helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2019-12-3-51-57helmholtzeyeinstitute-302Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL AND LABORATORY STUDIESПрименение ультрафиолетового корнеального кросслинкинга при язвах роговицы и других кератопатиях у животныхUsing ultraviolet corneal crosslinking for the treatment of corneal ulcers and other corneal pathologies in animalsИомдинаЕ. Н.IomdinaE. N.

д-р биол. наук, профессор, главный научный сотрудник отдела патологии рефракции, бинокулярного зрения и офтальмоэргономики

105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19

Dr. Biol. Sci., Professor, principal researcher

14/19, Sadovaja-Chernogryazskaja St., Moscow, 105062

iomdina@mail.ruСотниковаЛ. Ф.SotnikovaL. F.

д-р вет. наук, профессор, заведующая кафедрой биологии и патологии мелких домашних животных

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

Dr. Vet. Sci., Professor, head of chair

23, Skryabin St., Moscow, 109472

ГончароваА. В.GoncharovaA. V.

канд. вет. наук, доцент кафедры биологии и патологии мелких домашних животных

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

 Cand. Vet. Sci., assistant professor

23, Skryabin St., Moscow, 109472

КабановаЕ. И.KabanovaE. I.

аспирант кафедры биологии и патологии мелких домашних животных

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

 PhD student

23, Skryabin St., Moscow, 109472

ЧечневаА. В.ChechnevaA. V.

аспирант кафедры биологии и патологии мелких домашних животных

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

 PhD student

 23, Skryabin St., Moscow, 109472

СапегоН. Ю.SapegoN. Yu.

аспирант кафедры биологии и патологии мелких домашних животных

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23

PhD student

23, Skryabin St., Moscow, 109472

ЯниЕ. В.JaniE. V.

канд. мед. наук, руководитель отдела вирусных и аллергических заболеваний глаз

105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19

Cand. Med. Sci., head, department of viral and allergic eye diseases

14/19, Sadovaja-Chernogryazskaja St., Moscow, 105062

ФГБУ «НМИЦ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава РоссииРоссияHelmholtz National Medical Research Center of Eye DiseasesRussian FederationФГБОУ ВО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»РоссияK.I. Skryabin Moscow State Academy of Veterinary Medicine and BiotechnologyRussian Federation2019310820191235157Copyright © Иомдина Е.Н., Сотникова Л.Ф., Гончарова А.В., Кабанова Е.И., Чечнева А.В., Сапего Н.Ю., Яни Е.В., 20192019Иомдина Е.Н., Сотникова Л.Ф., Гончарова А.В., Кабанова Е.И., Чечнева А.В., Сапего Н.Ю., Яни Е.В.Iomdina E.N., Sotnikova L.F., Goncharova A.V., Kabanova E.I., Chechneva A.V., Sapego N.Y., Jani E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://roj.igb.ru/jour/article/view/302

Цель работы — изучение влияния кросслинкинга роговичного коллагена, осуществляемого с помощью ультрафиолета А-диапазона (УФА) в сочетании с рибофлавином, на структуры переднего отдела глаза при язвах роговицы и других кератопатиях у животных.

Материал и методы

Материал и методы. Обследовано 26 животных (39 глаз), в том числе 10 кошек, 10 собак, 6 лошадей, с язвами и стафиломами роговицы, а также с сухим и аутоиммунным кератоконъюнктивитом. Обследование включало биомикроскопию переднего отдела, осмотр глазного дна (при условии прозрачности роговицы), контроль слезопродукции (тест Ширмера), окраску поверхности глаза витальными красителями. Для кросслинкинга использовали УФА-излучение светодиодов с оптоволоконным выводом (длина волны — 370 нм, мощность излучения — 3 мВт/см2) в сочетании с инстилляциями 0,1 % раствора рибофлавина по разработанному алгоритму, предусматривающему различное количество процедур и их различную продолжительность в зависимости от диагноза и лечебного эффекта.

