Обзоры литературы

doi: 10.25005/2074-0581-2019-21-3-496-501
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЛЕЧЕНИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ РОГОВИЦЫ

Е.О. Филиппова1,2,3, А.С. Черняков3, Н.М. Иванова1

1Лаборатория плазменных гибридных систем Инженерной школы ядерных технологий, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Российская Федерация
2Кафедра офтальмологии, Сибирский государственный медицинский университет, Томск, Российская Федерация
3Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии, Сибирский государственный медицинский университет, Томск, Российская Федерация

В статье представлена критическая оценка применения полимерных материалов в кератопластике с описанием возможных осложнений в послеоперационном периоде. Подробно рассматриваются преимущества и недостатки имплантации различных биосовместимых полимеров: глицерил-метакрилата, пластмассы АКР-7, оргстекла, полиметилметакрилата, желатина, гидрогеля и его модификаций и других. Значительная часть статьи посвящена использованию биополимеров, многие из которых, согласно исследованиям, вызывают воспалительную реакцию, реорганизацию коллагеновых волокон и изменение самого имплантата. Отдельным аспектом статьи является применение биодеградируемых полимеров в кератопластике. Большим преимуществом использования данных материалов является возможность контролирования скорости биодеградации путём изменения их структуры вследствие добавления анионных и катионных поверхностно-активных веществ. Из всех пригодных для офтальмологии форм полимеров в кератопластике большую популярность получили микросферы, плёнки и мембраны. Многочисленные исследования применения биодеградируемых материалов показали, что, несмотря на недостатки (высокая себестоимость, сложность изготовления), данного типа полимеры имеют большой потенциал в лечении различных заболеваний роговицы.

Ключевые слова: кератопластика, полимерные материалы, роговица, биодеградируемые материалы, биосовместимость.

Скачать файл:


