Роговица является самой сильной преломляющей структурой глазного яблока (40,0 - 44,0 дптр) и незначительные изменения ее кривизны приводят к выраженным изменениям рефракции глаза. На протяжении нескольких десятилетий разрабатываются и внедряются в клиническую практику разнообразные способы кераторефракционных операций.
Основоположником кераторефракционной хирургии является испанский офтальмолог Игнасио Барракер (1884-1965 гг.), который предложил для коррекции аметропии хирургические вмешательства на прозрачной роговице. В соответствии с постулатом Barraquer (1966) для коррекции миопии должна быть "минус ткань" в центре роговицы, что эквивалентно "плюс ткани" на периферии. То есть, для создания более слабой преломляющей поверхности роговицы в центре необходимо увеличить толщину роговицы на периферии.
В нашей стране экспериментально-клинические исследования имплантации биолинз, изготовленных из донорской роговицы, были проведены Беляевым B. C. и Блаватской Е. Д. (1957-1968). Авторы считали, что данный метод показал высокую эффективность в коррекции миопии и гиперметропии.
Еще один метод - изменение рефракции роговицы путем интерламеллярной пересадки диска донорской роговицы - кератофакия. Травматизация центральной, наиболее важной в функциональном отношении, оптической зоны роговицы явилась основным фактором риска операции кератомилеза и кератофакии.
Гончар П. А. разработал и внедрил в практику метод межслойной рефракционной меридиональной кератопластики (тоннельная кератопластика). Вариантом интерламеллярной кератопластики для коррекции миопии явилось использование лентовидных трансплантатов.
Душин Н.В. для увеличения радиуса кривизны передней поверхности роговицы использовал межслойное тоннельное введение лентовидных трансплантатов.
Темиров Н. Э., Корхов А. П., с целью коррекции миопии высокой степени, предложили и разработали операцию - рефракционная кольцевидная тоннельная кератопластика.
Фролов М. А. с соавт. предложили новую методику - межслойная секторальная кератопластика для коррекции простого миопического и смешанного астигматизма.
Несомненно, данные авторы внесли большой вклад в развитие интрастромальной кераторефракционной хирургии, с каждым годом усовершенствуя старые и разрабатывая новые методики оперативных вмешательств с применением биологических имплантатов. Однако, не говоря о социальных проблемах при изъятии и получении донорской ткани, биологические имплантаты с течением времени могут резорбироваться, помутнеть и как следствие уменьшить рефракционный эффект операции. Умеренная эффективность и непредсказуемость рефракционного результата в отдаленном послеоперационном периоде заставило офтальмологов воздержаться от их широкого применения.
Одновременно с использованием донорской роговицы в литературе появляются работы о применении оптических линз из прозрачной пластмассы, которые применяли в кераторефракционных операциях. Такие линзы имели ряд преимуществ перед биологическими линзами: не требовался донорский материал, линзы не подвергались резорбции и не мутнели в тканях роговицы. Однако, имплантируя диски из ПММА в слои роговицы, авторы отмечали, что при интраламеллярной аллопластике нередко возникает асептический некроз роговицы над дисками и экструзия имплантата.
В экспериментальных работах Морхат И. В. имплантировал в строму роговицы выпукловогнутые линзы, изготовленные из пластмассы. Линзы имели диаметр 6-7 мм и толщину 0,5-1,0 мм. Однако наблюдалась реакция отторжения линз. Был сделан вывод, что более ареактивное пребывание в роговице имели имплантаты с меньшим диаметром, введённые в более глубокие слои стромы. Дистрофическое поражение роговицы кролика над имплантатом объяснялось дегидратацией роговицы, происходившей в результате потери воды при открытых веках.
Животовский Д. С. отметил, что при имплантации менисков из прозрачной пластмассы в роговицу кроликов в 57,6% случаев могут образовываться вершинные язвы роговицы над имплантатом. Процесс заканчивается васкуляризованным рубцом или протрузией мениска. По мнению автора, эти осложнения обусловлены давлением имплантата на ткани роговицы, а степень давления зависит от рефракции, диаметра, его кривизны и глубины расположения в слоях роговицы. Позже автор, проводя экспериментальные исследования по имплантации колец, показал, что кольца с меньшим внутренним диаметром (4 мм) давали более значительное уплощение роговицы и соответственно большее уменьшение рефракции глаза.
