Экспериментальная оценка безопасности новых алгоритмов управления пневматической витрэктомической системой Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА

УДК 617.747-089.87

© Б.М. Азнабаев, Т.Р. Мухамадеев, А.Г. Ямлиханов, Т.И. Дибаев, 2013

Б.М. Азнабаев1, Т.Р. Мухамадеев1, А.Г. Ямлиханов2, Т.И. Дибаев3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ НОВЫХ АЛГОРИТМОВ

УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ВИТРЭКТОМИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ

'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа 2МБУЗ «Городская клиническая больница № 10», г. Уфа 3ЗАО «Оптимедсервис», г. Уфа

Одной из основных тенденций современной витреоретинальной хирургии является повышение безопасности и снижение инвазивности эндовитреальных вмешательств. Авторами предложены новые алгоритмы управления рабочим циклом пневматического витреотома («core» и «cortex»), предназначенные для удаления различных отделов стекловидного тела. Core-алгоритм позволяет быстрее удалять центральные отделы стекловидного тела за счет более эффективной аспирации. Cortex-алгоритм позволяет работать вблизи сетчатки и удалять кортикальные отделы стекловидного тела. В рамках экспериментального исследования на глазах лабораторных животных проведена апробация предложенных алгоритмов. Во всех препаратах слои сетчатки были непрерывные, контурировались четко, не наблюдалось каких-либо дефектов, патологических включений, признаков отека и расслоения нейроэпителия. Ни в одном случае не было выявлено ятрогенных повреждений сетчатки. Использование алгоритмов управления рабочим циклом, реализованных в офтальмохирургической системе «Оптимед Профи», повышает безопасность работы вблизи сетчатки и дает возможность дифференцированно подходить к удалению различных отделов стекловидного тела.

Ключевые слова: витрэктомия, регулируемый рабочий цикл, частота резов.

B.M. Aznabaev, T.R. Mukhamadeev, A.G. Yamlikhanov, T.I. Dibaev EXPERIMENTAL SAFETY EVALUATION OF NEW ALGORITHMS OF PNEUMATIC VITRECTOMY SYSTEM CONTROL

Improving safety and reducing invasiveness are the major trends in modern vitreoretinal surgery. We have proposed new algorithms of duty cycle control of pneumatic vitrectomy designed for removal of various parts of the vitreous. Core-algorithm allows to quickly remove the central parts of the vitreous through more effective aspiration. Cortex-algorithm allows to manipulate near the retina and remove cortical layers of vitreous. We have investigated proposed algorithms in experimental vitrectomy on the eyes of laboratory animals. Retinal layers were unbroken, clear, free of defects in all preparations; there were no defects, abnormal inclusions, signs of edema or neuroepithelium delamination. Iatrogenic damage to the retina has not been revealed. New algorithms of vitrectomy duty cycle control implemented in "Optimed Profi" ophthalmosurgical system improve safety of manipulations near retina and enable a differentiated approach to the removal of various parts of the vitreous.

Key words: vitrectomy, adjustable duty cycle, cut rate.

Тенденция к выполнению витреорети-нальных операций с использованием микро-инвазивных технологий, а также стремление достичь высокого уровня безопасности при выполнении эндовитреальных вмешательств обуславливают высокие требования к универсальным офтальмохирургическим системам.

Одним из способов повышения безопасности витреоретинальных вмешательств стало повышение частоты резов. Преимуществом высокоскоростной витрэктомии является снижение тракций на сетчатку, что позволяет более безопасно работать вблизи нее и значительно снизить риск ятрогенных осложнений [6].

Основной проблемой внедрения вит-реотомов малого калибра и повышение частоты резов является увеличение времени витр-эктомии, что неизбежно снижает «пропускную способность» инструмента. В этой связи актуальными становятся разработки алгоритмов управления рабочим циклом витреотома, которые могли бы обеспечить оптимальный

баланс между производительностью и безопасностью витрэктомии в зависимости от той или иной хирургической ситуации.

^трудниками ЗАО «Оптимедсервис» и кафедры офтальмологии с курсом ИПО Башкирского государственного медицинского университета разработана универсальная оф-тальмохирургическая система «Оптимед Профи», которая позволяет выполнять витр-эктомию с частотой резов до 2500 рез/мин с использованием малогабаритного внутреннего источника высокого давления, тем самым дает возможность ощутимо упростить и удешевить оборудование витреоретинальной операционной [1].

