Сравнительный анализ механического и фемтолазер-ассистированного методов выкраивания лимбальных мини-трансплантатов в эксперименте
Ключевые слова:
фемтосекундный лазер, лимбальные стволовые клетки, апоптоз, синдром лимбальной недостаточности, сканирующая электронная микроскопия, световая микроскопия, культивирование, гистологияАннотация
Цель. Подобрать оптимальные параметры фемтосекундного лазера (ФСЛ) (Femto LDV Z8, Ziemer, Швейцария) для выкраивания мини-трансплантатов с целью последующей трансплантации лимбальных стволовых клеток (ЛСК) и изучить влияние лазерной энергии на лимбальную зону в сравнении с традиционной методикой выкраивания с помощью микрохирургических инструментов.
Материал и методы. На первом этапе, проведенном на 3 свиных и 3 кадаверных глазах, были подобраны оптимальные энергетические параметры работы ФСЛ, обеспечивающие иссечение и отделение фрагментов лимба. На втором этапе эксперимента использовали 8 глаз 4 посмертных доноров. В нижней и верхней частях лимба производили выкраивание фрагментов лимба с их последующим делением на 8 мини-трансплантатов ФСЛ (опытная группа). На симметричных участках каждого исследуемого глаза также формировали мини-трансплантаты мануально с использованием дозированного алмазного лезвия и металлического расслаивателя (контрольная группа). Структуру лимбального ложа после удаления мини-трансплантатов изучали методами световой и сканирующей электронной микроскопии. Влияние энергии ФСЛ на жизнеспособность ЛСК определяли методом прижизненной окраски с помощью красителя Live & Dead. На третьем этапе производили оценку обратимого и необратимого апопто- за путем культивирования участков корнеосклеральных дисков, содержащих не отделенные от лимбального ложа мини-трансплантаты. Культивирование полученных образцов осуществляли в среде DMEM/F12.
Результаты. Оптимальными и обеспечивающими формирование целостных, легко отделяющихся от подлежащих тканей лимба мини-трансплантатов определены уровни энергии ФСЛ в 100, 110 и 120%. Анализ гистологических срезов и данные сканирующей электронной микроскопии в зоне выкраивания продемонстрировал наиболее ровную поверхность лимбального ложа при уровнях энергии 110 и 120%. При окраске Live & Dead выявлено повреждение клеток по боковой и внутренней сторонам лимбального мини-трансплантата преимущественно в опытной группе. Спустя 7 дней культивирования в обеих группах не наблюдали экспрессии маркеров апоптоза.
Заключение. Выкраивание фрагментов лимба с помощью ФСЛ относительно безопасно и позволяет получить лимбальные мини-трансплантаты, содержащие жизнеспособные ЛСК. Подобраны оптимальные параметры работы лазера в лимбальной зоне – плоскостной рез на глубине 250 мкм с использованием 110% уровня энергии лазера.
Библиографические ссылки
1. Choi SK, Kim JH, MD, Lee D, Oh SH. New surgical technique: A femtosecond laser-assisted keratolimbal allograft procedure. Cornea. 2010;29: 924–==929.
2. Brown SI, Bloomfield SE, Pearce DB. Follow-up report on transplantation of the alkali burned cornea. Am J Ophthalmol. 1974;77: 538e42.
3. Tseng SC. Concept and application of limbal stem cells. Eye. 1989;3: 141e57.
4. Sangwan VS, Basu S, MacNeil S, et al. Simple limbal epithelial transplantation (SLET): a novel surgical technique for the treatment of unilateral limbal stem cell deficiency. Br J Ophthalmol. 2012;96: 931–934.
5. Basu S, Sureka SP, Shanbhag SS, et al. Simple limbal epithelial transplantation: long-term clinical outcomes in 125 cases of unilateral chronic ocular surface burns. Ophthalmology. 2016;123: 1000–1010.
6. Malyugin B, Kalinnikova S, Isabekov R, Ostrovskiy D, Knyazer B, Gerasimov M. Diagnostic algorithm for surgical management of limbal stem cell deficiency. J Diagnostics (Basel). 2023;13(2): 199. doi: 10.3390/diagnostics13020199
7. Malyugin В, Kalinnikova S, Knyazer B, Gerasimov M. Midterm outcomes of autologous glueless simple limbal epithelial transplantation for unilateral limbal stem cell deficiency. Cornea. 2023. doi: 10.1097/ICO.0000000000003279
8. Kim JH, Yum JH, Lee D, et al. Novel technique of corneal biopsy by using a femtosecond laser in infectious ulcers. Cornea. 2008;27: 363–365.
