Композитный пористый дренаж для хирургического лечения глаукомы

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для хирургического лечения рефрактерной глаукомы. Композитный пористый дренаж для хирургического лечения глаукомы выполнен из композитного материала в виде волокон из синтетических полимеров, импрегнированных природными полимерами, формирующих в нем сквозные и продольные поры с диаметром менее 100 мкм, причем толщина дренажа составляет 50-1000 мкм. Изобретение позволяет повысить эластичность дренажа и эффективность сброса внутриглазной жидкости на основе градиента давления и феномена капиллярного тока жидкости. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для хирургического лечения глаукомы, особенно ее рефракторной формы, которая является наиболее трудноизлечимой нозологической формой.

Глаукома является одной из самых тяжелых глазных заболеваний, приводящих к значительному снижению зрительных функций вплоть до слепоты. Особая форма глаукомы «рефракторная» (трудноизлечимая) объединяет множество разнообразных клинических видов, в том числе псевдофакическую, афакическую, а также неоднократно и безуспешно оперированную первичную глаукому. Эти формы глауком имеют факторы риска избыточного рубцевания в зоне оперативного вмешательства. Хирургический метод лечения является основным способом лечения рефракторной глаукомы. Основной причиной снижения эффекта от фильтрующих операций является избыточное, нерегулируемое рубцевание в зоне вновь созданных путей оттока внутриглазной жидкости, что и приводит к рецидиву. С целью снижения рубцовых процессов в зоне оперативного вмешательства применяют различные виды дренажей для сохранения сформированной полости.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили дренажи из полимерных материалов медицинского класса чистоты (Krupin Т., Am. J. Ophthalmol. - 1980. - Vol. 89. - P. 338-343; Molteno, Austr. J. Ophthalmol. - 1985. - Vol. 13. - N. 4. - P. 329-335).

Известен пористый пленчатый дренаж из ядерной мембраны на основе лавсана (полиэтилентерефталат, полиэстер), выполненный в форме равнобедренного треугольника, с диаметром пор 0,05-2,0 мкм, толщиной 10 мкм (патент RU 2089149 C1, oпубл. 10.09.97). Материал, из которого выполнен дренаж, является нетоксичным, эластичен и хорошо переносим тканями глаза.

Недостатками известного дренажа являются быстрая закупорка пор в дренаже и образование вокруг дренажа плотной соединительнотканной капсулы.

Известен дренаж в виде пластины прямоугольной формы, толщиной 100-200 мкм, с закругленными углами с радиусом закругления не менее 1 мм и расположенными по его площади отверстиями таким образом, что расстояние от краев прямоугольника до периферийных рядов отверстий составляет от 0,5 до 1 мм. При этом отверстия имеют либо круглую форму диаметром 50-300 мкм, либо квадратную форму с длиной стороны от 50 до 350 мкм, либо треугольную форму с длиной стороны от 50 до 350 мкм, либо прямоугольную форму с длиной одной стороны от 50 до 200 мкм и длиной другой стороны от 100 до 1000 мкм, ориентированные вдоль или поперек продольной оси дренажа. Дренаж выполнен из полимерного материала - дигель, представляющего собой прозрачный полимер, полученный в результате фотополимеризации смеси мономеров и олигомеров. Дренаж формируют с отверстиями различной формы путем фотоотверждения полимерного материала (патент RU 2309781 C1, опубл. 10.11.2007).

Недостатками известного дренажа являются его незначительная эластичность, что может способствовать микротравматизации по периферии дренажа и, как следствие, усиление фиброзирующих процессов, что, в свою очередь, реализуется в повторной блокаде оттока ВГЖ, также можно отметить сквозное формирование каналов, обеспечивающих пассивный сброс ВГЖ в радиальном направлении, что задается плоскостями дренажа.

