Сравнительная характеристика результатов конфокальной микроскопии роговицы после УФ-А-кросслинкинга c использованием различных растворов рибофлавина в эксперименте

УФ-кросслинкинг роговицы (CXL) стал наиболее распространенным методом лечения кератэктазий. К настоящему времени Дрезденский протокол (G. Wollensak и соавт., 2003) получил много модификаций в части изменения средств или способов выполнения процедуры. В данной статье представлены результаты прижизненного изучения морфологических изменений роговицы кроликов после CXL с использованием растворов рибофлавина различного состава.

Цель: сравнить методом конфокальной микроскопии влияние CXL на морфологическую структуру роговицы экспериментальных животных при использовании рибофлавина на основе физраствора, декстрана и гидроксипропилметилцеллюлозы.

Материал и методы. Исследование выполнено на 20 глазах 15 кроликов, которым проводили стандартный CXL с 0,1% рибофлавином в трех группах: в первой в качестве основы раствора использовали 0,9 % раствор хлорида натрия, во второй — 20 % декстран, в третьей — 1,0 % гидроксипропилметилцеллюлозу (ГПМЦ). Режим облучения роговицы: 3 мВт/см2, 30 минут, длина волны 370 нм. Оценку состояния роговицы осуществляли на 3, 7, 14, 30 и 90-е сутки после CXL. Всем животным выполняли биомикроскопию и конфокальную микроскопию (Heidelberg Retinal Tomographer HRT-III («Heidelberg Engineering», Германия)). Производили подсчет плотности кератоцитов на глубине 120–160 мкм в центральной зоне роговицы на площади 1 мм2. Статистическую обработку результатов осуществляли с помощью пакета программ Statistica 6.1 и Excel 2010.

Результаты. Результаты биомикроскопии и конфокальной микроскопии роговицы кроликов in vivo показали наличие послеоперационных изменений эпителия и стромы после проведенного CXL. Во всех группах на 7-е сутки после процедуры отмечали снижение плотности кератоцитов вследствие их апоптоза, преимущественно в передних слоях стромы. Количество кератоцитов после CXL в 1-й группе составило 192,5 ± 29,8, во 2-й — 227,4 ± 38,2, в 3-й — 204,4 ± 32,6 клеток/мм2 против интактного контроля 352,8 ± 35,2 клеток/мм2. При этом статистически достоверной разницы между группами не было выявлено.

Заключение. Результаты прижизненной конфокальной микроскопии роговицы кроликов продемонстрировали в целом однотипные морфологические изменения, наблюдаемые в раннем послеоперационном периоде, которые сопровождались утратой субэпителиальных нервных волокон, развитием лакунарного отека, апоптозом кератоцитов со снижением их плотности преимущественно в передних и средних слоях стромы. Начало репопуляции кератоцитов и регенерации нервных волокон отмечали на 30-е сутки. Признаков повреждения эндотелия не обнаружено. Сравнительная оценка наибольшей эффективности представленных методик CXL с 0,1 % рибофлавином в составе с физраствором, декстраном или ГПМЦ может быть дана на основании более масштабных экспериментально-клинических наблюдений.

1. Wollensak G, Spoerl E, Seiler T. Riboflavin/ultravioletainduced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. American Journal of Ophthalmology. 2003;135(5):620–627. doi: 10.1016/s0002-9394(02)02220-1.

2. Lenk J, Herber R, Raiskup F, Pillunat LE, Spörl E. Principles of corneal crosslinking: Presentation based on the development of the various treatment protocols. Ophthalmologe. 2022;119(4):332–341. doi: 10.1007/s00347-021-01538-7.

3. Ozgurhan E, Akcay B, Kurt T, Yildirin Y, Demirok A. Accelerated corneal collagen crosslinking in thin keratoconic corneas. J Refract Surg. 2015;31:386–390. doi: 10.3928/1081597X-20150521-11.