Результаты

Результаты. Купирование воспаления переднего отдела глаза, восстановление формы и прозрачности роговицы, нормализация слезопродукции происходили значительно быстрее, чем при использовании традиционного лечения: при стафиломе роговицы на 2–3 мес раньше, при кератоконъюнктивите — более чем на 4–5 мес раньше; при язвенных процессах отсутствовали рецидивы, а восстановление функции многослойного плоского эпителия отмечалось в период до 2–3 нед.

Заключение

Заключение. Включение модифицированного УФА-кросслинкинга в схему лечения язв и стафилом роговицы, а также сухого и аутоиммунного кератоконъюнктивита у животных позволило достичь высокого терапевтического эффекта восстановления структур переднего отдела глаза. Полученные результаты в перспективе могут стать основой для использования разработанной технологии в лечении данных заболеваний глаз у людей.

Purpose

Purpose. To study the effects of corneal collagen cross-linking (CCL) using ultraviolet-A (UVA) irradiation with riboflavin on the eye’s anterior segment structures in corneal ulcers and other keratopathies in animals.

Material and methods

Material and methods. The study involved 26 animals (39 eyes) — 10 cats, 10 dogs, and 6 horses with ulcers, corneal staphyloma, dry and autoimmune keratoconjunctivitis. Examination included slit-lamp biomicroscopy, ophthalmoscopy (in cases of transparent cornea), tear production test, and staining the eye surface with vital dyes. CCL was performed using UVA radiation of LEDs with a fiber optic output (wavelength 370 nm, radiation power 3 mW/cm2) combined with 0.1 % riboflavin instillation according to the protocol we developed, which specifies various numbers and durations depending on the diagnosis and therapeutic effect desired.

Results

Results. Restoration of the shape and transparency of the cornea, relief of anterior eye inflammation, and normalization of tear production occurred much sooner than using traditional treatment. The restoration of vision occurred 2 to 3 months earlier in eyes with corneal staphyloma; more than 4 to 5 months earlier in eyes with keratoconjunctivitis; no relapses were noted in eyes with ulcerative processes, and the restoration of the function of stratified squamous epithelium was achieved within 2 or 3 weeks.

Conclusions

Conclusions. The inclusion of modified UFA-based CCL in the treatment scheme of corneal ulcers and staphylomas as well as dry and autoimmune keratoconjunctivitis enables a high therapeutic effect of anterior eye structure restoration. In future, the results obtained could serve as basis for using the developed technology in the treatment of similar eye pathologies in humans. 

