцированная гиперметропия и низкое качество зрения. Кроме того, работа с микрокератомом - трудоемкая процедура, чревата стандартными интраоперационными осложнениями, такими как перфорация, по типу «buttonhole», «неполного flap», что создает риск выбраковки трансплантатов. Современным и инновационным этапом в эволюции хирургии роговицы послужило внедрение в практику фемтосекундного лазера, который имеет потенциал для решения вышеперечисленных проблем.

Известен способ формирования донорского роговичного диска с помощью фемтосекундного лазера для задней послойной кератопластики (Mehta J.S., Shilbayeh R., Por Y.M. Femtosecond laser creation of donor cornea buttons for Descemet-stripping endothelial keratoplasty // J. Cataract Refract Surg., 2008 - Nov., 34(11): 1970-5).

Недостатками данного способа являются: применение относительно высоких энергетических параметров работы лазера, что увеличивает риск повреждения ткани роговицы и эндотелиальных клеток, ограничение по максимальной глубине горизонтального среза в 550 мкм, что не позволяет выкраивать трансплантаты на донорских роговицах толщиной в области вершины более 700 мкм.

Задачей изобретения является разработка безопасного, прогнозируемого и эффективного способа формирования донорских роговичных трансплантатов с помощью фемтосекундного лазера с целью повышения качества заготавливаемого роговичного диска и улучшения клинико-функциональных результатов задней послойной кератопластики.

Техническим результатом изобретения является возможность формирования донорского роговичного диска строго заданного диаметра исходя из параметров роговицы реципиента - от 6,0 до 9,5 мм, толщиной 150 мкм в самом тонком участке. Технически есть возможность создавать диски меньшей толщины, что, однако, является нецелесообразным при работе на роговицах, заготовленных в среде Борзенка-Мороз, т.к. строма гидратируется при хранении и роговица увеличивает толщину до 150-180% от исходной (по данным УЗ пахиметрии). После адгезии такого трансплантата к строме реципиента и процессов дегидратации остаточная толщина трансплантата не превышает 80 мкм в самом тонком месте. Предлагаемая методика позволяет выкраивать трансплантаты заданной толщины, используя роговицу донора, в том числе консервированную, толщиной до 900 мкм, с прохождением среза на глубине до 750 мкм. Технически есть возможность работы и на большей глубине, но материал такой толщины практически не встречается.

Технический результат достигается тем, что в способе формирования донорского роговичного диска согласно изобретению фемтосекундным лазером формируют запрограммированные интрастромальные разрезы посредством одноэтапной резекции. Первый срез проводят в вертикальном направлении от эндотелия вглубь стромы начальной глубиной 800-1000 мкм, конечная глубина зависит от толщины донорской роговицы и рассчитывается таким образом, чтобы остаточный роговичный диск был толщиной 150-160 мкм, диаметром 6,0-9,5 мм, при этом для вертикального среза используют следующие энергетические характеристики фемтосекундного лазера: энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между каждым уровнем бокового разреза 2 мкм, угол разреза 90º; затем срез производят в ламеллярной плоскости в растровом режиме, глубиной на 10 мкм дальше от источника излучения, чем закончился вертикальный разрез, с использованием следующих энергетических характеристик фемтосекундного лазера: энергия 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями 4 мкм, диаметр на 0,2 мм больше заданного ранее для вертикального среза. Лазер программируют таким образом, чтобы вертикальный и ламеллярный разрезы частично перекрывали друг друга. Это необходимо для достижения высокого качества отделения трансплантата по краям среза.

Способ операции согласно изобретению осуществляется следующим образом. Донорский роговичный трансплантат формируют при помощи фемтосекундного лазера «IntraLase», использующего излучение инфракрасного лазера на неодимовом стекле с длиной волны 1053 нм, частотой следования импульсов 60 кГц, продолжительностью импульса 600-800 ф/с, максимальной мощностью лазерного импульса 12 мВт.

