Сравнение материалов интраокулярных линз (ИОЛ)

Ключевые моменты с первого взгляда

Материалы интраокулярных линз (ИОЛ) включают гидрофобный акрил, гидрофильный акрил, силикон, ПММА и колламер.
В настоящее время наиболее широко используется гидрофобная акриловая ИОЛ, которая имеет низкую частоту заднего капсульного помутнения (ЗКП).
Каждый материал различается по показателю преломления, содержанию воды, биосовместимости и профилю осложнений, что требует выбора в зависимости от случая.
Основным недостатком гидрофобных акриловых ИОЛ является глистенинг (микровакуоли), но влияние на зрительную функцию встречается редко.
Гидрофильные акриловые ИОЛ очень гибкие и подходят для сверхмалых разрезов, но имеют более высокую частоту ЗКП и риск кальцификации.
Дизайн с квадратным краем, независимо от материала, подавляет пролиферацию эпителиальных клеток хрусталика и способствует снижению ЗКП.
При выборе ИОЛ необходимо учитывать возможность будущей витрэктомии или наличие увеита.

1. Сравнение материалов интраокулярных линз (ИОЛ)

Интраокулярная линза (ИОЛ) — это искусственная линза, имплантируемая после удаления помутневшего хрусталика при операции по удалению катаракты. В 1949 году Гарольд Ридли впервые имплантировал ИОЛ из полиметилметакрилата (ПММА) человеку. С тех пор материалы и дизайн ИОЛ значительно эволюционировали.

Основные доступные в настоящее время материалы ИОЛ следующие:

Гидрофобный акрил : введен в 1993 году. В настоящее время наиболее широко используемый материал.
Гидрофильный акрил : высокое содержание воды и высокая гибкость. Подходит для сверхмалоинвазивной хирургии катаракты.
Силикон : имеет долгую историю использования в качестве складной ИОЛ.
ПММА : первый материал для ИОЛ. Жесткий, не складывается.
Колламер (Collamer) : сополимер, содержащий коллаген. В основном используется для факичных ИОЛ (ICL).
Сополимер PEG-PEA/HEMA/стирол : новый материал, сочетающий гидрофильные и гидрофобные свойства.

Складные ИОЛ (силиконовые, акриловые) в значительной степени заменили жесткие ИОЛ из ПММА, поскольку их можно вводить через малый разрез ¹⁾. Хирург должен выбирать, понимая преимущества и недостатки каждого материала ¹⁾.

2. Характеристики и классификация материалов ИОЛ

Физические и оптические свойства

Материалы ИОЛ классифицируются по таким свойствам, как число Аббе, показатель преломления, содержание воды (гидрофильность) и температура стеклования.

Свойство	Определение	Клиническое значение
Показатель преломления	Мера преломления света	Чем выше, тем тоньше может быть линза
Число Аббе	Мера дисперсии цвета	Чем выше, тем меньше хроматическая аберрация
Содержание воды	Способность удерживать воду	Чем выше, тем меньше бликов (глистенинг)

Показатель преломления естественного хрусталика составляет 1,4, число Аббе — 47. Чем выше показатель преломления, тем тоньше может быть ИОЛ при той же оптической силе, что выгодно для имплантации через малый разрез. Однако с увеличением показателя преломления число Аббе уменьшается, а хроматическая аберрация возрастает.

Биосовместимость

Биосовместимость подразделяется на капсульную и увеальную.

Капсульная биосовместимость: относится к взаимодействию между ИОЛ и остаточными эпителиальными клетками хрусталика (ЭКХ). Участвует в развитии переднего (ПКП) и заднего (ЗКП) капсульного помутнения.
Увеальная биосовместимость: отражает способность избегать иммунной реакции радужки, цилиарного тела и передней сосудистой оболочки.

Гидрофобность и краевой угол

Гидрофильность/гидрофобность поверхности ИОЛ измеряется краевым углом. Чем больше краевой угол, тем выше гидрофобность. Гидрофобные материалы лучше прилипают к задней капсуле, уменьшая пространство для миграции ЭКХ, что подавляет ЗКП.

3. Характеристики каждого материала ИОЛ

Гидрофобный акрил

В настоящее время это самый широко используемый материал для ИОЛ в мире. Он состоит из сшитого сополимера акрилового эфира и других сомономеров.

Показатель преломления: высокий, 1,47–1,56. Возможно тонкое исполнение.
Влагосодержание: низкое, 0,1–0,5%.
Температура стеклования: 16–55 °C.
ЗКП: низкая частота в сочетании с квадратными краями¹⁾. Прилипает к задней капсуле через связывание с фибронектином и подавляет миграцию ЭКХ.
Глистенинг: заполненные жидкостью микровакуоли внутри ИОЛ. Чаще возникают в материалах с низким влагосодержанием, но редко влияют на зрительные функции или требуют удаления¹⁾.

