Офтальмологические вязкоэластичные вещества (ophthalmic viscosurgical device, OVD) — это хирургические вспомогательные растворы, используемые при внутриглазных операциях для поддержания пространства, защиты эндотелия роговицы, предотвращения высыхания роговицы и помощи в окрашивании. Первоначально рассматриваемые как простые хирургические вспомогательные средства, с разработкой препаратов с разнообразными свойствами они стали приравниваться к хирургическим инструментам и теперь в совокупности называются вязкоэластичными веществами.
История офтальмологического использования гиалуроновой кислоты началась в 1934 году, когда Карл Мейер и Джон Палмер выделили гиалуроновую кислоту из стекловидного тела крупного рогатого скота 1). В 1979 году доктора Роберт Стегман и Дэвид Миллер впервые клинически использовали 1% гиалуронат натрия во время операции по удалению катаракты 1). С 1980 по 1983 год Pharmacia получила одобрение FDA США и вывела продукт на мировой рынок, что произвело революцию в современной хирургии катаракты 1).
В настоящее время в Японии в качестве вязкоэластичного вещества в основном используется гиалуронат натрия, а в качестве комбинированного агента — хондроитина сульфат натрия. Гиалуронат натрия — это гликозаминогликан с длинноцепочечной структурой из повторяющихся дисахаридов N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты. Это природное вещество, присутствующее в соединительной ткани, коже, стекловидном теле, хрящах и синовиальной жидкости организма.
Из-за важности своей роли вязкоэластичные вещества перешли от простых хирургических вспомогательных растворов к статусу хирургических инструментов. Учитывая их значительное влияние на безопасность и эффективность хирургии катаракты, хирург должен выбирать вязкоэластичное вещество, полностью понимая его свойства.
Хирургическое применение вязкоэластичных веществ определяется их физическими свойствами. Следующие четыре свойства напрямую связаны с их использованием в хирургии.
Вязкость
Вязкость (Viscosity): характеризует текучесть вещества. Чем выше молекулярная масса и концентрация, тем выше вязкость. Высоковязкие вязкоэластичные вещества обладают более выраженным эффектом смещения тканей и с трудом выводятся из передней камеры.
Псевдопластичность
Псевдопластичность (Pseudoplasticity): свойство, при котором вязкость изменяется в зависимости от скорости сдвига. В покое проявляет высокую вязкость, но при высоких скоростях сдвига (например, при манипуляциях инструментами) вязкость снижается, облегчая введение и удаление. Гиалуронат натрия обладает свойствами неньютоновской жидкости, и чем длиннее молекулярная цепь, тем больше изменение псевдопластичности.
Эластичность
Эластичность (Elasticity): способность возвращаться к исходной форме после деформации. Чем выше эластичность, тем лучше способность удерживать пространство. Все вязкоэластичные вещества восстанавливают форму роговицы и переднюю камеру после введения и удаления инструментов.
Покрывающая способность
Покрывающая способность (Coatability): определяется поверхностным натяжением и углом смачивания. Чем ниже поверхностное натяжение и меньше угол смачивания, тем выше покрывающая способность, что обеспечивает лучшую защиту тканей, но затрудняет удаление из глаза.
Вязкоэластичные вещества классифицируются на четыре категории на основе индекса когезии-дисперсии (CDI).
| Классификация | Индекс когезии-дисперсии | Вязкость | Представительные продукты (Япония) |
|---|---|---|---|
| Когезивный | ≥30% asp/mmHg | Высокая (высокий молекулярный вес) | Опеган® Хай, Хайлон® |
| Дисперсионный | <30% asp/mmHg | Низкая (низкий молекулярный вес) | Вискот®, Шеллган® |
| Высоковязкий дисперсионный | Промежуточная | Средняя–высокая | ДискоВиск® |
| Вязкоадаптивный | ≥30% asp/mmHg | Сверхвысокая | Хайлон V® |
Основным компонентом является 1% гиалуронат натрия. Молекулярные цепи длинные и переплетаются друг с другом, обеспечивая высокую эластичность и когезию. При повышении аспирационного давления они имеют тенденцию выводиться в виде комка (сравнивают со спагетти). По молекулярной массе подразделяются на низкомолекулярный, среднемолекулярный и высокомолекулярный типы, обладающие различными свойствами.
Типичным представителем является комбинация 3% гиалуроната натрия и 4% хондроитинсульфата натрия. Короткоцепочечные молекулы обладают низкой вязкостью и высокой способностью к покрытию. При высокой скорости сдвига они диспергируются и тонко покрывают эндотелий роговицы (сравнивают с макаронами). Индекс когезии-дисперсии очень низкий, примерно 1/10 от когезивного типа, и они трудно удаляются даже при повышении аспирационного давления. Благодаря сульфатным группам они несут отрицательный заряд и имеют тенденцию прилипать к положительно заряженным клеткам эндотелия роговицы. Однако, поскольку они прилипают к внутриглазным тканям, полное удаление затруднено, и их остатки создают риск повышения внутриглазного давления 1).