Донорскую роговицу извлекают из среды для консервирования Борзенка-Мороз и помещают на искусственную переднюю камеру (ИПК). После закрывания механизма искусственной передней камеры ее наполняют средой для консервирования роговиц (Борзенка-Мороз) до состояния нормотонии роговицы, что важно для создания правильной и полной аппланации. Стерильным пахиметром интраоперационно измеряют толщину донорской роговицы в самом тонком участке. Данные фиксируют и высчитывают глубину прохождения вертикального и ламеллярного среза таким образом, чтобы сформированный трансплантат был 150-160 мкм толщиной. Готовая для работы роговица в ИПК помещается под аппланационную линзу, соединенную с фемтосекундным лазером «IntraLase»; после обеспечения точной центровки и полной аппланации роговицы, под контролем компьютерной программы, производят срез роговицы заданного профиля. Первый срез проводят в вертикальном направлении от эндотелия кверху, вглубь стромы, начальной глубиной 800-1000 мкм, диаметром 6,0-9,5 мм, конечная глубина зависит от толщины донорской роговицы, и рассчитывается таким образом, чтобы остаточный роговичный диск был толщиной 150 мкм. Используют следующие энергетические характеристики работы лазера для вертикального среза: энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между каждым уровнем бокового разреза 2 мкм, угол вреза 90º. После выполнения вертикального разреза срез производят в ламеллярной плоскости в растровом режиме, глубиной на 10 мкм дальше от источника излучения, чем закончился вертикальный разрез. Используются следующие энергетические характеристики фемтолазера для горизонтального среза: энергия 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями 4 мкм, диаметр на 0,2 мм больше заданного ранее для вертикального среза. Лазер программируют таким образом, чтобы вертикальный и ламеллярный разрезы частично перекрывали друг друга. После окончания работы фемтосекундного лазера корнеосклеральное кольцо извлекают из ИПК и помещают под операционный микроскоп. Тонким шпателем проходят по окружности вертикального разреза и разделяют оставшиеся коллагеновые перемычки. Затем роговичным пинцетом захватывают край трансплантата и отделяют его от подлежащей стромы. Таким образом, использование фемтосекундного лазера для формирования донорского роговичного диска для задней послойной кератопластики позволяет выкраивать трансплантат заданной формы, глубины, учитывать индивидуальные пахиметрические данные роговицы донора и снижает риск интраоперационного повреждения донорской ткани, повышает качество сформированного донорского трансплантата, улучшает клиническую безопасность и эффективность последующей задней послойной кератопластики с использованием сформированного трансплантата.

Выбранные параметры лазера являются низкими по энергетическим характеристикам по сравнению с предлагаемыми другими авторами, что снижает глубину повреждения окружающих тканей, ликвидирует риск влияния лазерного излучения на эндотелий и формирует срез очень высокого качества, сравнимого с таковым при использовании механического микрокератома.

Использование консервационной среды Борзенка-Мороз позволяет работать на безопасном расстоянии 150 мкм от эндотелия и получать для хирургии удобный трансплантат стандартной толщины. После дегидратации в глазу пациента толщина трансплантата уменьшается до 80 мкм в центральной части, что снижает риск послеоперационной дислокации трансплантата и увеличивает качество зрения.

Выбор параметров лазерного воздействия подтвержден экспериментальными и гистологическими исследованиями на донорских роговицах, результатами конфокальной микроскопии и компьютерным анализом количественного и качественного состояния клеток эндотелия роговицы.

Предлагаемый способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. Пациент С., 64 года, с диагнозом: дистрофия Фукса роговицы правого глаза. Острота зрения 0,05 н/к. Кератометрия ах 105⁰ 44,25^D ax 36⁰ 43,50^D. Пахиметрия по центру 562 мкм. ПЭК - 1050 по данным эндотелиальной микроскопии, по данным Confoscan 4 эндотелий измененной формы, подсчет клеток не удается. Пациенту под местной анестезией и внутривенным наркозом произведен пилинг эндотелия и удаление десцеметовой мембраны роговицы, диаметр сформированного ложа 7,5 мм. Из донорской роговицы с пахиметрией по центру 750 мкм фемтосекундным лазером выкроен роговичный диск с заданным профилем: диаметр 7,5 мм, начальная глубина заднего вертикального разреза 1000 мкм, конечная 590 мкм, энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между каждым уровнем бокового разреза 2 мкм, угол вреза 90º. Ламеллярный срез выполнен на глубине 600 мкм, в растровом режиме, энергия импульса 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями 4 мкм, диаметр 7,7 мм. Трансплантат выделен шпателем и помещен на Глайд по Бузину эндотелиальной стороной вверх, введен в переднюю камеру через роговичный туннель длинной 1 мм и шириной 4,5 мм. Под трансплантат введен воздух для лучшей адгезии к ложу реципиента. В первый день после операции жалоб нет, трансплантат прозрачный, адгезия полная, зрение 0,1 н/к, кератометрия ах 105⁰ 44,00^D ax 36⁰ 43,75^D. Пахиметрия в центре роговицы 598 нм. На ОСТ четко просматривается профиль роговичного трансплантата, адгезия полная. На пятый день при выписке трансплантат прозрачный, зрение глаза 0,5 н/к, пахиметрия в центре роговицы 504, на ОСТ профиль просматривается четко, толщина трансплантата в центральной зоне - 86-95 мкм. ПЭК - 2300. Через 6 месяцев зрение 0,6-0,7, трансплантат прозрачный, кератометрия ах 105⁰ 44,25^D ах 36⁰ 43,50^D. ПЭК - 2250. Через год трансплантат прозрачный, зрение 0,7. ПЭК - 2050, минимальная толщина трансплантата в центральной зоне 76 мкм.