В Cataract PPP (2021) AAO указано, что гидрофобные акриловые ИОЛ с квадратным краем относятся к материалам с самыми низкими показателями ЗКХ и Nd:YAG-капсулотомии¹⁾.

Гидрофильный акрил

Этот материал получен путем введения гидроксильных групп в основу ПММА, а добавление ГЭМА (гидроксиэтилметакрилата) придает гибкость.

Показатель преломления: низкий, 1,40–1,43. Линза становится толще.
Влагосодержание: высокое, 18–38 %.
Блики: низкая частота.
ЗКХ: выше, чем у силикона или гидрофобного акрила¹⁾. Считается, что набухание затрудняет сохранение острого заднего края.
Кальцификация: отложения фосфата кальция, проблемные в старых поколениях, улучшены в новых. Однако при попадании воздуха или газа в глаз во время трансплантации роговицы (DSEK/DMEK) или витрэктомии возникает риск кальцификации, поэтому в глазах, где ожидаются такие операции, их желательно избегать¹⁾.

Благодаря высокой гибкости их можно вводить через разрез около 1,8 мм, что выгодно для микроинвазивной хирургии катаракты (MICS).

Проспективное исследование 86 глаз с синдромом псевдоэксфолиации показало, что гидрофильные акриловые ИОЛ имели самую низкую пролиферацию хрусталикового эпителия и отличную капсулярную биосовместимость, но больше отложений на поверхности и самую высокую частоту ЗКХ, а также худшую увеальную биосовместимость.

Силикон

Синтетический полимер с повторяющейся структурой кремний-кислородной основы.

Показатель преломления: 1,43. Ниже, чем у акрила, поэтому при одинаковой оптической силе линза толще.
Влагосодержание: 0,38%.
Краевой угол смачивания: 97–120°. Сильная гидрофобность.
Температура стеклования: от -120 до -90 °C.
ЗКХ: Клетки хрусталикового эпителия (LEC) прилипают с трудом, и благодаря наиболее острому прямоугольному краю, по некоторым данным, при длительном использовании (более 6 лет) частота ЗКХ ниже, чем у гидрофобного акрила.
Недостатки: Бактерии, клетки и силиконовое масло легко прилипают. Во время витрэктомии может запотевать из-за конденсации, поэтому с осторожностью применять при диабетических глазах ¹⁾. Следует избегать в глазах с силиконовым маслом ¹⁾.

Q В каких ситуациях следует избегать силиконовой ИОЛ?

Избегайте использования в случаях, когда силиконовое масло или расширяющийся газ могут попасть в задний отрезок глаза ¹⁾. Аналогично в глазах с высоким риском будущей витрэктомии, например, при тяжелой пролиферативной диабетической ретинопатии.

ПММА

Первый материал, использованный для ИОЛ, обладает отличной тканевой переносимостью и долгосрочной стабильностью.

Показатель преломления: 1,49. Высокая оптическая прозрачность.
Влагосодержание: 0,4–0,8%.
Краевой угол смачивания: 65–71°.
Температура стеклования: 105–113 °C.
Недостатки: Жесткий, не складывается. Требует разреза 5,5–6 мм для введения, что может вызвать послеоперационный астигматизм и замедленное заживление.
Осложнения: При длительном использовании может возникнуть снежинкообразная дегенерация (показание к эксплантации ИОЛ). Из-за гидрофобности может прилипать к эндотелиальным клеткам роговицы во время имплантации и вызывать повреждение эндотелия.

В настоящее время используется ограниченно, например, для ИОЛ с фиксацией к склере, когда фиксация в капсульном мешке невозможна.

Колламер (Collamer)

Это сополимер HEMA (гидроксиэтилметакрилата) и коллагена свиного происхождения, в основном используемый как факичная заднекамерная интраокулярная линза (ICL).

Показатель преломления: 1,44.
Влагосодержание: 40%.
Особенности: Доступны сферические и торические версии в семействе линз EVO факичных заднекамерных линз. Одобрено FDA США в 2022 году. Благодаря конструкции с центральным отверстием (центральный порт) отпала необходимость в ранее обязательной периферической иридотомии (PI).
Показания: Возраст 21–45 лет, миопия со сферическим эквивалентом от -3,0 до -20,0 D, глубина передней камеры ≥ 3,0 мм, стабильные случаи с изменением рефракции ≤ 0,5 D в течение года.
Волт (vault): Расстояние между задней поверхностью факичной заднекамерной линзы и передней поверхностью хрусталика. Оптимальный диапазон составляет 50–150% центральной толщины роговицы (250–900 мкм). Слишком низкий волт увеличивает риск передней субкапсулярной катаракты, слишком высокий – риск закрытоугольной глаукомы.