4. Desmurkh R, Hafezi F, Kymionis G, Kling S, Shah R, Padmanabhan P, Sachdev MS. Curent concepts in crosslinking thin corneas. Indian J Ophthalmol. 2019;67(1):8– 15. doi: 10.4103/ijo.IJO_1403_18.

5. Caporossi A, Mazzotta C, Paradiso AL, Baiocchi S, Marigliani D, Caporossi T. Transepithelial corneal collagen crosslinking for progressive keratoconus: 24month clinical results. J Cataract Refract Surg. 2013;39(8):1157–1163. doi: 10.1016/j.jcrs.2013.03.026.

6. Mazzotta C, Raiskup F, Hafezi F, TorresNetto EA, Balamoun AA, Giannaccare G, Bagaglia SA. Long term results of accelerated 9mW corneal crosslinking for early progressive keratoconus: the Siena EyeCross Study 2. Eye Vis (Lond). 2021;8:16. doi: 10.1186/s40662-021-00240-8.

7. O’Brart NAL, O’Brart DPS, Aldahlawi NH, Hayes S, Meek KM. An Investigation of the Effects of Riboflavin Concentration on the Efficacy of Corneal CrossLinking Using an Enzymatic Resistance Model in Porcine. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59(2):1058–1065. doi: 10.1167/iovs.17-22994.

8. Wernli J, Schumacher S, Spoerl E, Mrochen M. The efficacy of corneal crosslinking shows a sudden decrease with very high intensity UV light and short treatment time. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(2):1176–1180. doi: 10.1167/iovs.12-11409.

9. Kobashi H, Yunoki S, Kato N, Shimazaki J, Ide T, Tsubota K. Evaluation of the Physiological Corneal Intrastromal Riboflavin Concentration and the Corneal Elastic Modulus After Violet Light Irradiation. Transl Vis Sci Technol. 2021;10(5):12. doi: 10.1167/tvst.10.5.12.

10. Ashena Z, Doherty S, Gokul A, McGhee C, Ziaei M, Nanavaty M. Flattening of central, paracentral, and peripheral cones after nonaccelerated and accelerated epitheliumoff CXL in keratoconus: a multicenter study. J Refract surg. 2022;38(5):310– 316. doi: 10.3928/1081597X-20220404-02.

11. Said D, Ross A, Messina M, Mohammed I, Dua H. Localised corneal haze and scarring following pulsed accelerated collagen crosslinking for keratoconus. Eye. 2019;33(1):167–168. doi: 10.1038/s41433-018-0211-3.

12. Бикбов ММ, Халимов АР, Усубов ЭЛ. Ультрафиолетовый кросслинкинг роговицы. Вестник Российской академии медицинских наук. 2016;71(3):224–232. doi: 10.15690/vramn562.

13. Chiang JCB, Roy M, Kim J, Markoulli M, Krishnan AV. Invivo corneal confocal microscopy: Imaging analysis, biological insights and future directions. Common Biological. 2023;6(1):652. doi: 10.1038/s42003-023-05005-8.

14. Mazzotta C, Traversi C, Caragiuli S, Rechichi M. Pulsed vs continuous light accelerated corneal collagen crosslinking: in vivo qualitative investigation by confocal microscopy and corneal OCT. Eye (Lond). 2014;28(10):1179–1183. doi: 10.1038/eye.2014.163.

15. Touboul D, Efron N, Smadja D, Praud D, Malet F, Colin J. Corneal confocal microscopy following conventional, transepithelial, and accelerated corneal collagen crosslinking procedures for keratoconus. J Refract Surg. 2012;28(11):769–776. doi: 10.3928/1081597X-20121016--01.

16. Jordan C, Patel DV, Abeysekera N, McGhee CNJ. In vivo confocal microscopy analyses of corneal microstructural changes in a prospective study of collagen crosslinking in keratoconus. Ophthalmology. 2014;121(2):469–474. doi: 10.1016/j.ophtha.2013.09.014.

