Экспериментальная апробация отечественного перфторорганического соединения на основе перфтор-1,3-диметилциклогексана

Перфторорганические соединения (ПФОС)
соединения с сильной полярной ковалентной связью между атомами углерода и фтора
могут быть получены только в результате химического синтеза *
Актуальность
Кнунянц И.Л., Фокин А.В., 1964 *

Перфторорганические соединения (ПФОС)
первые попытки синтезировать ПФОС были предприняты еще в конце XIX века *
впервые были синтезированы в 1937 г. американскими химиками J. Simons и L. Block **
первый патент – в 1941 г. ***
в первой половине XX века использовались в качестве охлаждающих и гидравлических жидкостей
Актуальность
аппарат для синтеза ПФОС
Анри Муассана,
1887
Moissan H., 1890; Swarts F., 1892; Midgley T., 1930 *
Simons J.H., Block L.P., 1937 **
Plunkett R.J., 1941 ***

Перфторорганические соединения (ПФОС)
в медицине ПФОС впервые применены в качестве «заменителей» крови
в 60-е гг. XX в. Kylstra J., Clark L.C. и Gollan F. – независимо друг от друга проводят эксперименты на собаках и мышах *
выявлено, что ПФОС обладают кислородной ёмкостью и способны переносить кислород в ткани
Актуальность
Kulstra J. 1966; Clark L.C., Gollan F., 1966 *

Перфторорганические соединения (ПФОС)
1982 г. – первое экспериментальное применение ПФОС в роли «заместителей» стекловидного тела *
1984 г. – успешная репозиция отслоенной сетчатки кролика **
1987 г. – успешная репозиция отслоенной сетчатки у пациентов с пролиферативной витреоретинопатией и гигантским разрывом сетчатки ***
Актуальность
Haidt S.J. et al., 1982 *
Zimmerman N.J., Faris D., 1984 **
Chang S., 1987 ***

Актуальность
на сегодняшний день широко используются в витреоретинальной хирургии, что связано с их физико-химическими свойствами *
Перфторорганические соединения (ПФОС)
Rizzo, S., Barca, F., 2014 *

Перфторорганические соединения (ПФОС)
высокий удельный вес
низкая вязкость
прозрачность
высокое значение
поверхностного натяжения
Актуальность
Arevalo J. et al., 2014
Sargen J., Seffl R., 1970; Chang S., 1987; Bacon A.S., Lavin M.J., 1991, 1992;
Comaratta M.R., Chang S., 1991; Sparrow J. R. et al., 1992; Georgalas I. et al., 2011; Drury B., Bourke R.D., 2011

Показания к применению ПФОС:
отслойка сетчатки, осложненная
гигантскими разрывами, пролиферативной витреоретинопатией
пролиферативная диабетическая ретинопатия
вывих хрусталика/ИОЛ в стекловидное тело
проникающие ранения с ВГИТ
супрахориоидальное кровоизлияние
ретинопатия недоношенных
Исмаил Х., 1994; Шкворченко Д.О., 1995; Казайкин В.Н., 2000; Desai U. et al., 1992;
Stolba U. et al., 1995; Roldán P., 2001; Imamura Y. et al., 2003; Imaizumi A. et al., 2014
Актуальность

Актуально?
Степень токсического действия ПФОС – ?
Строго интраоперационное использование
или возможность послеоперационной интравитреальной тампонады – ?
Если тампонада возможна, то каков безопасный ее срок – ?
Шкворченко Д.О., 1995; Terauchi H. et al., 1989; Chang S. et al., 1991; Sparrow J.R. et al., 1993;
Flores-Aguilar M. et al., 1995; Peyman G.A. et al., 1996; Stolba U., et al., 1997;
Liang C. et al., 1999; Zeana D. et al., 1999; Mackiewicz J. et al., 2007

Актуальность
ПФОС на основе отечественного субстрата
перфтор-1,3-диметилциклогексан (карбогал) *
Осипов А.П. и др., 1995, 2002, 2004; Rowson N.J. et al., 1992; Zhu X. et al., 2000 *

Цель
изучить гистологические и функциональные изменения сетчатки глаз кроликов при различных сроках тампонады полости стекловидного тела перфтор-1,3-диметилциклогексаном и определить безопасный срок тампонады

Материал
12 глаз кроликов породы Шиншилла
экспериментальная 25G витрэктомия с тампонадой полости стекловидного тела ПФОС:
экспериментальная группа: перфтор-1,3-диметилциклогексан
контрольная группа: перфтордекалин
выведение из эксперимента – 5, 14 и 30 сутки
C10F18
C8F16

Методы
изучение гистологической структуры сетчатки кроликов на 5, 14 и 30 сутки после экспериментальной операции и тампонады ПФОС
LSM 5 PASCAL (Carl Zeiss)
Cветовая микроскопия
сетчатка кролика в норме *
Manzano R.P. et al.
Testing intravitreal toxicity of rapamycin in rabbit eyes // Arq. Bras. Oftalmol. 2009. Vol. 72(1) *

