Aim: To realize two minimally invasive techniques of scleral collagen cross-linking (SXL) at the equator and posterior pole of the eye: 1) targeted irradiation of the region with ultraviolet A (UVA) and 2) sub-Tenon injection of Sklerateks.
Material and methods: To perform UVA-SXL, a tool was developed that includes a UV-LED light source (370 nm, 3 mW/cm2) and a polymer-coated silica multimode optical fiber located in one of the two channels of a detachable metal tip. The other channel is used to deliver riboflavin to the scleral surface. The study included 8 Chinchillas' eyes. Intact fellow eyes served as the controls. Scleral echodensity was measured in vivo with Voluson 730 Pro (Kretz) prior to the procedure and then 2 days and 1 month after. After enucleation, the elastic modulus and the degree of scleral cross-linking were established at the same time-points. A placebo-controlled study on the safety and effectiveness of sub-Tenon Sklerateks injections (solution of amino acid salts in the form of succinates) was conducted on 47 Chinchilla rabbits (94 eyes). Sklerateks or placebo (0.1 ml) was injected below the Tenon's capsule of either eye once a week for 1 month (4 injections; 1st series) or 3 months (12 injections; 2nd series). After the end of the course, 22 eyes were studied morphologically. In 72 eyes, scleral samples were obtained in order to evaluate the elastic modulus (Autograph AGS-H tester, SHIMADZU, Japan) and the rate of cross-linking (judging from the denaturation temperature) by differential scanning calorimetry (Phoenix DSC 204 calorimeter, Netzsch, Germany).
Results: After UVA irradiation, the scleral echodensity increased from 86.7±5.1 to 98±4.9 dB. The elastic modulus appeared 1.5 times higher than that of the control samples. The denaturation temperature also increased indicating the rate of scleral cross-linking as high as 15-18%. Weekly Sklerateks for 1-3 months has been shown to induce neither clinical, nor morphological signs of local irritative, damaging, or toxic effect. The findings also include: a 1.8 times higher rate of scleral cross-linking, activation of cellular elements, neoformation of connective tissue on the scleral surface, and vascular growth, which together indicate a pronounced metabolic and strengthening effect of Sklerateks on the sclera.
Conclusion: Experimental results on minimally invasive techniques of SXL allow to recommend them for further clinical investigation as a promising treatment of progressive myopia.
Цель - экспериментальная реализация двух малоинвазивных технологий кросслинкинга коллагена склеры в области экватора и заднего полюса глаза: 1) путем адресной доставки ультрафиолетового излучения диапазона А (УФА) в сочетании с рибофлавином; 2) путем субтеноновых инъекций биологически активного состава Склератекс. Материал и методы. Для УФА-кросслинкинга склеры разработано устройство, содержащее светодиодный источник непрерывного УФА-излучения (длина волны 370 нм, интенсивность излучения 3 мВт/см2), который соединен через согласующую оптику с многомодовым кварцевым оптоволокном в полимерной оболочке, располагающимся в одном из двух каналов сдвоенного съемного металлического наконечника, при этом второй (полый) канал предназначен для одновременной доставки раствора рибофлавина на поверхность склеры. Кросслинкинг склеры с помощью данного устройства проведен на 8 глазах кроликов породы 'Шиншилла', контролем служил интактный парный глаз. До процедуры, через 2 дня и через 1 мес после нее in vivo определяли акустическую плотность склеры (АПС) с помощью ультразвукового прибора VOLUSON 730 Pro ('Kretz'), после энуклеации в эти же сроки определяли модуль упругости и уровень поперечных сшивок образцов склеры. Плацебо-контролируемое изучение безопасности и эффективности субтеноновых инъекций Склератекса (раствора солей основных аминокислот в виде сукцинатов) проведено на 47 кроликах (94 глаза) породы шиншилла. Склератекс и плацебо вводили под тенонову оболочку соответственно опытного и парного глаза 1 раз в неделю в объеме 0,1 мл (100 мкл) в 1-й серии эксперимента в течение 1 мес (4 инъекции), во 2-й серии - в течение 3 мес (12 инъекций). После окончания курса инъекций 22 глаза изучены морфологически, образцы склеры 72 глаз использованы для определения модуля упругости (испытательная машина Autograph AGS-H, 'Shimaszu', Япония) и уровня поперечной связанности коллагена (определяемого по температуре денатурации Тд) методом дифференциальной сканирующей калориметрии (калориметр Phoenix DSC 204, 'Netzsch', Германия). Результаты. После УФА-воздействия АПС возросла с 86,7±5,1 до 98±4,9 дБ, модуль упругости оказался в 1,5 раза выше контроля, увеличение Тд соответствовало повышению уровня поперечной связанности коллагена склеры на 15-18%. Показано, что при еженедельном применении Склератекса в течение 1 мес и 3 мес отсутствуют клинические и морфологические признаки местно-раздражающего, повреждающего или токсического действия. Выявлены повышение уровня поперечной связанности коллагена на 15-20% и увеличение модуля упругости склеры в 1,8 раза, а также активация клеточных элементов, формирование новообразованной соединительной ткани на поверхности склеры и образование дополнительных сосудов, что в целом свидетельствует об эффективном метаболическом и склероукрепляющем воздействии Склератекса. Заключение. Результаты экспериментальной реализации малоинвазивных технологий кросслинкинга коллагена склеры позволяют рекомендовать их для дальнейшего клинического изучения в качестве перспективных возможностей склероукрепляющего и метаболического лечения прогрессирующей миопии.