Наиболее близким к заявляемому дренажу - прототипом, является эксплантодренаж, представляющий собой пористую мембрану из полиэтилентерефталата или поликарбоната толщиной 10-20 мкм, облученную тяжелыми заряженными частицами и обработанную ультрафиолетовым излучением и химическим травлением в водном растворе гидроксида натрия до получения сквозных каналов диаметром 0,3-0,4 мкм. При этом поверхностный слой мембраны наноструктурирован обработкой в кислородсодержащей плазме (патент RU 2434614 С2, опубл. 27.11.2011).

Недостатками известного дренажа являются малая эластичность, по биомеханическим свойствам мало совместимая с эластичностью склеры, что может усиливать фибротизирующие процессы путей оттока ВГЖ. Более того, сквозное направление каналов не ориентировано на селективный, радиальный ток внутриглазной жидкости (от Шлеммова канала к склере).

Задачей изобретения является разработка новой, более совершенной конструкции дренажа, обладающей эластичностью, приближающейся к эластичности склеры и повышенными функциональными возможностями.

Технический результат: повышение эластичности дренажа и обеспечение более эффективного сброса внутриглазной жидкости на основе градиента давления и феномена капиллярного тока жидкости.

Поставленная задача достигается предлагаемым дренажем для хирургического лечения глаукомы, представляющим собой конечное удлиненное изделие с толщиной 50-1000 мкм, выполненное из биосовместимого композитного материала в виде волокон из синтетических полимеров, импрегнированных природными полимерами, формирующими в нем сквозные и продольные поры диаметром менее 100 мкм, преимущественно 20-40 мкм. В предпочтительном варианте дренаж выполняют в виде пластины, при этом он может иметь прямоугольную, трапециевидную или овальную форму в зависимости от конкретной клинической ситуации.

В качестве синтетических полимеров могут быть использованы полимеры синтетического происхождения, например поликапролактон или его модификанты, а также полиуретан, полимеры молочной кислоты с различными молекулярными массами с сополимерами или без них, сложные эфиры и др. В качестве природных полимеров для импрегнирования синтетических волокон могут быть использованы коллаген или продукты его гидролиза или хитозан, взятые в количестве от 0,1 до 25,0 массовых долей растворяемого вещества относительно массы растворителя (wt%). Синтетические полимеры формируют пористую основу дренажа с толщиной волокон от 0,1 до 50 мкм и задают сквозные и продольные поры, в то время как биологические полимеры - коллаген, хитозан и другие, импрегнирующие синтетические волокна, повышают гидрофильные свойства дренажа и улучшают его биосовместимые свойства.

Предлагаемый дренаж обеспечивает ток внутриглазной жидкости по сформированным порам как в сквозном, так и продольном направлениях за счет эффекта капиллярного тока жидкости и градиента давления от зоны большего давления в направлении к меньшему.

Дренаж может быть изготовлен с помощью метода электроспиннинга (Т. Stylianopoulos, С.A. Bashur, A.S. Goldstein and ect. Computational predictions of the tensile properties of electrospun fiber meshes: effect of fiber diameter and fiber orientation// J. Mech. Behav. Biomed Mater. - 2008, - Vol.1 - N4. - P. 326-335., литографическим способом (Feng Hua, Yugang Sun, Anshu Gaur, Matthew A. and ect. Polymer Imprint Lithography with Molecular-Scale Resolution//Nano Letettrs. - 2004. - Vol 4. - N12 - P 2467-2471) или с использованием 3D печати (Development of simple 3D printing scaffold for liver tissue engeeniring. James Camp/ The University of Texas at Austin, 2002 -pp. 58).

Дренаж используют следующим образом.

После подготовки операционного поля и комбинированной анестезии формируют поверхностный склеральный лоскут, иссекают глубокий склеральный лоскут, удаляют наружную стенку Шлеммова канала и корнеосклеральную ткань. В сформированное ложе укладывают пористый дренаж, накладывают фиксирующие швы. Линейные размеры и форму дренажа подбирают интраоперационно, в соответствии с размерами сформированного ложа.