Сополимер PEG-PEA/HEMA/стирол

Это материал ИОЛ нового поколения, сочетающий гидрофильные и гидрофобные свойства. Используется в ИОЛ enVista MX60.

Состав: PEG-PEA 40%, HEMA 30%, стирол 26%, EG-DMA 4%.
Показатель преломления: 1,54.
Влагосодержание: 4–5%.
Твёрдость: 1,8 МПа.
Особенности: PEG-PEA придаёт гидрофобность, а HEMA – гидрофильность. Не возникает глистенинга, сообщается о низкой частоте ЗКХ и Nd:YAG-капсулотомии.

Гидрофобный акрил

Наиболее широко используется: текущий стандартный материал ИОЛ.

Частота ПЗК: низкая при квадратных краях.

Глистенинг: основной недостаток, но влияние на зрение редко.

Гидрофильный акрил

Отличная гибкость: может быть введен через разрез около 1,8 мм.

Частота ПЗК: выше, чем у других материалов.

Риск кальцификации: осторожность после инъекции воздуха/газа.

Силикон

Долгосрочная частота ПЗК: по сообщениям, ниже, чем у гидрофобного акрила.

Внимание: избегать при использовании силиконового масла/газа в глазу.

Запотевание: возможность запотевания во время витреальной хирургии.

4. Материал интраокулярной линзы и вторичная катаракта

Помутнение задней капсулы (ПЗК) является наиболее частым долгосрочным осложнением после операции по удалению катаракты, частота встречаемости составляет от 5 до 54% ¹⁾. Лечится с помощью Nd:YAG-лазерной задней капсулотомии, но материал ИОЛ и дизайн края существенно влияют на частоту возникновения.

Характеристики ПЗК в зависимости от материала

Гидрофобный акрил : в сочетании с квадратным краем имеет самую низкую частоту ЗПМ¹⁾.
Гидрофильный акрил : частота ЗПМ выше, чем у силикона или гидрофобного акрила¹⁾.
Силикон : клетки хрусталикового эпителия прилипают хуже, и долгосрочная частота ЗПМ низкая.
PMMA : вместе с гидрогелевыми ИОЛ имеет тенденцию к высокой частоте ЗПМ.

Важность дизайна края

Мета-анализ 2013 года (9 РКИ) и несколько продольных исследований показали, что гидрофобные ИОЛ с квадратным краем имеют более низкую частоту ЗПМ и Nd:YAG-капсулотомии, чем гидрофильные ИОЛ с квадратным краем¹⁾. Акриловые, PMMA и силиконовые ИОЛ с квадратным краем считаются эквивалентными по необходимости Nd:YAG-капсулотомии (уровень доказательности I+, степень рекомендации Strong)¹⁾.

Однако одно рандомизированное исследование предполагает, что защитный эффект гидрофобных линз с квадратным краем может лишь «отсрочить» развитие ЗПМ по сравнению с силиконовыми и PMMA ИОЛ с круглым краем через 12 лет¹⁾.

Q Какой материал ИОЛ реже всего вызывает ЗПМ?

Гидрофобные акриловые ИОЛ с квадратным краем в настоящее время имеют самую низкую частоту ЗПМ¹⁾. Дизайн края так же важен, как и материал, и квадратный край способствует подавлению ЗПМ независимо от материала.

5. Выбор материала ИОЛ и меры предосторожности

Выбор ИОЛ осуществляется на основе характеристик каждого материала и индивидуальной ситуации пациента.

Общие принципы выбора материала

Стандартная хирургия катаракты : гидрофобная акриловая ИОЛ является первым выбором¹⁾.
Микроинвазивная хирургия (MICS) : гидрофильная акриловая ИОЛ может подходить в некоторых случаях.
Риск будущей витрэктомии : избегайте силиконовых ИОЛ¹⁾. Выбирайте гидрофобный акрил.
Глаз, планируемый для трансплантации роговицы : Гидрофильные акриловые ИОЛ имеют риск кальцификации, поэтому их следует избегать¹⁾.
Глаз с увеитом : Акриловые ИОЛ или ИОЛ из ПММА с гепариновым покрытием (HSM) связаны с лучшим зрительным прогнозом¹⁾. Сообщается о лучших результатах по сравнению с ИОЛ из ПММА без HSM или силиконовыми ИОЛ.

