Цивилизация
Российские ученые разработали новую методику хирургического лечения тяжелых отслоек сетчатки с применением нового магнитоактивного медицинского изделия для ее фиксации. Это позволит повысить частоту успешного лечения в случаях, когда невозможно достичь прилегания сетчатки обычными методами. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ). Его результаты были опубликованы в журнале Smart Materials and Structures.
«Мы разрабатываем медицинское изделие, основанное на принципиально новом для офтальмологии принципе действия, будет фиксировать сетчатку к подлежащим тканям за счет магнитных взаимодействий между «заплаткой» из нового магнитополимерного композита, расположенной внутри глаза на поверхности сетчатки, и магнитной пломбой, расположенной снаружи глаза. Последняя состоит из одного или нескольких тонких постоянных магнитов, заключенных в биосовместимую силиконовую резину и подшитых к склере. За счет взаимного притяжения магнитной пломбы и «заплатки» фиксатор сможет удерживать сетчатку расправленной, создавая тем самым условия для восстановления зрения», — рассказала ведущий автор исследования Елена Крамаренко, руководитель лаборатории физики новых интеллектуальных полимерных материалов физического факультета МГУ.
Без хирургического лечения, направленного на восстановление нормального анатомического положения сетчатки, отслойка сетчатки приводит к слепоте практически в 100% случаев. Важно, что среди страдающих этим заболеванием более 80% составляют люди трудоспособного возраста. Их реабилитация полезна не только для общества, но и для экономики.
Механизм болезни связан с разрывом сетчатки, сквозь который часть прозрачного жидкого содержимого глаза (стекловидного тела) затекает под нее, и в итоге сетчатка отслаивается от находящихся под ней тканей (сосудистой оболочки глазного яблока). Когда это происходит, часть клеток сетчатки (включая палочки и колбочки) теряют связь с питающими их кровеносными сосудами. Клетки сетчатки не восстанавливаются. Следовательно, при отслойках сетчатки необходимо как можно быстрее, качественнее и надежнее приложить ее к подлежащим тканям.
Стандартная операция, применяющаяся в настоящее время для хирургического лечения осложненных отслоек сетчатки, осуществляется следующим образом. Сначала проводят удаление стекловидного тела, затем полость глаза заполняют тяжелой прозрачной гидрофобной жидкостью, которая придавливает сетчатку, вытесняя жидкость из-под сетчатки через разрывы — таксетчатка прилегает. Затем на сетчатку вокруг разрывов наносят точечные лазерные ожоги («припаивают» сетчатку к подлежащим тканям) именяют жидкость на силиконовое масло. Спустя некоторое время, когда ожоги зарубцевались, силиконовое масло заменяют на специальный газ: через месяц он рассасывается, естественным образом заменяясь внутриглазной жидкостью.
В тяжелых случаях невозможно полностью расправить сетчатку на операционном столе, и тогда хирург добивается прилегания центральной зоны сетчатки ценой потери ее периферии: делается разрез сетчатки (ретинотомия) между центром и периферией, чтобы добиться прилегания центральной области. Даже после этого не всегда удается восстановить нормальное анатомическое положение сетчатки: край оставшегося круга нередко оказывается «волнистым» и не прилегает. В таких случаях невозможно восстановить зрение, используя стандартные методы.
Ученые физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и Государственного научно-исследовательского института химии и технологии элементоорганических соединений создают принципиально новое средство фиксации сетчатки — с помощью магнитного поля и магнитоактивных эластомеров (МАЭ). Разработанные в МГУ вещества представляют собой полимерные матрицы с внедренными в них магнитными частицами железа и его оксидов нано- или микроразмера. Мягкие матрицы оказались «золотой серединой» между традиционными жесткими магнитными композитами и магнитореологическими жидкостями (суспензиями магнитных частиц в жидкости-носителе).
Для изучения зависимости магнитных сил, возникающих в системах «МАЭ – постоянные магниты» с различной конфигурацией, ученые использовали комплексный подход, сочетающий теоретические методы расчетов сил и их экспериментальные измерения. С помощью созданной программы были получены распределения магнитных свойств исследуемых объектов в пространстве в зависимости от величины магнитного поля. Для измерения силы взаимодействия МАЭ с постоянными магнитами в различных конфигурациях ученые создали экспериментальную установку.
В результате удалось добиться хорошего согласия между теоретическими результатами и экспериментальными данными. С использованием разработанного подхода ученые провели исследование для небольших магнитных систем, размеры которых удовлетворяют требованиям хирургии глаза. Полученные результаты демонстрируют высокие перспективы использования МАЭ в качестве элемента магнитного фиксатора для лечения отслойки сетчатки в осложненных случаях.
«До клинических испытаний осталось пройти еще долгий путь, однако испытания магнитных фиксаторов на трупных глазах уже сейчас показывают, что устройство способно удерживать сетчатку расправленной. В настоящее время мы разрабатываем способ покрытия магнитных пломб и магнитоактивного эластомера слоем биосовместимого медицинского силикона и исследуем возможности инжектировать «заплатки» через разрез менее 1мм. Следующий важный этап — подобрать такие конфигурации магнитных полей, которые позволят наиболее точно позиционировать «заплатки» на поверхности сетчатки, окружая разрывы сетчатки, что позволит достичь прилегания отслоенной сетчатки даже в самых тяжелых случаях», — отметила Крамаренко.
