helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2022-15-2-37-41helmholtzeyeinstitute-989Research ArticleКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯCLINICAL STUDIESМатематическое моделирование движения жидкостей внутри глазного яблока при интравитреальных инъекцияхMathematical modeling of fluid movement inside the eyeball during intravitreal injectionЛипатовД. В.LipatovD. V.

Дмитрий Валентинович Липатов, д-р мед. наук, профессор, заведующий отделением

ФГБУ «НМИЦ эндокринологии»

отделение диабетической ретинопатии и офтальмохирургии

117036

ул. Дмитрия Ульянова, д. 11

Москва

Dmitry V. Lipatov, Dr. of Med. Sci., professor, head of the department

department of diabetic retinopathy and ophthalmic surgery

117036

11, Dmitry Ulyanov St.

Moscow

glas1966@rambler.ruСкладчиковС. А.SkladchikovS. A.

Сергей Андреевич Складчиков, канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник

факультет вычислительной математики и кибернетики

119991

ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 52

Москва

Sergey A. Skladchikov, Cand. of Phys.-Math. Sci., research associate

chair of computational mathematics and cybernetics

119991

1, Bldg. 52, Leninskie Gory, GSP-1

Moscow

СавенковаН. П.SavenkovaN. P.

Надежда Петровна Савенкова, д-р физ.-мат. наук, главный научныйсотрудник

факультет вычислительной математики и кибернетики

119991

ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 52

Москва

Nadezhda P. Savenkova, Dr. of Phys.-Math. Sci., principal researcher

faculty of computational mathematics and cybernetics

119991

1, Bldg. 52, Leninskie Gory, GSP-1

Moscow

НоводерёжкинВ. В.NovoderezkinV. V.

Владимир Владимирович Новодерёжкин, канд. мед. наук, врач-офтальмолог

111539

ул. Вешняковская, д. 23

Москва

Vladimir V. Novoderezkin, Cand. of Med. Sci., ophthalmologist

111539

23, Veshnyakovskaya St.

Moscow

ВысикайлоФ. И.VysikailoPh. I.

Филипп Иванович Высикайло,  д-р физ.-мат. наук, профессор

кафедр теоретической физики

141014

ул. Веры Волошиной, д. 24

Московская область

Мытищи

Philip I. Vysikailo, Dr. of Phys.-Math. Sci., professor

chair of theoretical physics

141014

24, Vera Voloshina St.

Moscow region

Mytishchi

Минздрав РоссииРоссияNational Endocrinology Research centerRussian FederationМГУ им. М. В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation15-я городская клиническая больницаРоссияCity clinical hospital No.15Russian FederationМГОУРоссияMoscow Regional State UniversityRussian Federation2022110720221523741Copyright © Липатов Д.В., Складчиков С.А., Савенкова Н.П., Новодерёжкин В.В., Высикайло Ф.И., 20222022Липатов Д.В., Складчиков С.А., Савенкова Н.П., Новодерёжкин В.В., Высикайло Ф.И.Lipatov D.V., Skladchikov S.A., Savenkova N.P., Novoderezkin V.V., Vysikailo P.I.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/989

   В настоящее время во всем мире наблюдается лавинообразный рост количества интравитреальных инъекций (ИВИ).

   Цели работы

   Цели работы: 1) создать математическую модель глазного яблока и движения жидкости внутри глаза, приняв упрощенное строе­ние стекловидного тела (СТ) (без цистерн); 2) оценить время нахождения лекарственного вещества (ЛВ) в полости СТ до его полного вымывания в зависимости от места инъекции; 3) рассмотреть и оценить пути движения ЛВ в полости СТ; 4) оценить разницу в продолжительности нахождения ЛВ в полости СТ в зависимости от наличия или отсутствия полной отслойки СТ.   Результаты. При введении ЛВ ближе к центру глазного яблока время нахождения ЛВ выше, чем при пристеночном введении. При полной задней отслойке СТ время нахождения ЛВ в глазу возрастает по сравнению с нормальным его расположением, что способствует пролонгации терапевтического эффекта ЛВ.