Литература
  1. Francis WP, Marianne O. Price DSEK: What you need to know about endothelial keratoplasty. SLACK Incorporated; 2009. 191 p.
  2. Odorcic S, Haas W, Gilmore MS, Dohlman CH. Fungal infections after Boston type 1 Keratoprosthesis implantation: Literature review and in vitro antifungal activity of hypochlorous acid. Cornea. 2015;34(12):1599-605.
  3. Марванова ЛР, Марванова ЗР. Способ лечения буллёзной кератопатии. Патент Российской Федерации № 2539662 20.01.2015.
  4. Измайлова СБ, Малюгин БЭ, Поручикова ЕП. Математическое обоснование новой модели полимерных роговичных сегментов для интрастромальной кератопластики. Офтальмохирургия. 2017;4:30-4.
  5. Azar TD. Refractive Surgery. Elsevier Health Sciences; 2019. 562 р.
  6. Agarwal A, Agarwal A, Jacob S. Phacoemulsification. Jaypee Brothers Medical Publishers; 2012. 612 p.
  7. Andreghetti E, Hashimoto M, Domingues MAC, Antunes VAC, Segundo PDS, Silva MRBD. Biocompatibility of Ferrara intracorneal ring segment with and without chondroitin sulfate coating. Clinical and histopathological evaluation in rabbits. Acta Cirurgica Brasileira. 2013;28(9):632-40.
  8. Yavuz B, Pehlivan SВ, Ünlü N. An overview on dry eye treatment: approaches for cyclosporin a delivery. The Scientific World Journal. 2012;2012:1-11.
  9. Ershuai Z, Chuanshun Z, Jun Y, Hong S, Xiaomin Z, Suhua L, et al. Electrospun PDLLA/PLGA composite membranes for potential application in guided tissue regeneration. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2016;58:278-85.
  10. Licciardi M, Stefano D, Craparo M, Amato EF, Fontana G, Cavallaro G, et al. PHEA-graft-polybutylmethacrylate copolymer microparticles for delivery of hydrophobic drugs. International Journal of Pharmaceutics. 2012;433(1- 2):16-24.
  11. Saini S, Kumar S, Choudhary M, Nitesh, Budhwar V. Microspheres as controlled drug delivery system: An updated review. Int J Pharm Sci Res. 2018;9(5):1760-8.
  12. Rong X, Yuan W, Lu Y, Mo X. Safety evaluation of poly(lactic-co-glycolic acid)/ poly(lactic-acid) microspheres through intravitreal injection in rabbits. International Journal of Nanomedicine. 2014;9:3057-68.
  13. Yang H, Tyagi P, Kadam RS, Holden CA, Kompella UB. Hybrid Dendrimer hydrogel/PLGA nanoparticle platform sustains drug delivery for one week and antiglaucoma effects for four days following one-time topical administration. ACS Nano. 2012;6(9):7595-606.
  14. Fei WL, Chen JQ, Yuan J, Quan DP, Zhou SY. Preliminary study of the effect of FK506 nanospheric-suspension eye drops on rejection of penetrating keratoplasty. J Ocul Pharmacol Ther. 2008;24(2):235-44.
  15. Sethuraman S, Krishnan UM, Subramanian A. Biomaterials and nanotechnology for tissue engineering. CRC Press; 2016. 352 p.
  16. Haleh B, Masoud S, Saied SH, Hashemi H, Shabani I, Shafiee A, et al. Poly (ε-caprolactone) nanofibrous ring surrounding a polyvinyl alcohol hydrogel for the development of a biocompatible two-part artificial cornea. Dove Press Journal: International Journal of Nanomedicine. 2011;6:1509-15.
  17. Zhaoliang Z, Lu X, Hao C, Xingyi L. Rapamycin-loaded poly(e-caprolactone)- poly(ethyleneglycol)-poly(e-caprolactone) nanoparticles: preparation, characterization and potential application in corneal transplantation. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2013;66:557-63.
  18. Дронов ММ, Каранов ВС. Способ лечения буллёзной кератопатии. Патент Российской Федерации № 208236410–4М. 21.01.2008.
  19. Meichsner J, Schmidt M, Schneider R, Wagner HE. Nonthermal plasma chemistry and physics. CRC Press; 2012. 564 p.
  20. Багров СН, Маклакова ИА, Ларионов ЕВ, Тимошкина НТ, Медведев ИБ, Карамян AA, и др. Способ улучшения биосовместимости интракорнеальных линз из гидрогелей с тканями роговицы, методом насыщения их раствором гликозаминогликанов. Офтальмохирургия. 1999;1:71-2.
  21. Дружинин ИБ. Способ лечения буллёзной кератопатии. Патент Российской Федерации № 2405513. 13.10.2009.
  22. Шустеров ЮА. Морфологические аспекты рефракционной кератопластики гидрогелевым эксплантатом. Современные технологии в офтальмологии. 2014;3:113.
  23. Шустеров ЮА, Брагин ВЕ, Елисеева ЕВ, Карибаева ДС. Модифицированные синтетические материалы для офтальмохирургии. Современные технологии катарактальной и рефракционной хирургии. Москва; 2009. 50-51c.
  24. Фёдоров СН, Аксёнов АО, Омиадзе МР. Коррекция афакии методом имплантации ИОЛ из нового биосовместимого материала сополимера коллагена (первый опыт применения). Офтальмохирургия. 1992;2:24-9.
  25. Fuchsluger T, Salehi S, Petsch CB. Bachmann neue Möglichkeiten der Augenoberflächen Rekonstruktion. Der Ophthalmologe. 2014;11:1019-26.