Choyce D. P. проводил исследование, в котором изучал возможность коррекции аметропии при помощи роговичных полисульфоновых линз. Материал обладал следующими ценными свойствами:
- не нарушал метаболизма кислорода и глюкозы,
- имел высокую биосовместимость,
- рефракционный индекс 1,633 (ПММА - 1,49, роговица - 1,376),
- хорошие оптические свойства,
- мог быть окрашен в любой цвет
- стерилизовался разными методами.
Единственным недостатком этого материала являлась сложность вытачивания корригирующих линз, требующая сложного оборудования.
Lane S. S. с соавт. проанализировали результаты пересадки полисульфоновых линз, которые ранее осуществил Choyce D.P. Авторы отметили следующие осложнения: наличие включений на поверхности линзы (во всех случаях), межслойный детрит (1 случай), снижение остроты зрения более чем на 0,1 (у 1 больного).
Dohlman С. Н. с соавт. для интрастромалъной имплантации использовали диски из глицерил-метакрилата. Авторы отмечали врастание эпителиальных клеток по ходу роговичного кармана и истончение роговицы над имплантатом.
Yamaguchi Т. с соавт., проводя экспериментальное исследование на глазах приматов, показали, что гидрогель хорошо переносится окружающей роговичной тканью без гистологических признаков воспалительной реакции и с минимальными патологическими изменениями в строме. Однако авторы отметили необходимость дальнейшего изучения в течение длительного времени биосовместимости и стабильности синтетического гидрогеля в роговице.
Первые эксперименты по разработке роговичных колец начались в 1985 году. В 1986 году Ferrara P. с соавт. пришли к выводу, что при наличии отверстия в центре линзы, не будет происходить ее дислокация с места имплантации. Так был предложен имплантат кольцевой формы, выполненный из полиметилметакрилата (ПММА). В результате многочисленных экспериментов были выбраны оптимальные параметры имплантата.
Общий диаметр кольца составил 5,0 мм, длина дуги варьировала от 90° до 210° и толщина от 100 до 400 мкм. Эксперименты проводились на кроликах, имплантация осуществлялась с помощью микрокератома на глубину 50% от толщины роговицы. Через 12 месяцев наблюдения кроликов выводили из эксперимента и проводили гистологическое исследование. Результаты исследования показали хорошую толерантность роговицы к имплантату из ПММА, без признаков воспаления и протрузии.
Параллельно с Ferrara P. в 1987 году Fleming R. L. с соавт. проводили экспериментальные работы на кроликах по имплантации кольцевых сегментов, выполненных из ПММА. Цель исследования также заключалась в коррекции миопии.
Nose W. с соавт. сообщили об имплантации интрастромальных колец из ПММА у пациентов. Имплантаты представляли собой разомкнутое кольцо из ПММА на срезе гексагональной формы, с отверстиями на обоих концах кольца для манипуляции хирургическим инструментарием. После операции авторы отметили уменьшение показателей кератометрии и сферического эквивалента рефракции. Авторы считали, что данный метод является альтернативой в коррекции миопии слабой и средней степени.
Исследования по изучению зависимости рефракции роговицы от толщины интрастромальных роговичных колец из ПММА были проведены Burns Т.Е. с соавт. Имплантация интрастромальных колец производилась в 6-ти миллиметровую зону роговицы через 1 непроникающий разрез на глубине 70% толщины роговицы. Авторы установили, что уплощение центральной зоны роговицы увеличивается при имплантации колец большей высоты. При имплантации кольца высотой 210 мкм рефракционный эффект составил 3,8±1,1 дптр, а при имплантации колец высотой 460 мкм - 7,3±1,6 дптр. Кератотопография роговиц до и после имплантации показала уплощение не только центральной зоны роговицы, но и уменьшение кривизны периферии. Авторы высказали мнение о том, что данный метод, как средство коррекции миопии, может быть использован в клинической практике, так как имеет ряд достоинств: минимальная травматизация роговицы, отсутствие манипуляций в оптической зоне роговицы и обратимость методики. Однако широкого клинического применения интрастромальные кольца не получили в связи со сложностью имплантации.
Schanzlin D. J. с соавт., как модификацию интрастромальных колец, предложили имплантацию сегментов. Сегмент представляет собой полукольцо с длиной дуги 150°. Такая потребность была обусловлена сложной техникой имплантации кольца.
Asbell P. A. представил клиническое исследование по имплантации интрастромальных роговичных колец (90 пациентам) и роговичных сегментов (77 пациентам) при миопии слабой и средней степени. Принцип действия заключался в уплощении передней поверхности роговицы без вторжения в центральную оптическую зону. Один из имплантатов представлял собой разомкнутое кольцо с отверстиями на концах, выполненное из ПММА. Уплощение роговицы достигалось имплантацией колец разной высоты - чем больше высота имплантата, тем выражение уплощение роговицы.
