helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2021-14-2-36-41helmholtzeyeinstitute-654Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESКросслинкинг пластического материала «Биопласт» как средство повышения его биомеханической стабильности и эффективности кератопластики при язвах роговицыCrosslinking of the Bioplast plastic material as a means of increasing its biomechanical stability and the effectiveness of keratoplasty for corneal ulcersФлораС. В.FloraS. V.

Сергей Витальевич Флора— врач-офтальмолог отдела травматологии и реконструктивной хирургии

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

Sergei V. Flora— ophthalmologist, department of traumatology and reconstructive surgery

14/19, Sadovaya Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

srgflora@gmail.comЧенцоваЕ. В.ChentsovaE. V.

Екатерина Валерьяновна Ченцова— д-р мед. наук, профессор, руководитель отдела травматологии и реконструктивной хирургии

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

Ekaterina V. Chentsova— Dr. of Med. Sci., professor, head of the department of traumatology and reconstructive surgery

14/19, Sadovaya Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

ИомдинаЕ. Н.IomdinaE. N.

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

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

Elena N. Iomdina— Dr. of Biol. Sci., professor, principal researcher, department of refraction pathology, binocular vision and ophthalmoergonomics

14/19, Sadovaya Chernogryazskaya St., Moscow, 105062

ФГБУ «НМИЦ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава РоссииРоссияHelmholtz National Medical Research Center of Eye DiseasesRussian Federation2021170620211423641Copyright © Флора С.В., Ченцова Е.В., Иомдина Е.Н., 20212021Флора С.В., Ченцова Е.В., Иомдина Е.Н.Flora S.V., Chentsova E.V., Iomdina E.N.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/654

Цельработы — оценка влияния ультрафиолетового (УФА) кросслинкинга пластического материала «Биопласт» (высушенной силиконом роговицы человека) на его биомеханическую стабильность и эффективность применения для кератопластики при язвах роговицы. Материал и методы.Для определения времени максимальной регидратации 12 образцов биопласта инкубировали в физио-логическом растворе (NaCl 0,9 %) в течение 12 ч и контролировали их толщину с помощью оптической когерентной томографии (OCT Spectralis, Heidelberg Engineering). После скарификации эпителия и 30-минутной аппликации 0,1 % раствора рибофлавина 8 регидратированных образцов (опытная группа) в течение 30 мин обрабатывали УФА (длина волны — 370 нм, мощность — 3 мВт/см2) с помощью системы UV-X (IROC AG, Швейцария). В контрольной группе (4 регидратированных образца) УФА-кросс-линкинг не проводился. Упруго-прочностные показатели образцов опытной и контрольной группы оценивали методом одноосного растяжения с помощью деформационной машины (Autograph AGS-H, Япония). Для обследования пациентов (представленных в клинических примерах) до и после кератопластики с использованием биопласта, подвергнутого процедуре УФА-кросслинкинга, использовали комплекс стандартных офтальмологических методов. Результаты. Максимально интенсивная регидратация биопласта происходила в первые 3 ч инкубации, при этом толщина ткани равномерно увеличивалась на 50–55 мкм/ч до 700–710 мкм, дальнейшая инкубация не оказывала значительного дополнительного влияния на содержание жидкости в роговице. После УФА-кросслинкинга показатели прочности и модуль упругости образцов регидратированного биопласта достоверно увеличились по сравнению с группой контроля. Клинические примеры демонстрируют эффективность применения модифицированного биопласта для органосохраняющей сквозной кератопластики при перфоративной язве роговицы.Заключение. УФА-кросслинкинг регидратированного материала «Биопласт» обеспечивает повышение его биомеханической стабильности. Данные лабораторных и первых клинических исследований свидетельствуют о том, что модифицированный биопласт может служить эффективной заменой нативной донорской роговице при ургентной кератопластике перфоративных язв.

