Кросслинкинг

Кросслинкинг роговицыМетодика кросс-линкинг (cross-linking в переводе с анг. - перекрещивающиеся связи) была изобретена профессором Тео Зайлером. Суть метода кросс-линкинг заключается в укреплении роговицы и стабилизации кератоконуса при помощи специального лазера. В ходе такого лечения между коллагеновыми волокнами, формирующими структурный каркас роговицы, возникают дополнительные химические связи, которые усиливают механическую плотность всей роговицы. Таким образом, образовываются новые волокна роговицы, перекрещивающиеся между собой. Роговица становится более плотной и может удерживать свою форму, предотвращая дальнейшее прогрессирование кератоконуса.

Основанием для проведения исследований в этой области послужила серия работ, посвященных эффекту "склеивания" фибрилл коллагена с образованием димеров из двух а- цепей под влиянием различных внешних факторов: ферментов, озона, ультрафиолетового излучения.

Данный эффект является результатом окислительного механизма, сопровождающегося высвобождением различных свободных радикалов. Оказалось, что в отличие от других способов индукции «склеивания», ультрафиолетовое излучение стимулирует образование синглетного кислорода, не вызывающего, в отличие от гидроксильного радикала, сопутствующей деградации CNBr белков коллагена. Кроме того, была подтверждена способность ультрафиолетового излучения стимулировать продукцию матриксных металлопротеиназ. В эксперименте было выявлено, что в присутствии рибофлавина степень абсорбции ультрафиолетового излучения в ткани роговицы повышалась с 32% до 95%, а повреждение коллагеновых белков под воздействием ультрафиолетового облучения сводилось к минимуму.

Первые исследования в офтальмологии были начаты в 1990 году попыткой оценить возможность биологического окислительного "склеивания" роговичного коллагена под воздействием энзимов, тепла или излучения определенной длины волны, что приводило бы к повышению резистентности стромального коллагена. Известно, что похожий механизм уплотнения и утолщения коллагеновых волокон приблизительно на 4,5% сопровождает «старение» роговицы, а также имеет место при сахарном диабете и связан с активацией гликозилирования в молекулах тропоколлагена. Механизм индукции "склеивания" коллагена при сахарном диабете включает каскад биохимических окислительных реакций, отражающих неферментативное гликозилирование.

В настоящее время для кросслинкинга используется рибофлавин (витамин В2) в качестве фотосенсибилизатора, активируемый с помощью ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн спектра А. Выбор обусловлен нетоксичностью рибофлавина для роговичной ткани, доступностью препарата и сохранением прозрачности при нанесении на роговицу.

Рибофлавин обладает тремя пиками абсорбции для ультрафиолетового излучения, на длинах волн 270, 366 и 445 нм. Однако воздействие на длине волны 370 нм приводит к большему энергетическому эффекту, поскольку поглощается свыше 95% излучения. 

В процессе фотохимического кросслинкинга рибофлавин выполняет две функции: во-первых, поглощает излучения ультрафиолетового спектра, во-вторых, выделяет под действием излучения короткоживущие свободные радикалы атомарного кислорода. Под действием атомарного кислорода аминокислоты коллагена подвергаются дезаминированию и образуют ковалентные связи между собой. 

Техника процедуры кросслинкинга

Кросслинкинг роговичного коллагена проводится амбулаторно с использованием местной инстилляционной анестезии.

  • За 30 минут до начала облучения проводится инстилляция раствора нормотонического рибофлавина (рибофлавин 0,1% и декстран 20%) каждые 2 минуты и контролируется насыщение роговицы раствором по степени ее окрашивания с помощью биомикроскопии.
  • Кожа век и лица вокруг глаза в радиусе 5 см обрабатывается, разведенным с физиологическим раствором, препаратом бетадин (1:1).
  • Для анестезии в конъюнктивальную полость закапывается раствор алкаина 0,5%, по 1-2 капли 2 раза с перерывом в 1 минуту.
  • Зона операционного поля накрывается стерильной салфеткой с прорезью для глаза.
  • На глаз устанавливается векорасширитель.
  • Полость глаза промывается физиологическим раствором BSS.
  • В оптической зоне механически удаляется эпителий заданного диаметра (8-9 мм), поскольку он может препятствовать достаточному насыщению стромальной ткани раствором рибофлавина, а также поглощать часть ультрафиолетового излучения, необходимого для процедуры. 
  • После чего инсталлируется раствор нормотонического рибофлавина (рибофлавин 0,1% и декстран 20%) по 1-2 капли каждые 2 минуты в течение 30 минут (15 закапываний).
  • Через 30 минут проводится биомикроскопия в синем свете для выявления желтого окрашивания влаги передней камеры и повторная пахиметрия. При толщине роговицы без эпителия менее 400 мкм -инстиллируется гипотонический раствор рибофлавина для индуцированного отека стромы (2 капли раствора каждые 10-15 секунд до увеличения толщины роговицы более 400 мкм). Затем настраивается фокусировка излучения (расстояние между излучателем и роговицей пациента - 5 см), диаметр луча на роговице (избегаем облучения зоны лимба) и выполняется активация УФ излучения. 
  • Одновременно продолжается инсталляция нормотонического рибофлавина (1-2 капли каждые 2 минуты).
  • УФ облучение продолжается 30 минут после чего роговица промывается физиологическим раствором BSS, закапывается антибактериальный препарат (витабакт 0,05%) и накладывается мягкая контактная линза.

Применяются следующие параметры ультрафиолетового облучения: длина волны - 365 нм, мощность излучения - 3 мВт/см2 (5,4 Дж/ см2).

Подобный эффект повышения устойчивости ткани к коллагеназной биодеградации, в результате процедуры кросслинкинга, широко используется в современных биотехнологиях изготовления различных имплантов на основе коллагена.

Для достижения стабилизации патологического процесса за счет повышения показателей биомеханических свойств роговицы (КГ и ФРР), а также значительного улучшения клинико-функциональных результатов рекомендуется проводить комбинированное лечение кератоконуса в следующей последовательности: первый этап - фемтолазерная имплантация ИРС, второй этап кросслинкинг роговичного коллагена.