   Заключение

   Заключение. Исследование носит пилотный характер, многие параметры для расчетов являются ориентировочными, поэтому полученные результаты нельзя механически экстраполировать на реальную ситуацию из-за сложности процессов, происходящих в глазном яблоке человека при ИВИ.

   Intravitreal injections show an avalanche-like growth the world over.

   Purposes

   Purposes: 1) create a mathematical model of the eyeball and fluid movement inside the eye, assuming the simplified structure of the vitreous body (without tanks); 2) estimate the time span when the drug substance remains in the cavity of the vitreous body until it is completely washed out, depending on the injection site; 3) observe and evaluate the path of drug movement in the vitreous body cavity; 4) evaluate the variation of time when the drug is located in the vitreous body cavity, depending on the presence or absence of complete detachment of the vitreous body.

   Results

   Results. If the drug is injected closer to the center of the eyeball, the time when it is located in the vitreous is increased as compared to parietal injection. With full vitreous body detachment, the location time of the drug increases as compared to its normal location, which favorably affects the prolongation of the therapeutic effect.

   Conclusion

   Conclusion. As this is a pilot study, many parameters are approximate, so the results obtained cannot be mechanically extrapolated to the live human eye subjected to intravitreal injections, due to the complexity of the processes occurring in eyeball.