Purpose:to assess the effect of ultraviolet (UVA) crosslinking of Bioplast plastic material (silicon-dried human cornea) on its biomechanical stability and effectiveness for keratoplasty in corneal ulcers. Material and methods. To determine the maximum rehydration time, 12 Bioplast samples were incubated in physiological solution (NaCl 0.9 %) for 12 hours and monitored for thickness using optical coherence tomography (OCT Spectralis, Heidelberg Engineering). After the epithelium was scarified rehydrated corneas were treated withof 0.1% riboflavin solution for 30 minutes, and after it 8 rehydrated samples (experimental group) were treated with UVA for 30minutes (wavelength 370 nm, power 3 mW/cm2) using a UV-X device system (IROC AG, Switzerland). In the control group (4 rehydrated samples), no UVA crosslinking was performed. The elastic-strength indicators of the experimental and control group samples were assessed by applying uniaxial tension using a deformation machine (Autograph AGS-H, Japan). To examine the patients (presented in clinical examples)before and after keratoplasty with Bioplast subjected to UVA crosslinking, a set of standard ophthalmic tests was used. Results.Rehydration of Bioplast was the most intensive in the first three hours of incubation, during which time tissue thickness increased uniformly by 50–55 μm/hour to 700–710 μm, while further incubation showed no significant additional effect on the fluid content in the cornea. After UVA crosslinking, the strength indices and the elastic modulus of the rehydrated Bioplast samples significantly increased in comparison with the control group. Clinical examples demonstrate the effectiveness of modified Bioplast for organ-preserving penetrating keratoplasty in case of perforatedcorneal ulcer. Conclusion. UVA crosslinking of rehydrated Bioplast increases its biomechanical stability. The data of laboratory studies and the first clinical tests demonstrate that modified Bioplast may be an effective replacement of native donor cornea in urgent keratoplasty of perforated ulcers.