Пример 2. Пациент И., 70 лет, с диагнозом: эпителиально-эндотелиальная дистрофия роговицы правого глаза, открытоугольная II а оперированная глаукома. Жалобы на светобоязнь, колющие боли, острота зрения 0,03 н/к. Кератометрию и ПЭК выполнить не удается ввиду выраженного отека роговицы. Пациенту под местной анестезией и внутривенным наркозом проведен пиллинг эндотелия и удаление десцеметовой мембраны с диаметром сформированного ложа 8,0 мм. Из донорской роговицы с пахиметрией по центру 600 мкм фемтосекундным лазером выкроен роговичный диск с заданным профилем: диаметр роговичного диска 8,0 мм, начальная глубина заднего вертикального разреза 800 мкм, конечная 440 мкм, энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между каждым уровнем бокового разреза 2 мкм, угол вреза 90º. Ламеллярный срез выполнен на глубине 450 мкм, в растровом режиме, энергия импульса 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями 4 мкм, диаметр 8,2 мм. Трансплантат выделен шпателем и помещен на Глайд по Бузину эндотелиальной стороной вверх, введен в переднюю камеру через роговичный туннель длинной 1 мм и шириной 4,5 мм. Под трансплантат введен воздух для лучшей адгезии к ложу реципиента. В первый день после операции жалоб нет, глаз спокоен, трансплантат прозрачный, сохраняется отек роговицы, пахиметрия по центру 782 нм, адгезия трансплантата полная, зрение 0,05 н/к, кератометрию выполнить не удается ввиду отека трансплантата. На ОСТ четко просматривается профиль роговичного трансплантата, адгезия полная. При выписке на 7 день трансплантат прозрачный, зрение глаза 0,1 н/к, жалоб нет, пахиметрия в центре роговицы 560, на ОСТ профиль просматривается четко, толщина трансплантата в центральной зоне 108-119 мкм. ПЭК - 2200. Через 6 месяцев зрение 0,2-0,3, трансплантат прозрачный, кератометрия ах 110⁰ 44,50^D ax 115⁰ 43,75^D. ПЭК - 2100. Через год трансплантат прозрачный, зрение 0,2-0,3. ПЭК - 2100, минимальная толщина трансплантата в центральной зоне 74 мкм. Низкое зрение объясняется частичной атрофией зрительного нерва.

Во всех случаях достигнуты прозрачное приживление трансплантата, точное моделирование роговичных профилей по заданным параметрам, полная адгезия трансплантата в послеоперационный период, отсутствие гиперметропического сдвига рефракции, высокая острота зрения, уменьшение реабилитационного периода. Получены высокие функциональные результаты.

Фемтосекундная технология формирования роговичного лоскута, в отличие от механической, обеспечивает:

- быструю зрительную реабилитацию (высокую остроту зрения, отсутствие гиперметропического сдвига),

- исключает возможность выбраковки трансплантата,

- повышает качество сформированного роговичного трансплантата.

Способ заготовки донорских роговичных трансплантатов с помощью фемтосекундного лазера для задней послойной кератопластики. включающий выкраивание заднего роговичного диска и выделение донорского трансплантата, отличающийся тем, что первым этапом проводят циркулярный разрез в вертикальном направлении от задней поверхности роговицы вглубь стромы, сначала на расстоянии 800-1000 мкм от передней поверхности роговицы и завершением на расстоянии, зависящем от толщины донорской роговицы и рассчитываемым таким образом, чтобы полученный роговичный диск имел толщину 150-160 мкм, диаметр 6,0-9,5 мм, при этом для вертикального среза используют следующие энергетические характеристики фемтосекундного лазера: энергия импульса 1,8 мкДж, расстояние между импульсами лазера 2 мкм, расстояние между уровнями - кольцами вертикального циркулярного разреза 2 мкм, угол вреза 90°; затем производят ламеллярный разрез в горизонтальной плоскости в растовом режиме на 10 мкм дальше от передней поверхности роговицы, чем закончился вертикальный циркулярный разрез с использованием следующих энергетических характеристик фемтосекундного лазера: энергия 1,0 мкДж, расстояние между импульсами лазера 4 мкм, между уровнями - линиями 4 мкм, диаметр на 0,2 мм превышает заданный ранее для вертикального циркулярного среза, лазер программируют именно таким образом, чтобы вертикальный циркулярный и ламеллярный разрезы частично перекрывали друг друга.