17. Mazzotta C, Hafezi F, Kymionis G, Caragiuli S, Jacob S, Traversi C, Barabino S, Randleman JB. In Vivo Confocal Microscopy after Corneal Collagen Crosslinking. Ocul Surf. 2015;13(4):298–314. doi: 10.1016/j.jtos.2015.04.007.

18. Shajari M, Kolb CM, Agha B, Steinwender G, Müller M, Herrmann E, Schmack I, Mayer WJ, Kohnen T. Comparison of standard and accelerated corneal cross linking for the treatment of keratoconus: a metaanalysis. Acta Ophthalmol. 2019;97(1):e22–e35. doi: 10.1111/aos.13814.

19. Teo AWJ, Mansoor H, Sim N, Lin MTY, Liu YCi. In Vivo Confocal Microscopy Evaluation in Patients with Keratoconus. J Clin Med. 2022;11(2):393. doi: 10.3390/jcm11020393.

20. Hacıagaoglu S, Turhan SA, Toker E. A comparison of conventional and accelerated corneal crosslinking: corneal epithelial remodeling and in vivo confocal microscopy analysis. Int Ophthalmol. 2024;44(1):87. doi: 10.1007/s10792-024-03020-0.

21. Hypothesis M, Innov D, Osaba M, Tempesti T, Reviglio VE. Photophysical and photodynamic analysis of different Rb formulations Photophysical and photodynamic analysis of different formulations of riboflavin. Medical Hypothesis Discovery & Innovation in Optometry. 2023;4(4):181–187. doi: 10.51329/mehdioptometry189.

22. Ткаченко НВ, Астахов СЮ. Диагностические возможности конфокальной микроскопии при исследовании поверхностных структур глазного яблока. Офтальмологические ведомости. 2009;2(1):82–89.

23. Wollensak G, Spoerl E, Seiler T. Keratocyte apoptosis afer collagen crosslinking using ribofavin / UVA treatment. Cornea. 2004;23(1):43–49. doi: 10.1097/00003226-200401000-00008.

24. Guthoff RF, Baudouin C, Stave J. Atlas of Confocal Laser Scanning In vivo Microscopy in Ophthalmology. Berlin: Heidelberg; New York: SpringerVerlag. 2006. 200 p.

25. Rapuano PB, Mathews PM, Florakis GJ, Trokel SL, Such LH. Corneal collagen crosslinking in patients treated with dextran versus isotonic hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) riboflavin solution: a retrospective analysis. Eye and Vision. 2018;5:23. doi: 10.1186/s40662-018-0116-z.

26. Халимов АР. Роль декстрана в офтальмологическом растворе рибофлавина для УФ кросслинкинга роговицы. Точка зрения. Восток-Запад. 2018;1:136–138. doi: 10.25276/2410-1257-2018-1-136-138.

27. Thorsrud A, Hagem AМ, Sandvik GF, Drolsum L. Acta Superior outcome of corneal collagen crosslinking using riboflavin with methylcellulose than riboflavin with dextran asthe main supplement. Ophthalmol. 2019;97(4):415–421. doi: 10.1111/aos.13928.

28. Hammer A, Rudaz S, Guinchard S, Kling S, Richoz O, Hafezi F. Analysis of riboflavin compounds in the rabbit cornea in vivo. Curr Eye Res. 2016;41(9):1166–1172. doi: 10.3109/02713683.2015.1101141.

29. Бикбов ММ, Шевчук НЕ, Халимов АР, Бикбова ГМ. Динамика уровня рибофлавина во влаге передней камеры глаза экспериментальных животных при стандартном насыщении стромы растворами для УФ кросслинкинга роговицы. Вестник офтальмологии. 2016;132(6):29–35. doi: 10.17116/oftalma201613262935.

30. Wollensak G, Auric H, Wirbelauer C, Sel S. Significance of the riboflavin film in corneal collagen crosslinking. J Cataract Refract Surg. 2010;36:114–120. doi: 10.1016/j.jcrs.2009.07.044.