роговицакросслинкингползучая язва роговицыкератоконъюнктивитстафиломаcorneacrosslinkingserpiginous corneal ulcerkeratoconjunctivitisstaphylomaReferencesГончарова А.В. Клинико-диагностические критерии кератопатий у животных. Ветеринарный врач. 2013; 6: 48–51.Goncharova A.V. Clinical and diagnostic criteria for keratopathy in animals. Veterinarny Vrach. 2013; 6: 48–51 (in Russian).Стекольников А.А., Сотникова Л.Ф. Ветеринарная офтальмология. Санкт-Петербург: Проспект Науки; 2017.Stekolnikov A.A., Sotnikova L.F. Veterinary ophthalmology. SanktPetersburg: Prospect Nauki: 2017 (in Russian).Бикбов М.М., Халимов А.Р., Усубов Э.Л. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы. Вестник РАМН. 2016; 71 (3): 224–32. https://doi. org/10.15690/vramn562Bikbov M.M., Khalimov A.R., Usubov E.L. Ultraviolet Corneal Crosslinking. Annals of the Russian academy of medical sciences. 2016; 71(3): 224–32 (in Russian). https://doi.org/10.15690/vramn562Wollensak G., Iomdina E. Long-term biomechanical properties of rabbit cornea after photodynamic collagen crosslinking. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 2009: 87 (1): 48–51.Wollensak G., Iomdina E. Long-term biomechanical properties of rabbit cornea after photodynamic collagen crosslinking. Acta Ophthalmologica Scandinavica. 2009: 87 (1): 48–51.Spoerl E., Wollensak G., Seiler T. Increased resistance of crosslinked cornea against enzymatic digestion. Curr. Eye Res. 2004; 29: 35–40.Spoerl E., Wollensak G., Seiler T. Increased resistance of crosslinked cornea against enzymatic digestion. Curr. Eye Res. 2004; 29: 35–40.Wollensak G., Iomdina E., Dittert D.-D., Herbst H. Wound Healing in the rabbit cornea after corneal collagen-crosslinking using riboflavin and UVA. Cornea. 2007; 26: 600–5.Wollensak G., Iomdina E., Dittert D.-D., Herbst H. Wound Healing in the rabbit cornea after corneal collagen-crosslinking using riboflavin and UVA. Cornea. 2007; 26: 600–5.Makdoumi K. UVA-Riboflavin photochemical therapy of bacterial keratitis: a pilot study. Graefs Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2012; 250: 95–102.Makdoumi K. UVA-Riboflavin photochemical therapy of bacterial keratitis: a pilot study. Graefs Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2012; 250: 95–102.Makdoumi K., Bäckman A. Photodynamic UVA-riboflavin bacterial elimination in antibiotic resistant bacteria. Clin. Exp. Ophthalmol. 2016; 44 (7 Sep.): 582–6. doi: 10.1111/ceo.12723Makdoumi K., Bäckman A. Photodynamic UVA-riboflavin bacterial elimination in antibiotic resistant bacteria. Clin. Exp. Ophthalmol. 2016; 44 (7 Sep.): 582–6. doi: 10.1111/ceo.12723Richotz O., Hafezi F. Antibacterial efficacy of accelerated corneal cross-linking with photoactivated chromophore (PACK-CXL). J. Refract Surg. 2014; 30: 850–4.Richotz O., Hafezi F. Antibacterial efficacy of accelerated corneal cross-linking with photoactivated chromophore (PACK-CXL). J. Refract Surg. 2014; 30: 850–4.Alio J.L., Abbouda A., Valle D.D., Del Castillo J.M., Fernandez J.A. Corneal cross linking and infectious keratitis: a systematic review with a metaanalysis of reported cases. J. Ophthalmic Inflamm. Infect. 2013; 3: 47. doi:10.1186/1869-5760-3-47Alio J.L., Abbouda A., Valle D.D., Del Castillo J.M., Fernandez J.A. Corneal cross linking and infectious keratitis: a systematic review with a metaanalysis of reported cases. J. Ophthalmic Inflamm. Infect. 2013; 3: 47. doi:10.1186/1869-5760-3-47Tabibian D., Richoz O., Hafezi F. PACK-CXL: Corneal cross-linking for treatment of infectious keratitis. J. Ophthalmic Vis. Res. 2015; 10: 77–80.Tabibian D., Richoz O., Hafezi F. PACK-CXL: Corneal cross-linking for treatment of infectious keratitis. J. Ophthalmic Vis. Res. 2015; 10: 77–80.Pot S.A., Gallhöfer N.S., Matheis F.L., et al. Corneal collagen cross-linking as treatment for infectious and noninfectious corneal melting in cats and dogs: results of a prospective, nonrandomized, controlled trial. Vet. Ophthalmol. 