На фиг. 1 представлен фрагмент дренажа, выполненный из капролактона, импрегнированного коллагеном, с диаметром волокон от 3,5 до 6,45 мкм. Сканирующая электронная микроскопия.

На фиг. 2 представлен поперечный срез (профиль) дренажа толщиной 275 мкм, выполненный из волокон полимолочной кислоты, импрегнированной коллагеном, в котором четко видны поперечные срезы продольных волокон. Сканирующая электронная микроскопия.

На фиг. 3 представлен продольный вид дренажа, выполненный из волокон полиуретана, импрегнированных хитозаном, формирующих сквозные и продольные поры. Сканирующая электронная микроскопия.

На фиг. 4 представлен общий вид дренажа, выполненного в виде прямоугольника, трапеции или овала.

Определяющими отличиями заявляемого дренажа по сравнению с прототипом являются:

- дренаж имеет толщину 50-1000 мкм и сформированные сквозные и продольные поры диаметром не более 100 мкм, преимущественно 20-40 мкм, что позволяет повысить функциональные возможности последнего и обеспечить более эффективный сброс тканевой жидкости на основе градиента давления и феномена капиллярного тока жидкости, а также предотвратить процесс рубцевания путей оттока ВГД;

- дренаж выполнен из композитного материала в виде волокон из синтетических полимеров, импрегнированных биологическими (природными) полимерами, формирующими в нем сквозные и продольные поры, что позволяет повысить его эластичность и гидрофильность.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного использования.

Пример 1.

Пациент Х, 76 лет, поступил в Новосибирский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» с диагнозом: правый глаз - оперирован по поводу открытоугольной глаукомы, состояние после реваскуляризации зрительного нерва.

При поступлении: Острота зрения 0,2 не коррегирутся, ВГД - 35 мм рт. ст.

Операция проведена с использованием дренажа прямоугольной формы, с размером 4×6 мм, имеющего толщину 50 мкм, выполненного из волокон капролактона, импрегнированного натуральным коллагеном животного происхождения (капролактон - 10,0wt%, коллаген - 5,0wt%) со сформированными в нем сквозными и продольными порами со средним диаметром пор 30 мкм. После выполнения разреза конъюнктивы в просвете конъюнктивальной раны в склеральном ложе выкроили поверхностный склеральный лоскут 7×5 мм до прозрачных слоев роговицы вглубь на 2 мм. Удалили переднюю стенку Шлеммова канала на ширину склерального ложа с полосками корнеосклеральной и роговичной ткани. Из средних слоев склеры по размерам склерального ложа выкроили лоскут, который после отсепарирования удалили, в сформированное ложе уложили подготовленный композитный пористый дренаж, наложили шов на конъюнктиву. Пациент был выписан на 5 сутки.

При выписке острота зрения составляла 0,2 без коррекции, ВГД - 19 мм рт.ст. Через 1 месяц ВГД - 18 мм рт.ст., через 3 месяца - 22 мм рт.ст., через 6 месяцев - 22 мм рт.ст. Жалоб на ухудшение зрения нет.

Пример 2.

Пациент X, 76 лет, поступил в Новосибирский филиал МНТК «Микрохирургия глаза» с диагнозом: правый глаз - оперирован по поводу открытоугольной глаукомы, состояние после реваскуляризации зрительного нерва.

При поступлении: Острота зрения 0,2 не коррегирутся, ВГД - 35 мм рт.ст.