В послеоперационном периоде автор наблюдал ряд осложнений:
- поверхностная неоваскуляризация,
- кратковременное нарушение чувствительности,
- смещение имплантата,
- инфильтрат в зоне тоннеля
- индуцированный астигматизм.
Анализ результатов операции по имплантации интрастромальных колец в сроке 1 год показал улучшение зрения у всех пациентов: у 88 % острота зрения без коррекции была выше 0,5; у 10% - 0,3-0,4 и в 2 /о случаев - 0,2 и ниже. Острота зрения с коррекцией во всех случаях была 1,0. В группе с интрастромальными сегментами острота зрения без коррекции выше 0,5 была в 94% случаев, причем в 81 % случаев острота зрения была выше 0,8. Кератотопографическое исследование показало уплощение роговицы.
Ряд авторов в своих многолетних работах оценивали влияние имплантации интрастромальных роговичных сегментов на изменение рефракции роговицы у пациентов с миопией слабой и средней степени. Авторы отмечали улучшение НКОЗ и стабилизацию рефракции в среднем к трем месяцам после операции. В некоторых случаях сегменты приходилось удалять, в связи с жалобами на диплопию, блики, недокоррекцию. Авторы также отметили, что после удаления сегментов рефракция роговицы возвращается к предоперационному состоянию через 3 месяца.
Шустеров Ю. А. исследовал и внедрил в практику несколько вариантов рефракционных операций:
- дугообразная секторальная тоннельная кератопластика
- эллипсоидная тоннельная кератопластика с использованием искусственного материала.
В качестве материала для имплантатов использовались гидрогель, силикон, ПММА и коллаген. Клинические исследования на глазах с миопией и миопическим астигматизмом показали высокую эффективность. В сроки наблюдения до 35 месяцев был получен стабильный рефракционный эффект.
Тем не менее, имплантация интрастромальных роговичных колец и сегментов в коррекции миопии слабой и средней степени не получила большой популярности, так как не смогла конкурировать с уже известными эксимерлазерными методами коррекции миопии, такими как ЛАСИК, ФРК и другие.
Имплантация интрастромальных роговичных сегментов получила право на существование благодаря работам Ferrara P., который предложил применить данный метод в коррекции миопии и миопического астигматизма при кератоконусе.
В 1995 году Ferrara P. предложил новую оригинальную модель роговичного сегмента и методику имплантации. Экспериментальные исследования по определению воздействия места имплантации на рефракцию роговицы показали, что наиболее оптимальным является 5 мм оптическая зона. Значительное уплощение центральной зоны роговицы позволяло достичь большего рефракционного эффекта (до 10,0-12,0 дптр) и не создавало препятствия для периферического зрения. Авторы пришли к выводу, что имплантация должна проводиться по обе стороны от сильного меридиана, чтобы уменьшить его рефракцию. Клинические исследования подтвердили, что при имплантации сегментов по слабому меридиану усиливается рефракция сильного меридиана, что в результате приводит к возникновению смешанного астигматизма.
С 1996 года Ferrara P. официально начал имплантировать ИРС Ferrara Ring пациентам с кератоконусом. Разработанные Ferrara Р. имплантаты представляли собой дугообразные сегменты (160°), выполненные из ПММА, в срезе треугольной формы, с наружным диаметром 5,6 мм, внутренним диаметром 5,0 мм и толщиной от 150 до 350 мкм, с шагом 50 мкм. Номограмма, предложенная Ferrara P., предполагала коррекцию миопии более 10,0 дптр. Величина миопии корригировалась в зависимости от высоты имплантата. При рефракции менее -4,0 дптр имплантировались сегменты высотой 150 мкм, от -4,25 до -6,0 дптр - 200 мкм, от -6,25 до -8,0 дптр - 250 мкм, от -8,25 до -10,0 дптр -300 мкм, и выше -10,0 дптр - 350 мкм. Глубина имплантации должна была составлять не менее 80% толщины роговицы в зоне имплантации.
Исследования по коррекции миопии и миопического астигматизма при кератоконусе, проведенные Ferrara P. с соавторами на 26 пациентах, показали высокую эффективность. Некорригированная острота зрения повысилась с 0,07±0,08 до 0,30±0,21 в сроки 6 месяцев (77,78%), а острота зрения с коррекцией в те же сроки повысилась с 0,37±0,25 до 0,60±0,17 (80,56%). Кератотопография и ультразвуковая биомикроскопия показали уплощение роговицы в центре и уменьшение глубины передней камеры глаза.