Данная система имеет в своем составе алгоритмы управления рабочим циклом вит-реотома («core» и «cortex»), благодаря чему хирург получает возможность изменять временное соотношение между фазой реза и фазой открытого состояния окна витреотома, влияя таким образом на производительность аспирации.

СоЛех-алгоритм обеспечивает приблизительно равное соотношение между фазой реза и фазой открытого состояния окна вит-реотома, что обеспечивает более деликатную витрэктомию с удалением стекловидного тела небольшими порциями.

Соге-алгоритм имеет отличительную особенность - увеличение времени открытого состояния окна витреотома и сокращение времени реза, что обеспечивает захват больших порций стекловидного тела за один рабочий цикл, что положительно влияет на производительность аспирации. Сравнение эффективности данных режимов было проведено в экспериментальных исследованиях. Обнаружены статистически значимые различия между алгоритмами в диапазоне частот от 1200 рез/мин и выше, например на частоте 2100 рез/мин соге-алгоритм обеспечивал почти двукратный прирост производительности по сравнению с сойех-алгоритмом [2].

Проведение доклинических испытаний на лабораторных животных [4] необходимо для внедрения в практику предложенных алгоритмов управления витрэктомической системой.

Цель исследования: оценить безопасность разработанных алгоритмов управления пневматическим витреотомом на глазах лабораторных животных.

Материал и методы

Эксперимент был выполнен на 4 кроликах (8 глаз) породы шиншилла весом от 2,0 до 3,5 кг в возрасте 4-6 месяцев. Исследования проводили с соблюдением общепринятых принципов гуманности и существующих международных нормативных документов и инструкций МЗ РФ и РАМН по работе с лабораторными животными.

Животные до операции взвешивались, маркировались, исследовалось состояние их глаз (биомикроскопия, офтальмоскопия). Всем кроликам в оба глаза за 30 минут до операции в конъюнктивальную полость инсталлировали 1-2 капли 1% раствора атропина и 10% мезатона для достижения медикаментозного мидриаза, а также промывали конъюнктивальную полость раствором фура-циллина 1:5000.

Общую анестезию во время операции осуществляли внутримышечным введением раствора золетила из расчета 10 мг на 1 кг веса животного. С целью миорелаксации вводили внутримышечно ксилазин из расчета 0,1 мл на 1 кг живого веса. Общее обезболивание во всех случаях дополняли ретробульбарным введением 1,0 мл 2% раствора новокаина, а

также трехкратной инстилляцией в конъюнктивальную полость 0,4 % раствора инокаина. Для операций использовали стерильные одноразовые инструменты (витреотомы, порты, троакары).

После проведения анестезии транс-конъюнктивально устанавливали порты 25 G в 3 мм от лимба в меридианах 10, 14, 16 часов. Подсоединяли ирригационную магистраль, в свободные порты устанавливали эндоосвети-тель с витреотомом и выполняли витрэктомию. Для контроля полноты удаления стекловидного тела применяли окрашивание волокон дипроспаном. Операцию завершали тампонадой полости стекловидного тела физиологическим раствором.

В первой серии (4 глаза) витрэктомия проводилась с использованием офтальмохи-рургической системы Nidek CV-24000AP (Япония), во второй серии (4 глаза) - с помощью системы «Оптимед Профи» (Россия) на основе разработанных алгоритмов. Удаление центральных отделов стекловидного тела производилось при помощи соге-алгоритма, удаление кортикальных слоев стекловидного тела - при помощи cortex-алгоритма. На обеих системах устанавливали одинаковые параметры: частота резов витреотома - 2500 рез/мин, производительность аспирации - 35 мл/мин, вакуум - 350 мм рт. ст. После операции животные сразу выводились из эксперимента. Глаза энуклеировали через 20 минут после завершения острого опыта, маркировали и консервировали в 10 % растворе нейтрального формалина по Лилли в течение 48 часов при температуре 20 градусов. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином, альциановым синим, а также по методике Ван-Гизона в соответствии с рекомендациями Саркисова Д.С. [5]. Микрофотографирование проводили на поляризационном микроскопе МИН-8 фотонасадкой МФН-10 (СССР). При этом использовалась фотопленка «Фуджиколор» 400 ед. ISO, объектив 20х, окуляр 3.0х. На полученных микрофотографиях 1 мм соответствует 3,2 мкм реального препарата. По гистологическим препаратам глазных яблок оценивалось состояние слоев сетчатки, сохранность внутренней пограничной мембраны, наличие фиксированных к поверхности сетчатки остатков стекловидного тела [3].