Операция проведена с использованием дренажа, имеющего овальную форму, длиной 6 мм, высотой 3 мм, толщиной 250 мкм, выполненного из волокон полиуретана, импрегнированного натуральным коллагеном животного происхождения (полиуретан - 9,5wt%, коллаген - 0,3wt%), формирующих сквозные и продольные поры со средним диаметром 40 мкм. После выполнения разреза конъюнктивы в просвете конъюнктивальной раны в склеральном ложе выкроили поверхностный склеральный лоскут 6×7 мм до прозрачных слоев роговицы вглубь на 2 мм. Удалили переднюю стенку Шлеммова канала на ширину склерального ложа с полосками корнеосклеральной и роговичной ткани. Из средних слоев склеры по размерам склерального ложа выкроили лоскут, который после отсепарирования удалили, в сформированное ложе уложили композитный пористый дренаж, наложили шов на конъюнктиву. Пациент был выписан на 4 сутки.

При выписке острота зрения составляла 0,2 без коррекции, ВГД - 19 мм рт.ст. Через 1 месяц ВГД - 18 мм рт.ст., через 3 месяца - 22 мм рт.ст., через 6 месяцев - 22 мм рт.ст. Жалоб на ухудшение зрения нет.

Пример 3.

Пациент Р., 65 года. Диагноз: правый глаз первичная открытоугольная глаукома. Операции глубокой непроникающей склеротомии 2010, 2011 гг. Рефракторная форма.

При поступлении острота зрения 0,6 с коррекцией 0,9, ВГД - 30 мм рт.ст.

Проведена операция протезирования Шлеммова канала с использованием композитного пористого дренажа, выполненного из волокон полимера молочной кислоты, импрегнированного хитозаном (полимер молочной кислоты - 9,0wt%, хитозан - 2,0wt%), формирующих сквозные и продольные поры со средним диаметром 20 мкм, имеющего трапециевидную форму, с большим основанием 4 мм, меньшим основанием 2 мм, высотой 6 мм, с толщиной 500 мкм.

После подготовки операционного поля, комбинированной анестезии, сформировали поверхностный склеральный лоскут, иссекли глубокий склеральный лоскут, удалили наружную и внутреннюю стенки Шлеммова канала и корнеосклеральную ткань. В сформированное ложе уложили дренаж с продвижением дистальной части дренажа в проекцию синусоидных структур, что служит замещению или протезированию Шлеммова канала. Пациент был выписан на 3 сутки.

При выписке острота зрения 0,7, с коррекцией 1,0; ВГД - 16 мм рт.ст. Через месяц 18 мм рт.ст., через 3 месяца - 19 мм рт.ст., через 6 месяцев - 18 мм. рт.ст. Жалоб на ухудшение зрения нет.

Предлагаемый дренаж обладает высоким уровнем эластичности и биосовместимости, длительно сохраняет сформированные во время антиглаукоматозной операции интрасклеральные полости, обеспечивает многолетнее ареактивное присутствие его в глазу в условиях минимальных интра- и послеоперационных осложнений.

1. Композитный пористый дренаж для хирургического лечения глаукомы, выполненный в виде конечного удлиненного изделия из биосовместимого полимерного материала со сквозными порами, отличающийся тем, что дренаж выполнен из композитного материала в виде волокон из синтетических полимеров, импрегнированных природными полимерами, формирующими в нем сквозные и продольные поры с диаметром менее 100 мкм, при этом толщина дренажа составляет 50-1000 мкм.

2. Композитный пористый дренаж по п. 1, отличающийся тем, что синтетические полимеры для формирования волокон выбирают из группы: поликапролактон, полиуретан, полимеры молочной кислоты с сополимерами или без них.

3. Композитный пористый дренаж по п. 1, отличающийся тем, что природные полимеры для импрегнирования синтетических волокон выбирают из группы: коллаген или продукты его гидролиза или хитозан.

4. Композитный пористый дренаж по п. 3, отличающийся тем, что природные полимеры в композитном материале составляют от 0,1 до 25,0 масс. долей.

5. Композитный пористый дренаж по п. 1, отличающийся тем, что сквозные и продольные поры имеют диаметр 20-40 мкм.

6. Композитный пористый дренаж по п.6, отличающийся тем, что он выполнен в виде пластины, имеющей прямоугольную, трапециевидную или овальную форму.