В послеоперационном периоде авторы столкнулись со следующими осложнениями:
- децентрация сегмента - 1 (2,7%) глаз,
- смещение сегмента - 2 (5,0%) глаза,
- экструзия сегмента - 5 (13,8%) глаз,
- конъюнктивит - 1 (2,7%) глаз,
- бактериальный кератит - 1 (2,7%) глаз.
После эксплантации сегментов радиус кривизны роговицы и острота зрения вернулись к исходным значениям.
Kwitko S., Severo N. S. провели клинические исследования по имплантации интрастромальных роговичных сегментов Ferrara Ring на 51 глазу пациентам с кератоконусом. Срок наблюдения составил 13,0±8,7 месяцев. Повышение некорригированной остроты зрения наблюдалось в 86,4% случаев, не изменилось - в 7,8% и ухудшилось - в 5,8%. Повышение остроты зрения с максимальной коррекцией было получено в 86,4% случаев, не изменилось -в 1,9%, и ухудшилось - в 11,7%. Отмечалось снижение показателей сферического эквивалента рефракции с -6,08±5,01 до -4,55±5,71 дптр, астигматического компонента с -3,82±2,13 до -2,16±2,07 дптр и кератометрии с 48,76±3,97 до 43,17±4,79 дптр. В послеоперационном периоде авторы столкнулись с некоторыми осложнениями: децентрация сегментов - 2 (3,9%) глаза, экструзия сегментов - 10 (19,6%) глаз, бактериальный кератит с экструзией сегмента - 1 (1,9%) глаз, дисковидный кератит - 1 (1,9%) глаз. Избежать проведения сквозной кератопластики удалось в 74,5 % случаев.
Параллельно с Ferrara Ring стали применять интрастромальные роговичные кольца и сегменты Intacs. Данные имплантаты двух видов:
- кольцо 360°,
- два полукольца с длиной дуги 150°, на срезе гексагональной формы, наружный диаметр 8,1 мм, внутренний - 6,7 мм.
Данные сегменты имплантировались в 7 мм оптическую зону. Высота имплантатов варьировала от 250 до 450 мкм с шагом в 50 мкм. Имплантация Intacs была разрешена FDA в 1996 году и применялась для коррекции миопии слабой степени.
В 1997 году Joseph Colin впервые имплантировал Intacs для коррекции миопии и миопического астигматизма при кератоконусе.
Hellstedt Т. с соавт. привели результаты клинических исследований имплантации Intacs на 37 пациентах (50 глаз) с кератоконусом. Авторы отметили повышение остроты зрения с коррекцией и без коррекции и уменьшение показателя кератометрии на всех глазах, однако изменение роговичного астигматизма было незначительным, на 11 (22,0%) глазах показатели астигматизма не изменились вовсе. На 4 (8,0%) глазах сегменты были удалены по причинам поверхностной имплантации и ухудшения зрения. Авторы отметили, что данная методика эффективна и безопасна, однако изменения роговичного астигматизма непредсказуемы.
Lai M. M. с соавт. провели ОСТ-исследование роговицы четырем пациентам после имплантации Intacs. Исследования показали, что дистальная часть роговичных сегментов была расположена более поверхностно, чем проксимальная, расположенная ближе к разрезу. Поверхностное расположение интрастромальных роговичных сегментов может привести к экструзии имплантата из-за натяжения ткани передней поверхности стромы. Метод оптической когерентной томографии роговицы позволяет точно определить глубину расположения роговичных сегментов и как следствие прогнозировать риск осложнений.
Kymionis G. D. с соавт. в своей работе сообщили о пятилетнем наблюдении за 15 пациентами (17 глаз) с кератоконусом, которым была проведена имплантация Intacs. Всем пациентам имплантировали два сегмента высотой 450 мкм. Сферический эквивалент рефракции уменьшился во всех случаях с -5,54±5,02 до -3,02±2,65 дптр, острота зрения с коррекцией в 35% была равна предоперационной, в 1 случае острота зрения уменьшилась на 30%. На 10 глазах острота зрения с коррекцией повысилась до 0,8. На основании клинико-
функциональных результатов авторы сделали вывод, что имплантация роговичных сегментов Intacs дает стабильные результаты в отдаленном послеоперационном периоде.