Клиническая ситуация	Рекомендуемый материал	Материал, которого следует избегать
Стандартная операция	Гидрофобный акрил	—
Риск витрэктомии	Гидрофобный акрил	Силикон
Планируемая трансплантация роговицы	Гидрофобный акрил	Гидрофильный акрил
Увеит	Акрил, HSM ПММА	ПММА без HSM, Силикон

Гидрофильные акриловые ИОЛ несут риск кальцификации после операций с инъекцией воздуха или газа в глаз (витрэктомия, DSEK, DMEK и др.) ¹⁾. В глазах с риском повреждения эндотелия роговицы следует выбирать другой материал.
Силиконовые ИОЛ при наличии силиконового масла в заднем отрезке глаза могут адсорбировать масло и мутнеть ¹⁾.
Эксплантация гидрофобной акриловой ИОЛ из-за глистенинга требуется редко, но такие случаи описаны ¹⁾.
Цельнокорпусные акриловые ИОЛ ассоциированы с синдромом увеит-глаукома-гифема (UGH) ¹⁾.

Q Какой материал ИОЛ подходит пациентам с увеитом?

Акриловые ИОЛ (особенно гидрофобные) или ИОЛ из ПММА с гепариновым покрытием ассоциированы с хорошими результатами ¹⁾. Предоперационный контроль увеита и диагноз гетерохромного циклита Фукса также являются благоприятными прогностическими факторами.

6. Физические свойства и оптическая конструкция материалов ИОЛ

Показатель преломления и хроматическая аберрация

Показатель преломления ИОЛ зависит от химического состава материала. Добавление галогенов, ароматических групп или серы увеличивает показатель преломления. Показатель преломления и толщина ИОЛ обратно коррелируют: материал с высоким показателем преломления позволяет сделать линзу тоньше.

Хроматическая аберрация в артифакичном глазу определяется числом Аббе материала ИОЛ. Числа Аббе материалов ИОЛ варьируются от 37 до 55. Хроматическая аберрация также влияет на контрастную чувствительность и эмметропизацию.

Температура стеклования

Температура стеклования — это температура, при которой полимер переходит из твердого стеклообразного состояния в гибкое резиноподобное. ИОЛ проектируются с температурой стеклования ниже физиологической температуры тела (37 °C) и комнатной температуры. Если она превышает температуру тела, линза не раскроется должным образом внутри глаза.

Асферическая ИОЛ

Сферические ИОЛ обладают положительной сферической аберрацией, которая суммируется с положительной сферической аберрацией роговицы, увеличивая общую аберрацию глаза. Хрусталик молодых людей имеет отрицательную сферическую аберрацию, компенсирующую это, но с возрастом сферическая аберрация хрусталика становится положительной.

Асферические ИОЛ — это линзы, в которых кривизна каждой преломляющей поверхности изменена таким образом, чтобы периферические и параксиальные лучи фокусировались в одной точке. В настоящее время большинство ИОЛ имеют асферическую конструкцию. Уменьшение сферической аберрации улучшает контрастную чувствительность, но децентрация или наклон могут увеличить кому. В случаях нестабильной фиксации ИОЛ может быть более подходящей сферическая ИОЛ.

Окрашенные ИОЛ

Традиционные неокрашенные УФ-поглощающие ИОЛ пропускают много коротковолнового света. Окрашенные ИОЛ имеют спектральное пропускание, близкое к хрусталику человека, и, как ожидается, защищают сетчатку от светового повреждения. Раньше они были доступны только из ПММА, но теперь разрабатываются и складные модели.

7. Новейшие исследования и перспективы (отчёты на стадии исследований)

Разработка гидрофильно-гидрофобных гибридных материалов

Разработка новых материалов, оптимально балансирующих гидрофильные и гидрофобные свойства, продвигается, как показано на примере сополимера ПЭГ-ПЭА/ГЭМА/стирол (enVista MX60). Цель — преодолеть недостатки, присущие традиционным материалам, такие как блики в гидрофобном акриле и задняя капсулярная катаракта/кальцификация в гидрофильном акриле.

Технологии модификации поверхности ИОЛ

ИОЛ из ПММА с гепариновой модификацией поверхности (HSM) показали хорошие результаты при увеите ¹⁾, и улучшение биосовместимости за счет модификации поверхности считается важным направлением будущего развития ИОЛ. Ведутся исследования покрытий и нанотекстурирования поверхности ИОЛ для подавления адгезии клеток хрусталикового эпителия и образования биопленок.

Преодоление кальцификации ИОЛ

Кальцификация гидрофильных акриловых ИОЛ особенно проблематична после трансплантации эндотелия роговицы или витрэктомии. Утверждается, что новые поколения гидрофильных акриловых ИОЛ имеют сниженный риск кальцификации, но полного решения пока нет. Ведутся исследования по улучшению состава материала и поверхностной обработке для повышения устойчивости к кальцификации.

8. Ссылки

American Academy of Ophthalmology. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2022;129:P1-P126.