Цель — экспериментальная реализация двух малоинвазивных технологий кросслинкинга коллагена склеры в области экватора и заднего полюса глаза: 1) путем адресной доставки ультрафиолетового излучения диапазона А (УФА) в сочетании с рибофлавином; 2) путем субтеноновых инъекций биологически активного состава Склератекс. Материал и методы. Для УФА-кросслинкинга склеры разработано устройство, содержащее светодиодный источник непрерывного УФА-излучения (длина волны 370 нм, интенсивность излучения 3 мВт/см2), который соединен через согласующую оптику с многомодовым кварцевым оптоволокном в полимерной оболочке, располагающимся в одном из двух каналов сдвоенного съемного металлического наконечника, при этом второй (полый) канал предназначен для одновременной доставки раствора рибофлавина на поверхность склеры. Кросслинкинг склеры с помощью данного устройства проведен на 8 глазах кроликов породы «Шиншилла», контролем служил интактный парный глаз. До процедуры, через 2 дня и через 1 мес после нее in vivo определяли акустическую плотность склеры (АПС) с помощью ультразвукового прибора VOLUSON 730 Pro («Kretz»), после энуклеации в эти же сроки определяли модуль упругости и уровень поперечных сшивок образцов склеры. Плацебо-контролируемое изучение безопасности и эффективности субтеноновых инъекций Склератекса (раствора солей основных аминокислот в виде сукцинатов) проведено на 47 кроликах (94 глаза) породы шиншилла. Склератекс и плацебо вводили под тенонову оболочку соответственно опытного и парного глаза 1 раз в неделю в объеме 0,1 мл (100 мкл) в 1-й серии эксперимента в течение 1 мес (4 инъекции), во 2-й серии — в течение 3 мес (12 инъекций). После окончания курса инъекций 22 глаза изучены морфологически, образцы склеры 72 глаз использованы для определения модуля упругости (испытательная машина Autograph AGS-H, «Shimaszu», Япония) и уровня поперечной связанности коллагена (определяемого по температуре денатурации Тд) методом дифференциальной сканирующей калориметрии (калориметр Phoenix DSC 204, «Netzsch», Германия). Результаты. После УФА-воздействия АПС возросла с 86,7±5,1 до 98±4,9 дБ, модуль упругости оказался в 1,5 раза выше контроля, увеличение Тд соответствовало повышению уровня поперечной связанности коллагена склеры на 15—18%. Показано, что при еженедельном применении Склератекса в течение 1 мес и 3 мес отсутствуют клинические и морфологические признаки местно-раздражающего, повреждающего или токсического действия. Выявлены повышение уровня поперечной связанности коллагена на 15—20% и увеличение модуля упругости склеры в 1,8 раза, а также активация клеточных элементов, формирование новообразованной соединительной ткани на поверхности склеры и образование дополнительных сосудов, что в целом свидетельствует об эффективном метаболическом и склероукрепляющем воздействии Склератекса. Заключение. Результаты экспериментальной реализации малоинвазивных технологий кросслинкинга коллагена склеры позволяют рекомендовать их для дальнейшего клинического изучения в качестве перспективных возможностей склероукрепляющего и метаболического лечения прогрессирующей миопии.