Результаты и обсуждение

На рис. 1 -3 приводятся гистологические препараты первой серии опытов. Слои сетчатки непрерывные, контурируются четко, не наблюдается каких-либо дефектов, патологи-

ческих включений, признаков отека и расслоения нейроэпителия. На рис. 1 видны единичные фрагменты волокон стекловидного тела, не фиксированные к поверхности сетчатки, сформировавшие в полости глаза агрегат диаметром до 15-17 мкм. Возможно, это фрагменты стенок клокетова канала, которые не были захвачены витреотомом во время операции. На одном из препаратов первой серии обнаружены участки локального отслоения внутренней пограничной мембраны с расслоением слоя нервных волокон сетчатки (рис. 3). По-видимому, причиной их явились трак-ционные силы, обусловленные работой вит-реотома.

На рис. 4-6 приводятся гистологические препараты второй серии опытов. Слои сетчатки непрерывные, четко контурируются. Внутренняя пограничная мембрана на всем протяжении прилежит к сетчатке. Ятрогенных повреждений сетчатки не обнаружено.

7

щ

5 Н

Я * ^ .V

Н 2 ^^ЯН РМо^

Рис. 4. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (2-я группа). Окраска по Ван Гизону. Ув.х 100. 1 - слой палочек и колбочек; 2 - наружный ядерный слой; 3 -внутренний ядерный слой; 4 -внутренний плексиформный слой; 5 - ганглиозный слой и слой нервных волокон; 6 - внутренняя пограничная мембрана; 7 -полость глазного яблока

Рис. 1. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (1-я группа). Окраска по Ван Гизону. Ув.х 100. 1 - слой палочек и колбочек; 2 - наружный ядерный слой; 3 -внутренний ядерный слой; 4 -внутренний плексиформный слой; 5 - ганглиозный слой и слой нервных волокон; 6 - внутренняя пограничная мембрана; 7 -полость глазного яблока; 8 — волокна стекловидного тела

Рис. 5. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (2-я группа). Окраска гематоксилином и эозином. Ув.х 100. Поляризационная микроскопия.

□

Рис. 2. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (1-я группа). Окраска гематоксилином и эозином. Ув.х 100. Поляризационная микроскопия

Рис. 3. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (1 -я группа). Окраска альциановым синим. Ув.х 100. 1 - отслоение внутренней пограничной мембраны; 2 - прилежащая к сетчатке внутренняя пограничная мембрана

Рис. 6. Структура сетчатки и внутренней пограничной мембраны глазного яблока кролика после витрэктомии (2-я группа). Окраска альциановым синим. Ув.х 100. 1 - внутренняя пограничная мембрана

Следует отметить, что использование соге-алгоритма позволяло более быстро удалять центральные отделы стекловидного тела за счет более эффективной аспирации. СоЛех-алгоритм давал возможность подходить к сет-

чатке на достаточно близкое расстояние, позволяя таким образом проводить более полное удаление кортикальных отделов стекловидного тела, что подтвердил анализ гистологических препаратов.

Заключение. Использование алгорит-

мов управления рабочим циклом, реализованных в офтальмохирургической системе «Оп-тимед Профи», повышает безопасность работы вблизи сетчатки и дает возможность дифференцированно подходить к удалению различных отделов стекловидного тела.

Сведения об авторах статьи: Азнабаев Булат Маратович - д.м.н., профессор, зав. кафедрой офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.

Мухамадеев Тимур Рафаэльевич - к.м.н., доцент кафедры офтальмологии с курсом ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].

Ямлиханов Айдар Гаязович - зам. главного врача по хирургии МБУЗ ГКБ № 10 ГО г. Уфа. Адрес: 450112, г. Уфа, ул. Кольцевая, 47.