Типичный продукт: Healon V® (2,3% высокомолекулярный гиалуронат натрия). Индекс когезии-дисперсии очень высокий, более 70, и молекулярные цепи переплетены еще сильнее, чем у высокомолекулярных когезивных типов, обеспечивая высокую эластичность и когезию. Характерной особенностью является то, что они резко удаляются, когда аспирационное давление превышает пороговое значение (псевдодисперсность). При скорости перфузии менее 25 мл/мин они проявляют высокую когезию и высокую способность удерживать пространство; при скорости перфузии более 25 мл/мин они легко аспирируются и удаляются 1).
Типичный продукт: DisCoVisc® (1,65% низкомолекулярный гиалуронат натрия + 4% хондроитинсульфат натрия). Он имеет индекс когезии-дисперсии, промежуточный между когезивным и дисперсионным типами, и обеспечивает легкость удаления из передней камеры (как у когезивного типа) и защиту эндотелия роговицы (как у дисперсионного типа).
Роль вязкоэластичных веществ на каждом этапе хирургии катаракты (факоэмульсификации) следующая.
После создания разреза водянистая влага полностью заменяется вязкоэластичным веществом для формирования передней камеры. Во время переднего капсулорексиса вязкоэластичное вещество поддерживает куполообразную форму роговицы и глубину передней камеры, придавая стабильность поверхности передней капсулы, что снижает вероятность распространения линии разреза к периферии. Идеальным является вязкоэластичное вещество с высокой вязкостью и высокой эластичностью при низкой скорости сдвига.
Во время факоэмульсификации глубина передней камеры поддерживается давлением ирригационной жидкости, но эндотелий роговицы подвержен повреждению ультразвуковой энергией и турбулентностью жидкости. Требуются вязкоэластичные вещества с высокой покрывающей способностью (защита эндотелия) и высокой эластичностью (поглощение вибрации), и подходят дисперсионные вязкоэластичные вещества.
Перед удалением ультразвукового наконечника из передней камеры одновременное введение вязкоэластичного вещества через боковой порт предотвращает внезапный коллапс передней камеры и предохраняет от повреждения заднюю капсулу, радужку и ткани роговицы. В случаях с низкой плотностью эндотелиальных клеток роговицы вязкоэластичное вещество предотвращает прямой контакт фрагментов ядра с эндотелием роговицы (техника мягкой оболочки).
После достаточного опускания задней капсулы для раздувания капсульного мешка вводится интраокулярная линза. При низкой скорости сдвига, когда линза неподвижна, высоковязкое средство защищает эндотелий от давления линзы и обеспечивает амортизацию при складывании и разворачивании линзы. Подходят высокомолекулярные когезивные вязкоэластичные вещества.
После имплантации интраокулярной линзы оставшееся в передней камере вязкоэластичное вещество удаляется с помощью ирригации-аспирации. Особенно, если вязкоэластичное вещество остается позади линзы, бактерии могут легко оседать, вызывая послеоперационный эндофтальмит. Необходимо напрямую промыть заднюю поверхность, введя ирригационно-аспирационный наконечник за линзу (техника «за линзой»).
Скорость потери эндотелиальных клеток роговицы после операции по удалению катаракты составляет от 4 до 25%, и основной причиной является механическая травма, вызванная хирургическими инструментами, фрагментами ядра и интраокулярной линзой 2). Вязкоэластичные вещества являются основным средством уменьшения этой травмы.
Hsiao и соавт. (2023) провели систематический обзор и метаанализ 12 рандомизированных контролируемых исследований с 2000 по 2020 год, сравнивая вязкоэластичные вещества, содержащие хондроитинсульфат и гиалуроновую кислоту (VISCOAT®, DuoVisc®, DisCoVisc®), с вязкоэластичными веществами на основе только гиалуроновой кислоты или продуктами на основе гидроксипропилметилцеллюлозы 2).
Согласно метаанализу с использованием модели случайных эффектов, вязкоэластичное вещество, содержащее хондроитинсульфат и гиалуроновую кислоту, показало значительно более низкую скорость снижения плотности эндотелиальных клеток роговицы через 3 месяца после операции по сравнению с вязкоэластичным веществом на основе только гиалуроновой кислоты (средняя разница: -4,10%; 95% ДИ: от -5,81 до -2,40; p<0,0001; 9 исследований)2). Также была обнаружена значительная разница по сравнению с продуктами на основе гидроксипропилметилцеллюлозы (средняя разница: -6,47%; 95% ДИ: от -10,41 до -2,52; p=0,001; 2 исследования)2).