интравитреальные инъекцииcтекловидное теломатематическое моделированиеintravitreal injectionsvitreous bodymathematic computingНикто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методахNo author has a financial or property interest in any material or method mentionedReferencesАлексеев И. Б. Стекловидное тело. Строение, патология и методы хирургического лечения (обзор литературы) / И. Б. Алексеев [и др.] // Новости глаукомы. – 2015. – 33 (1): 69–73. [Alekseev I. B., Belkin V. E., Samoylenko A. I., et al. The vitreous body. Structure, pathology and methods of surgical treatment (literature review). Glaucoma News. 2015; 33 (1): 69–73 (in Russian)].Алексеев И. Б. Стекловидное тело. Строение, патология и методы хирургического лечения (обзор литературы) / И. Б. Алексеев [и др.] // Новости глаукомы. – 2015. – 33 (1): 69–73. [Alekseev I. B., Belkin V. E., Samoylenko A. I., et al. The vitreous body. Structure, pathology and methods of surgical treatment (literature review). Glaucoma News. 2015; 33 (1): 69–73 (in Russian)].Махачева З. А. Анатомия стекловидного тела: учебное пособие для системы послевузовского профессионального образования врачей / З. А. Махачева. – Москва: Руспринт; 2006. [Makhacheva Z. A. Anatomy of the vitreous body: a textbook for the system of postgraduate professional education of doctors. Moscow: Rusprint; 2006 (in Russian)].Махачева З. А. Анатомия стекловидного тела: учебное пособие для системы послевузовского профессионального образования врачей / З. А. Махачева. – Москва: Руспринт; 2006. [Makhacheva Z. A. Anatomy of the vitreous body: a textbook for the system of postgraduate professional education of doctors. Moscow: Rusprint; 2006 (in Russian)].Старков Г. Л. Патология стекловидного тела / Г. Л. Старков. – Москва: Медицина, 1967. [Starkov G. L. Pathology of the vitreous body. Moscow: Meditsina; 1967 (in Russian)].Старков Г. Л. Патология стекловидного тела / Г. Л. Старков. – Москва: Медицина, 1967. [Starkov G. L. Pathology of the vitreous body. Moscow: Meditsina; 1967 (in Russian)].Jongebloed W. L., Worst J. G. F. The cisternal anatomy of the vitreous body. Doc. Ophthalmol. Sep-Oct 1987; 67 (1–2): 183–96. doi: 10.1007/BF00142712Jongebloed W. L., Worst J. G. F. The cisternal anatomy of the vitreous body. Doc. Ophthalmol. Sep-Oct 1987; 67 (1–2): 183–96. doi: 10.1007/BF00142712Stephen J. R., Schachat A. P., Wilkinson C. P., et al. Retina (5-th Edition). 2013; New York: Elsevier. 1: 2568.Stephen J. R., Schachat A. P., Wilkinson C. P., et al. Retina (5-th Edition). 2013; New York: Elsevier. 1: 2568.Worst J. G. F. The bursa intravitrealis premacularis: new developments in ophthalmology. In: Documenta Ophthalmologica Proceeding Series. 1975: 275–9.Worst J. G. F. The bursa intravitrealis premacularis: new developments in ophthalmology. In: Documenta Ophthalmologica Proceeding Series. 1975: 275–9.Кислицына Н. М. Анатомо-топографические особенности передних кортикальных слоев стекловидного тела / Н. М. Кислицына, С. В. Новиков, С. В. Колесник // Современные технологии в офтальмологии. – 2014. – 1: 60–1. [Kislitsyna N. M., Novikov S. V., Kolesnik S. V. Anatomical and topographic features of the anterior cortical layers of the vitreous body. Modern technologies in ophthalmology. 2014; 1: 60–1 (in Russian)].Кислицына Н. М. Анатомо-топографические особенности передних кортикальных слоев стекловидного тела / Н. М. Кислицына, С. В. Новиков, С. В. Колесник // Современные технологии в офтальмологии. – 2014. – 1: 60–1. [Kislitsyna N. M., Novikov S. V., Kolesnik S. V. Anatomical and topographic features of the anterior cortical layers of the vitreous body. Modern technologies in ophthalmology. 2014; 1: 60–1 (in Russian)].Worst J. G. F., Los L. I. Cisternal Anatomy of the Vitreous. Kugler Pub. Amsterdam, 1995.Worst J. G. F., Los L. I. Cisternal Anatomy of the Vitreous. Kugler Pub. Amsterdam, 1995.Yusupaliev U., Savenkova N., Skladchikov S., et al. Vortex rings and plasma toroidal vortices in homogeneous unbounded media. ii. the study of vortex formation process. Bulletin of Lebedev Physics Institute. 2011; 38: 275–82.Yusupaliev U., Savenkova N., Skladchikov S., et al. Vortex rings and plasma toroidal vortices in homogeneous unbounded media. ii. the study of vortex formation process. Bulletin of Lebedev Physics Institute. 2011; 38: 275–82.Yusupaliev U., Savenkova N., Skladchikov S., et al. Computer simulation of vortex self-maintenance and amplification. Bulletin of Moscow University. Physics. 2013; 68 (4): 317–9.Yusupaliev U., Savenkova N., Skladchikov S., et al. Computer simulation of vortex self-maintenance and amplification. Bulletin of Moscow University. Physics. 2013; 68 (4): 317–9.Yusupaliev U., Vinke E., Yusupaliev P. U., et al. Vortex rings and plasma toroidal vortices in a homogeneous infinite medium. Bulletin of Lebedev Physics Institute. 2010; 37 (8): 227–33.Yusupaliev U., Vinke E., Yusupaliev P. U., et al. Vortex rings and plasma toroidal vortices in a homogeneous infinite medium. Bulletin of Lebedev Physics Institute. 2010; 37 (8): 227–33.Anpilov S. V., Bychkov V. L., Savenkova N. P., et al. Gas dynamics of gatchinsky discharge plasmoid. In: 9th International Conference on Plasma Assisted Technologies (ICPAT-9). Saint-Petersburg. 2014; 1: 79–81.Anpilov S. V., Bychkov V. L., Savenkova N. P., et al. Gas dynamics of gatchinsky discharge plasmoid. In: 9th International Conference on Plasma Assisted Technologies (ICPAT-9). Saint-Petersburg. 2014; 1: 79–81.Bychkov V. L., Anpilov S. V., Savenkova N. P. Gas dynamics modeling of a plasmoid created by the gatchina discharge. Russian Journal of Physical Chemistry. 2014; 8 (1): 50–5. https://doi.org/10.1134/S1990793114010102Bychkov V. L., Anpilov S. V., Savenkova N. P. Gas dynamics modeling of a plasmoid created by the gatchina discharge. Russian Journal of Physical Chemistry. 2014; 8 (1): 50–5. https://doi.org/10.1134/S1990793114010102

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