Colin J., Malet F. J. в 2007 году в своей работе сообщили о результатах имплантации Intacs 82 пациентам (100 глаз) с кератоконусом. Срок наблюдения составил 2 года. Толщина сегментов рассчитывалась по показателям рефрактометрии. При сферическом эквиваленте ниже 3,0 дптр применялись сегменты 400 мкм, выше 3,0 дптр - 450 мкм. Глубина имплантации составила 70 % толщины роговицы. В послеоперационном периоде острота зрения без коррекции повысилась в 90% случаев. Острота зрения с максимальной коррекцией 0,5 и выше повысилась у 50% больных. Показатели кератометрии и сферического эквивалента рефракции снизились с 50,1±5,6 до 46,8±4,9 дптр и с -6,93±3,91 до -3,80±2,73 дптр соответственно.
В отдаленном послеоперационном периоде на 4 глазах провели эксплантацию сегментов: на двух глазах в связи с протрузией, на двух - из-за низкой остроты зрения. Этим пациентам была успешно проведена сквозная кератопластика. Также авторы отметили, при проведении биомикроскопии на 22 прооперированных глазах, что в тоннеле вокруг сегментов визуализировались отложения беловато-желтого цвета, которые не влияли на остроту зрения. По мнению авторов, анализ результатов до- и послеоперационных обследований показал высокую эффективность имплантации роговичных сегментов в коррекции миопии и миопического астигматизма при кератоконусе. Метод имплантации ИРС замедляет прогрессирование кератоконуса и дает возможность отсрочить пересадку роговицы.
Наряду с роговичными сегментами Intacs и Ferrara Ring появились имплантаты Keraring. По своему дизайну они идентичны сегментам Ferrara Ring, но производятся фирмой Mediphacos.
Torquetti L. с соавт. сообщили об имплантации сегментов Keraring на 35 глазах пациентов с кератоконусом. Срок наблюдения составил 5 лет. Некорригированная острота зрения повысилась с 0,15 до 0,31, корригированная острота зрения - с 0,41 до 0,62. После операции показатели кератометрии по сильному меридиану уменьшились с 54,07 до 48,09 дптр, а по слабому - с 48,99 до 44,45 дптр.
Kubaloglu А. с соавт. провели имплантацию сегментов Keraring (100 глаз) и Intacs (68 глаз) у пациентов с кератоконусом. Показатели НКОЗ и КОЗ после операции улучшились в обеих группах, но больше в I группе. Через год после имплантации значения кератометрии уменьшились в группе с сегментами Keraring с 51,27±4,46 до 47,87±3,39 дптр, а в группе с сегментами Intacs с 51,2±4,54 до 47,58±3,66 дптр. Авторы отметили, что операции с применением обеих моделей ИРС были эффективными и безопасными, однако показатели НКОЗ, КОЗ и кератометрии были лучше в группе с сегментами Keraring.
Несмотря на высокие функциональные результаты и короткий реабилитационный период, как и любому хирургическому методу, имплантации ИРС свойственны осложнения различной степени тяжести.
К интраоперационным осложнениям относятся:
- асимметричное расположение
- децентрация имплантата,
- недостаточная глубина тоннеля,
- поверхностное расслоение тоннеля с повреждением боуменовой мембраны,
- неравномерно сформированный тоннель,
- расслоение эпителия в зоне разреза,
- расширенный разрез (смещение к центру роговицы или в сторону лимба),
- задняя перфорация роговицы.
Данные интраоперационные осложнения встречаются достаточно редко и связаны с механическим способом формирования интрастромального тоннеля. К послеоперационным осложнениям относятся: истончение роговичной ткани с дальнейшей экструзией сегмента (0,98-30%), неоваскуляризация (0,53-1%), развитие кератитов (2,7-3%), отложение депозитов в интрастромальном тоннеле (13,3-46,77%)/
Randleman J. B. с соавт. описали случай хронического болевого синдрома после имплантации Intacs. Большинство осложнений, имеющих место при имплантации интрастромальных сегментов, авторы связывают с их поверхностным расположением в слоях роговицы.
Ряд осложнений, встречающихся при данной операции, требовал дальнейшего усовершенствования техники формирования интрастромальных тоннелей с целью контроля глубины, размеров и формы роговичного тоннеля. Это стало возможно с внедрением фемтосекундных лазеров в клиническую практику кераторефракционных хирургов.
В 1999 году Нобелевская премия по физике была вручена американцу John Hall и немцу Theodor Hansch «за развитие лазерной прецизионной спектроскопии», а по химии - Ahmed Zewail «за исследования химических реакций в реальном масштабе времени с помощью фемтосекундной спектроскопии». Эти открытия легли в основу создания современных фемтосекундных лазеров, которые нашли широкое применение, в том числе и в офтальмологии.