2014; 17 (4 Jul.): 250–60. doi: 10.1111/vop.12090Pot S.A., Gallhöfer N.S., Matheis F.L., et al. Corneal collagen cross-linking as treatment for infectious and noninfectious corneal melting in cats and dogs: results of a prospective, nonrandomized, controlled trial. Vet. Ophthalmol. 2014; 17 (4 Jul.): 250–60. doi: 10.1111/vop.12090Ченцова Е.В., Вериго Е.Н., Макаров П.В., Хазамова А.И. Кросслинкинг в комплексном лечении язв роговицы и трансплантата. Российский офтальмологический журнал. 2017; 10 (3): 93–100. https://doi. org/10.21516/2072-0076-2017-10-3-93-100Chentsova E.V., Verigo E.N., Makarov P.V., Khazamova A.I. Crosslinking in the complex treatment of corneal ulceration and corneal grafting. Russian ophthalmological journal. 2017; 10 (3): 93–100 (in Russian). https://doi. org/10.21516/2072-0076-2017-10-3-93-100Иомдина Е.Н., Тарутта Е.П., Семчишен В.А. и др. Экспериментальная реализация малоинвазивных технологий кросслинкинга склеры. Вестник офтальмологии. 2016; 6: 49–57. doi:17116/oftalma2016132649-56Iomdina Е.N., Tarutta Е.P., Semchishen V.А., et al. Experimental realization of minimally invasive techniques of scleral collagen cross-linking. Vestnik oftal’mologii. 2016; 6: 49–57 (in Russian). https://www.mediasphera.ru/msph/en/oftal/Vestnik_ Oftalmology_2016-6_049_EN.pdfIomdina E.N., Tarutta E.P., Semchishen V.A., et al. Low invasive technology of sclera crosslinking: an experimental implementation. H. Eskola et al. (eds.), EMBEC NBC. 2017; 37 IFMBE Proceedings 65: 382–5. doi: 10.1007/978981-10-5122-7-96Iomdina E.N., Tarutta E.P., Semchishen V.A., et al. Low invasive technology of sclera crosslinking: an experimental implementation. H. Eskola et al. (eds.), EMBEC NBC. 2017; 37 IFMBE Proceedings 65: 382–5. doi: 10.1007/978981-10-5122-7-96Wollensak G. Crosslinking treatment of progressive keratoconus: new hope. Curr. Opin. Ophthalmol. 2006; 17: 356–60. doi:10.1097/01. icu.0000233954.86723.25Wollensak G. Crosslinking treatment of progressive keratoconus: new hope. Curr. Opin. Ophthalmol. 2006; 17: 356–60. doi:10.1097/01. icu.0000233954.86723.25Иомдина Е.Н. Биомеханические аспекты кераторефракционной хирургии и корнеального кросслинкинга. Российская педиатрическая офтальмология. 2015; 4: 32–7.Iomdina E.N. The biomechanical aspects of keratorefractive surgery and corneal cross-linking Russian pediatric ophthalmology. 2015; 4: 32–7 (in Russian).Knyazer B. Accelerated PACK-CXL for moderate therapy-resistant infectious keratitis. Cornea. 2018; 37: 528–31. doi: 10.1097/ICO.0000000000001498Knyazer B. Accelerated PACK-CXL for moderate therapy-resistant infectious keratitis. Cornea. 2018; 37: 528–31. doi: 10.1097/ICO.0000000000001498Чечнева А.В., Сотникова Л.Ф., Иомдина Е.Н. Использование кросслинкинга роговичного коллагена для лечения у кошек осложнений инфекционного кератоконъюнктивита. Известия МААО. 2018; 42: 117–22.Chechneva A.V., Sotnikova L.F., Iomdina E.N. The use of corneal collagen cross linking for the treatment of complications of infectious keratoconjunctivitis of cats. Izvestija МААО. 2018; 42: 117–22 (in Russian).Иомдина Е.Н., Сотникова Л.Ф., Гончарова А.В. Способ лечения осложнений вирусных и бактериальных кератоконъюнктивитов у животных с помощью коллагенового кросслинкинга. Заявка на патент РФ № 2018147002 от 27.12.2018.Iomdina E.N., Sotnikova L.F., Goncharova A.V., et al. The method of treatment of viral and bacterial keratoconjunctivitis complications in animals using collagen crosslinking. Application for RF patent #2018147002, 27.12.2018.Plummer C., Gelatt K. Color atlas of veterinary ophthalmology. Second Edition: Wiley Blackwell; 2017.Plummer C., Gelatt K. Color atlas of veterinary ophthalmology. Second Edition: Wiley Blackwell; 2017.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.