Что касается изменения толщины роговицы (через 24 часа после операции), вязкоэластичное вещество, содержащее хондроитинсульфат и гиалуроновую кислоту, показало значительно меньший отек роговицы по сравнению с вязкоэластичным веществом на основе только гиалуроновой кислоты (средняя разница: -3,22%; 95% ДИ: от -6,24 до -0,20%; p=0,04; 4 исследования)2).
Считается, что натрия хондроитинсульфат образует тройной отрицательный заряд с гиалуроновой кислотой-хондроитинсульфатом, способствуя молекулярному притяжению к ткани эндотелия роговицы, что является механизмом превосходного эффекта покрытия и защиты эндотелия2).
В основном, котезивные вязкоэластичные вещества выбираются для поддержания пространства, а дисперсионные — для защиты эндотелия роговицы. В случаях высокого риска, таких как катаракта с твердым ядром или дистрофия эндотелия роговицы, особенно эффективна техника мягкой оболочки, сочетающая оба типа. При глаукомных операциях котезивные вязкоэластичные вещества считаются более предпочтительными с точки зрения легкости удаления при промывании передней камеры.
Это репрезентативный метод комбинации, описанный Стивом Аршиноффом в 1999 году1). В начале операции дисперсионное вязкоэластичное вещество вводится в переднюю камеру для образования комка на передней поверхности хрусталика, затем котезивное вязкоэластичное вещество вводится в центр позади дисперсионного комка. Это выталкивает дисперсионное вещество вверх и наружу, образуя гладкий слой против эндотелиальных клеток роговицы. Во время факоэмульсификации и ирригации/аспирации высоковязкое котезивное вещество быстро удаляется, в то время как низковязкое дисперсионное вещество сохраняется в качестве защитного слоя для эндотелия.
Особенно в случаях с твердым ядром было показано, что эта техника снижает послеоперационную потерю эндотелиальных клеток роговицы по сравнению с использованием только котезивного или дисперсионного вещества1).
Синдром интраоперационной дряблой радужки (IFIS) является хорошо известным осложнением, связанным с применением альфа-блокаторов (таких как тамсулозин) для лечения предстательной железы1). Снижение тонуса мышц радужки приводит к сужению зрачка и пролапсу радужки. Вязкоадаптивное вязкоэластичное вещество (Healon V®) механически расширяет зрачок (вязкоэластичное расширение зрачка) и стабилизирует радужку, помогая предотвратить ее пролапс через разрез1).
В более сложных случаях используется комбинация техник soft shell, ultimate soft shell и tri-soft shell1).
Твердые коричневые катаракты и зрелые катаракты имеют высокий риск повреждения эндотелия роговицы, выпадения ядра и разрыва задней капсулы1). Поскольку более длительные хирургические манипуляции и высокая энергия ультразвука влияют на эндотелий роговицы, использование дисперсивного вискоэластика или комбинированного препарата (техника soft shell) является целесообразным1).
Мелкая передняя камера после антиглаукомной операции является частым осложнением хирургии задней камеры, и инъекция вискоэластика в переднюю камеру является одним из вариантов лечения1). Сообщается, что вязкоадаптивные вискоэластики эффективны1).
При наблюдении глазного дна с использованием широкоугольной системы наблюдения необходимо приблизить предлинзу к роговице примерно на 1 см, поэтому влажная оболочка с вискоэластиком полезна для предотвращения высыхания роговицы. Кроме того, смешивание вискоэластика с красителем для внутренней пограничной мембраны (индоцианиновый зеленый, бриллиантовый синий G) позволяет контролировать область и концентрацию окрашивания.
Известны следующие осложнения, связанные с вискоэластиками.
VisThesia (2% лидокаин + 0,3% гиалуронат натрия, Carl Zeiss Meditec), сочетающий вязкоэластичное вещество и лидокаин, был разработан для обеспечения анестезирующего эффекта и вязкоэластичной функции за один шаг1). Хотя сообщалось об улучшении контроля боли во время операции, некоторые исследования показывают большее снижение плотности эндотелиальных клеток роговицы по сравнению с традиционными вязкоэластичными веществами, поэтому результаты неоднозначны1). В этой области необходимы дальнейшие исследования.
Pe-Ha-Blue® PLUS (Albomed), сочетающий гиалуронат натрия и трипановый синий (краситель передней капсулы), предназначен для облегчения передней капсулотомии при одновременной защите эндотелия роговицы1). При плохом расширении зрачка, например, при синдроме псевдоэксфолиации, сообщалось о значительном сокращении времени операции и повышении удовлетворенности хирурга1). Также преимуществом является возможность визуально обнаружить и легко удалить остатки синего вязкоэластичного вещества.