9. Ramírez BE, Victoria DA, Murillo GM, Herreras JM, Calonge M. In vivo confocal microscopy assessment of the corneoscleral limbal stem cell niche before and after biopsy for cultivated limbal epithelial transplantation to restore corneal epithelium. Histol Histopathol. 2015;30(2): 183–192. doi: 10.14670/HH-30.183
10. Parfitt GJ, Kavianpour B, Wu KL, Xie Y, Brown DJ, Jester JV. Immunofluorescence tomography of mouse ocular surface epithelial stem cells and their niche microenvironment. Investig Ophthalmol Vis Sci. 2015;56: 7338–7344.
11. Grieve K, Ghoubay D, Georgeon C, Thouvenin O, Bouheraoua N, Paques M, et al. Three-dimensional structure of the mammalian limbal stem cell niche. Exp Eye Res. 2015;140: 75–84.
12. Ramirez BE, Victoria DA, Murillo GM, Herreras JM, Calonge M. In vivo confocal microscopy assessment of the corneoscleral limbal stem cell niche before and after biopsy for cultivated limbal epithelial transplantation to restore corneal epithelium. Histol Histopathol. 2015;30: 183–192.
13. Massie I, Dziasko M, Kureshi A, Levis HJ, Morgan L, Neale M, et al. Advanced imaging and tissue engineering of the human limbal epithelial stem cell niche. Methods Mol Biol. 2015;1235: 179–202.
14. Nubile M, Curcio C, Dua HS, Calienno R, Lanzini M, Iezzi M, et al. Pathological changes of the anatomical structure and markers of the limbal stem cell niche due to inflammation. Mol Vis. 2013;19: 516–525.
15. Notara M, Shortt AJ, O’Callaghan AR, Daniels JT. The impact of age on the physical and cellular properties of the human limbal stem cell niche. Age. 2013;35: 289–300.
16. Kim JH, Lee D, Rhee KI. Flap thickness reproducibility in laser in situ keratomileusis with a femtosecond laser: optical coherence tomography measurement. J Cataract Refract Surg. 2008;34: 132–136.
17. Sarayba MA, Ignacio TS, Tran DB, et al. A 60 kHz IntraLase femtosecond laser creates a smoother LASIK stromal bed surface compared to a Zyoptix XP mechanical microkeratome in human donor eyes. J Refract Surg. 2007;23: 331–337.
18. Kohnen T, Steinwender G. Laser-in-situ-Keratomileusis mit Mikrokeratom oder Femtosekundenlaser [Laser in situ keratomileusis with microkeratome or femtosecond laser]. Ophthalmologe. 2017;114(7): 661–665. (In German)] doi: 10.1007/s00347-017-0517-8
19. Chen S, Feng Y, Stojanovic A et al (2012) IntraLase femtosecond laser vs mechanical microkeratomes in LASIK for myopia: a systematic review and meta-analysis. J Refract Surg. 1995;(28): 15–24.
20. Terry MA, Ousley PJ, Will B. A practical femtosecond laser procedure for DLEK endothelial transplantation: cadaver eye histology and topography. Cornea. 2005;24: 453–459.
21. Seitz B, Brunner H, Viestenz A, et al. Inverse mushroom-shaped nonmechanical penetrating keratoplasty using a femtosecond laser. Am J Ophthalmol. 2005;139: 941–944.
22. Meltendorf C, Schroeter J, Bug R, et al. Corneal trephination with the femtosecond laser. Cornea. 2006;25: 1090–1092.
23. Holzer MP, Rabsilber TM, Auffarth GU. Penetrating keratoplasty using femtosecond laser. Am J Ophthalmol. 2007;143: 524–526.
24. Sarayba MA, Maguen E, Salz J, et al. Femtosecond laser keratome creation of partial thickness donor corneal buttons for lamellar keratoplasty. J Refract Surg. 2007;23: 58–65.
25. Steinert RF, Ignacio TS, Sarayba MA. «Top hat»-shaped penetrating keratoplasty using the femtosecond laser. Am J Ophthalmol. 2007;143: 689 -691.
26. Riau AK, Liu Y-C, Lwin NC, et al. Comparative study of nJ- and μJenergy level femtosecond lasers: evaluation of flap adhesion strength, stromal bed quality, and tissue responses. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;55: 3186–3194. doi: 10.1167/iovs.14-14434
Опубликован
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2024 ОФТАЛЬМОХИРУРГИЯ
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