роговицабиопластультрафиолетовый кросслинкингбиомеханические показателиязва роговицыкератопластикаcorneaBioplastultraviolet crosslinkingbiomechanical parameterscorneal ulcerkeratoplastyReferencesМайчук Ю.Ф.Глазные инфекции. Русский медицинский журнал. 1999; 7 (1): 16–9.Maychuk Yu.F.Eye infections. Russian Medical Journal. 1999; 7 (1): 16–9 (in Russian).Ченцова Е.В., Вериго Е.Н., Яни Е.В., Хазамова А.И.Современные аспекты лечения язвенных поражений роговицы. Евроазия. 2016; 2 (2): 99–105.Chentsova E.V., Verigo E.N., Yani E.V., Khazamova A.I.Modern aspects of treatment of cornea ulcerous lesions. Evroaziya. 2016; 2 (2): 99–105 (in Russian).Каспаров А.А., Садыхов А.К., Маложен С.А.Лечение гнойной язвы роговицы. Вестник офтальмологии. 1997; 103 (6): 67–71.Kasparov A.A., Sadykhov A.K., Malozhen S.A. Therapy of cornea ulcer. Vestnik oftal’mologii. 1997; 103 (6): 67–71 (in Russian).Ченцова Е.В., Вериго Е.Н., Хазамова А.И.Дифференцированный подход к комплексному лечению язв роговицы. Офтальмология. 2018; 15 (3):256–63.Chentsova E.V., Verigo E.N., Khazamova A.I. A differentiated approach to the complex treatment of corneal ulcers. Ophthalmology in Russia. 2018; 15 (3): 256–63 (in Russian). https://doi.org/10.18008/1816-5095-2018-3-256-263Борзенок С.А., Ролик О.И., Онищенко Н.А., Комах Ю.А. О возможности совершенствования консервации донорских роговиц путем применения регуляторных пептидов. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2011; 13 (4): 101–5.Borzenok S.A., Rolik O.I., Onischenko N.A., Komakh Y.A.About improvement of corneal graft preservation by using regulatory peptides. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2011; 13 (4): 101–5 (in Russian). https://doi.org/10.15825/1995-1191-2011-4-101-105]Гурко В.В., Фабрикантов О.Л. Сквозная кератопластика при перфорациях роговицы различного генеза. Практическая медицина. 2012; 4 (59): 91–4.Gurko V.V., Fabrikantov O.L. Penetrating keratoplasty in corneal perforation of different genesis. 2012; 4 (59): 91–4 (in Russian).Стадников А.А., Канюков В.Н., Трубина О.М., Подопригора Р.Н., Казеннов А.Н. К вопросу о консервации донорской роговицы: современные направления, экспериментально-морфологические обоснования. Вестник ОГУ. 2011; 14: 349–51.Stadnikov A.A., Kanyukov V.N., Trubina O.M., Podoprigora R.N., Kazennov A.N.To the question of donor cornea preservation: innovative trends, experimental and morphological foundations. Vestnik OGU. 2011; 14: 349–51 (in Russian).Pleyer U., Bertelmann E.Differential diagnosis and therapy of graft rejection after keratoplasty. Klin. Monbl. Augenheilkd. 2005 Nov; 222 (11): 863–9. doi: 10.1055/s-2005-858853Pleyer U., Bertelmann E.Differential diagnosis and therapy of graft rejection after keratoplasty. Klin. Monbl. Augenheilkd. 2005 Nov; 222 (11): 863–9. doi: 10.1055/s-2005-858853Воллензак Г., Иомдина Е.Н. Экспериментальное укрепление роговицы и склеры путем повышения уровня их поперечной связанности. В кн.: Иомдина Е.Н., Кошиц И.Н., ред. Биомеханика глаза. Москва; 2007: 87–93.Wollensak G., Iomdina E.N. Experimental cornea and sclera reinforcement by increase of their crosslinking level. In: Iomdina E.N., Koshits I.N., eds. Eye biomechanics. Moscow; 2007: 87–93 (in Russian).Жабрунова М.А., Захарова О.А., Новиков С.А., Белдовская Н.Ю., Онищенко Е.С. Коллагеновый кросслинкинг: новые возможности в лечении патологии роговицы. Офтальмологические ведомости. 2014; 2: 50–9.Zhabrunova M.A.,Zakharova O.A., Novikov S. A., Beldovskaya N.Yu., Onishchenko Ye.S. Collagen cross-linking: new opportunities in treatment of corneal diseases. Oftal’mologicheskie vedomosti. 2014; 2: 50–9 (in Russian).Wollensak G., Iomdina E.Long-term biomechanical properties of rabbit cornea after photodynamic collagen crosslinking. Acta Ophthalmol. 2009 Feb; 87 (1): 48–51. doi: 10.1111/j.1755-3768.2008.01190.xWollensak G., Iomdina E.Long-term biomechanical properties of rabbit cornea after photodynamic collagen crosslinking. Acta Ophthalmol. 2009 Feb; 87 (1): 48–51. doi: 10.1111/j.1755-3768.2008.01190.xБикбов М.М., Халимов А.Р., Усубов Э.Л. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы. Вестник РАМН. 2016; 71 (3): 224–32.Bikbov 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/vramn562Spoerl E., Wollensak G., Seiler T. Increased resistance of crosslinked cornea against enzymatic digestion. Curr. Eye Res. 2004; 29 (1): 35–40. doi:10.1080/02713680490513182Spoerl E., Wollensak G., Seiler T. Increased resistance of crosslinked cornea against enzymatic digestion. Curr. Eye Res. 2004; 29 (1): 35–40. doi:10.1080/02713680490513182Мороз З.И., Малюгин Б.Э., Горохова М.В., Ковшун Е.Н.Результаты керато-пластики при фистулах роговицы с использованием УФ-кросслинкинга модифицированного донорского материала. Офтальмохирургия. 2014; (2): 29–32.Moroz Z.I., Malyugin B.E., Gorochova M.V., Kovschun E.V.UV cross-linked donor corneas for penetrating keratoplasties in corneal perforations. Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2014; (2): 29–32 (in Russian).Малюгин Б.Э., Борзенок С.А., Ковшун Е.В., Головин А.В., Энкина А.В. Способ обработки донорской роговицы с проведением двухстороннего ультра-фиолетового кросслинкинга для кератопротезирования осложненных сосудистых бельм 4–5-й категории. Патент РФ № 2381649 от 20.02.2010.Malyugin B.E., Borzenok S.A., Kovschun E.V., Golovin A.V., Enkina A.V. echnique of donor cornea treatment including bilateral UV crosslinking for keratoprosthetics of complicated vascular thorns of 4-5 degree. RU Patent #2381649, 20.02.2010 (in Russian).

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