Методы
положение электродов у кролика во время ЭРГ-исследования
Электроретинография:
до и на 5, 14, 30 сутки после операции
медикаментозный мидриаз перед исследованием
активный электрод – на нижнем веке, референтный и заземляющий – на ушах
условия стимуляции и регистрации соответствовали стандарту ISCEV *
производились 3 последовательные регистрации, при анализе использовали усредненную запись
McCulloch D.L. et al., 2015 *
Нейро-ЭРГ (Иваново)

Результаты
Ф
НЯС
ВЯС
ВСС
НСС
Г
Структура сетчатки интактного глаза кролика (в норме)
Г – ганглионарный слой клеток; ВCC – внутренний сетчатый слой; ВЯС – внутренний ядерный слой; НСС – наружный сетчатый слой; НЯС – наружный ядерный слой; Ф – слой фоторецепторов
окраска по Ван Гизону, увел. Х400

Результаты
Ф
ВСС
ВЯС
НЯС
Г
НСС
М
Структура сетчатки глаза кролика через 30 суток после введения перфтор-1,3-диметилциклогексана
Пенистые масляные образования (красная стрелка); М – макрофаги; Г – ганглионарный слой клеток;
ВСС – внутренний сетчатый слой; ВЯС – внутренний ядерный слой; НСС – наружный сетчатый слой;
НЯС – наружный ядерный слой; начавшаяся гидропическая дистрофия нейронов НЯС (синяя стрелка);
Ф – слой фоторецепторов
окраска гематоксилином и эозином, увел. Х400.

Результаты
полученные гистологические изменения могут считаться обратимыми *
полученные результаты были отличны от данных зарубежных авторов, которые при тампонаде полости стекловидного тела кроликов перфтордекалином (от 4 до 21 суток) обнаруживали необратимые повреждения сетчатки **
Lázár N. et al., 1997; Yanoff M., Sassani J.W., 2009 *
Iwamoto T., 1990; Devin F., 1995; Orzalesi N. et al., 1998 **

Результаты
Усредненные амплитудно-временные показатели компонентов ЭРГ в различные сроки эксперимента

Результаты
зафиксировано снижение а- и b-волн ЭРГ, не зависящее от типа ПФОС
а-волна составила 34-46 % от исходного уровня,
b-волна – 45-58 %
подобное соотношение оставалось стабильным в ходе всего наблюдения
пример записи ЭРГ экспериментального глаза (наверху) и контрольного глаза (внизу) через 30 дней после операции и тампонады ПФОС
Рис. 9. Пример записи ЭРГ контрольного (левого) глаза через 30 дней после экспериментальной операции и тампонады ПФОС.

Обсуждение
Шамшинова А.М. и др., 1989; Ахмадеев Р.Р., 2006; Wutz W. et al., 1979; Sherman J., 1981 *
снижение амплитуды основных компонентов ЭРГ не связано с повреждением нейрорецепторных и глиальных элементов сетчатки
морфологические изменения сетчатки в ходе всего эксперимента нарастали, параметры ЭРГ оставались стабильными, что не согласуется с морфологической картиной
исходя из классических представлений о механизмах генерации
ЭРГ *, следовало бы ожидать более сильное угнетение b-волны
снижение амплитуды ЭРГ в эксперименте на глазах кроликов, помимо ухудшения электрической активности сетчатки, может быть вызвано рядом других, экстраретинальных факторов

Обсуждение
Сдобникова С.В. и др., 2012 *
Meredith T.A., 1985; Frumar K.D. et al., 1985; Arima M. et al., 1997; Matsumoto C.S., 1997-98 **
Юсупов Р.Г., Кошелев Д.И., 2004; Montezuma S.R. et al., 2004 ***
Sparrow J.R. et al., 1993; Lemal D.M., 2004 ****
изменение кровоснабжения глаза после витрэктомии, которое выражается в снижении кровотока внутренних слоев сетчатки и хориоидального кровотока *
возможно транзиторное снижение амплитуд а- и b-волн после витрэктомии с интравитреальной тампонадой **
прочие факторы, приводящие к временному снижению а- и b-волны – температура и состав вводимых веществ, вид и уровень наркоза, повышенное или пониженное ВГД, различия кроликов по возрасту и размерам глаза ***
вклад в транзиторное снижение амплитуды волн может вносить электрическая задержка сигнала, если исходить из того, что ПФОС – сильный диэлектрик ****

Выводы
тампонада полости стекловидного тела перфтор-1,3-диметилциклогексаном в эксперименте вызывает сопоставимые с перфтордекалином обратимые гистологические изменения сетчатки и может считаться безопасной для сетчатки глаз кроликов в срок до 14 суток
вызываемое снижение амплитуд a- и b-волн ЭРГ на 5 сутки после экспериментального вмешательства не зависит от типа ПФОС и остается стабильным в течение всего наблюдения
предполагается, что снижение амплитуд волн не было связано с прямым токсическим действием на сетчатку кроликов в исследуемые сроки, а определено изменением электрического контура в результате операции и другими, более рутинными причинами
актуально проведение клинических исследований для оценки возможности использования отечественного ПФОС на основе перфтор-1,3-диметилциклогексана в качестве временного интраокулярного импланта у пациентов с хирургической патологией заднего сегмента глаза