  26. Hackett JM, Lagali N, Merrett K, Edelhauser H, Sun Y, Gan L, et al. Biosynthetic corneal implants for replacement of pathologic corneal tissue: performance in a controlled rabbit alkali burn model. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011;52:651-7.
  27. Шуланова ЖЖ. Перспективы применения в хирургии биополимерных матриксов на основе гиалуроновой кислоты. Медицинский вестник Башкортостана. 2016;11(1):135-8.
  28. Leone G, Barbucci R. Polysaccharide based hydrogels for biomedical applications. Hydrogels. 2009;1:25-41.
  29. Berkay O, Brown KD, Blencowe A, Daniell M, Stevens GW, Qiao G. Ultrathin chitosan-poly(ethylene glycol) hydrogel films for corneal tissue engineering. Acta Materialia. 2013;9(5):6594-605.
  30. Джанаева ЗН, Хрипун КВ, Коненкова ЯС, Николаенко ВП. Тектоническая кератопластика с использованием пористого политетрафторэтилена. Офтальмологические ведомости. 2013;6(4):9-14.
  31. Wang L, Ma R, Du G, Guo H, Huang Y. Biocompatibility of helicoidalmultilamellar arginine–glycine–aspartic acid-functionalized silk biomaterials in a rabbit corneal model. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2015;103(1):204-11.
  32. Tonsomboon K, Oyen ML. Composite electrospun gelatin fiber-alginate gel scaffolds for mechanically robust tissue engineered cornea. J Mech Behav Biomed Mater. 2013;21:185-94.
  33. Madathil BK, Kumar PR, Kumary TV. N-Isopropylacrylamide-coglycidylmethacrylate as a thermoresponsive substrate for corneal endothelial cell sheet engineering. Bio Med Research International. 2014;2014:450672.
  34. Мушкова ИА, Борзенок СА, Каримова АН, Шкандина ЮВ. Гистоморфологические изменения роговицы кролика после имплантации внутрироговичных линз и электронно-микроскопическое обоснование полученных результатов. Вестник Оренбургского государственного университета. 2015;12:151-5
  35. Малюгин БЭ, Борзенок СА, Мушкова ИА, Шевлягина НВ, Шкандина ЮВ, Островский ДС, Попов ИА. Морфологическое исследование биосовместимости интракорнеальных полимерных линз с роговицей человека в эксперименте in vitro. Офтальмохирургия. 2016;4:51-60.
  36. Mojzis P, Studeny P, Werner L. Opacification of a hydrophilic acrylic intraocular lens with a hydrophobic surface after air injection in Descemet-stripping automated endothelial keratoplasty in a patient with Fuchs dystrophy. Cataract Refractive Surgery. 2016:42(3):485-8.
  37. Marino G, Rosso F, Ferdinando P, Grimaldi A, De Biasio G., Cafiero G, et al. Growth and endothelial differentiation of adipose stem cells on polycaprolactone. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2012;100(3):543-8.
  38. Pellegrini G, Rama P, Mavilio F, De Luca M, Pathol J. Epithelial stem cells in corneal regeneration and epidermal gene therapy. The Journal of Pathology: A Journal of the Pathological Society of Great Britain and Ireland. 2009;217(2):217-28.
  39. Rama P, Matuska S, Paganoni G, Spinelli A, De Luca M, Pellegrini G. Limbal stem-cell therapy and long-term corneal regeneration. N Engl J Med. 2010;363(2):147-55.
  40. Edwards JV, Buschle-Diller G, Goheen SC. Modified fibers with medical and specialty applications. Dordrecht, The Netherlands: Springer; 2010. 248 p.

Сведения об авторах:


Филиппова Екатерина Олеговна
кандидат технических наук, инженер лаборатории плазменных гибридных систем Инженерной школы ядерных технологий, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; ассистент кафедры офтальмологии, кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии, Сибирский государственный медицинский университет
ORCID ID: 0000-0003-0425-1213

Черняков Александр Сергеевич
студент 3 курса, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии, Сибирский государственный медицинский университет

Иванова Нина Михаиловна
аспирант, лаборатория плазменных гибридных систем Инженерной школы ядерных технологий, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Информация об источнике поддержки в виде грантов, оборудования, лекарственных препаратов

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, в рамках Федеральной целевой программы (соглашение № 14.575.21.0140, уникальный идентификатор RFMEFI57517X0140).

Конфликт интересов: отсутствует

Адрес для корреспонденции:


Филиппова Екатерина Олеговна
кандидат технических наук, инженер лаборатории плазменных гибридных систем Инженерной школы ядерных технологий, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; ассистент кафедры офтальмологии, кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии, Сибирский государственный медицинский университет

634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, 30

Тел.: +7 (3822) 606333

E-mail: katerinabosix@mail.ru