Дибаев Тагир Ильдарович - младший научный сотрудник ЗАО «Оптимедсервис». Адрес: 450058, г. Уфа, ул. 50 лет СССР, 8.

ЛИТЕРАТУРА

1. Азнабаев, Б.М. Инновационные технологии в офтальмологии: от идеи до внедрения / Б.М. Азнабаев, З.Р. Янбухтина, Т.Р. Мухамадеев // Актуальные проблемы офтальмологии. - Уфа, 2009. - С. 838-840.

2. Азнабаев, Б.М. Новые алгоритмы управления витрэктомической системой / Б.М. Азнабаев [и др.] // Катарактальная и рефракционная хирургия. - 2013. - Т. 13, № 2. - С. 37-40.

3. Назарян, М.Г. Экспериментально-клиническое исследование травматичности удаления кортикальных слоев стекловидного тела механическим и гидроделаминационным методами: дис. ... канд. мед. наук. - М., 2009. - 105 с.

4. Обрубов, С.А. Глаз кролика как модель экспериментальных офтальмологических исследований (обзор литературы) / С.А. Обрубов [и др.] // VIII Всероссийская школа офтальмологов: сборник научных трудов. - М., 2009. - С. 417-418.

5. Саркисов, Д.С. Микроскопическая техника: руководство для врачей / Д.С. Саркисов, Ю.Л. Перова. - М., 1996.

6. Leung, L.-S. Minimally invasive vitreoretinal surgery / L.-S. Leung, W.H. Nam, S. Chang // Minimally Invasive Ophthalmic Surgery. Eds. Fine H., Mojon D.S. - 2010. - P. 217-231.

УДК 617.713-089.843-032:611.748.018.28

© Э.Р. Мулдашев, В.У. Галимова, Р.З. Кадыров, В.Ш. Вагапова, 2013

Э.Р. Мулдашев, В.У. Галимова, Р.З. Кадыров, В.Ш. Вагапова МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГЕТЕРОТОПИЧЕСКОГО АЛЛОГЕННОГО ТРАНСПЛАНТАТА ДЛЯ ПОСЛОЙНОЙ КЕРАТОПЛАСТИКИ

ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздрава России, г. Уфа

Проведено исследование различных топографических зон сухожилий конечностей с целью определения возможности их использования в качестве трансплантатов для послойной кератопластики. Выявлено, что наиболее оптимальным источником донорского материала являются аваскулярные участки сухожилия конечностей, подвергающиеся фактору бокового давления и имеющие очаги хондрогенеза. Многолетний опыт экспериментальных и клинических исследований подтвердил правильность выбранного донорского материала.

Ключевые слова: трансплантат для послойной кератопластики, хрящ, сухожилие.

E.R. Muldashev, V.U. Galimova, R.Z. Kadyrov, V.Sh. Vagapova MORPHOLOGICAL FOUNDATION OF GETEROTOPIC HOMOGENEOUS TRANSPLANT FOR LAMELLAR KERATOPLASTY

There was performed an investigation of different topographic zones of extremity tendons with the aim to determine potentials of their use as transplants for lamellar keratoplasty. It was revealed that avascular zones of extremity tenders subjected to the lateral pressure factor and having chondrogenesis foci are the best optimum source of the donor material. Experimental and clinical investigation proved the validity of the selected donor material and allowed to improve its bioplastic and mechanical properties.

Key words: transplant for lamellar keratoplasty, cartilage, tendon

В последние годы офтальмологическая служба ощущает острый дефицит донорской роговицы для кератопластики. Связано это с ростом количества инфицированных гепатитом, ВИЧ-инфекцией доноров. По данным Американской ассоциации тканевых банков. количество отбракованного материала составляет до 57% [2]. Еще одна причина ограниченного количества выполняемых кератопла-

стик с использованием донорской роговицы связана со сложностями получения лицензий учреждениями судмедэкспертизы и с несовершенством законодательной базы в Российской Федерации. В конце прошлого столетия были предложены ряд гетеротопических трансплантатов для кератопластики: аутоло-гичный хрящ ушной раковины, амнион и твердая мозговая оболочка, брефоткани и др.