Глаза экспериментальных животных

Возможность использовать в лаборатории экспериментальной хирургии для практики глаза животных всегда играла и до сих пор играет очень важную роль.

Многочисленным преимуществам экспе-

Рис.

риментальной хирургической деятельности на живых животных, состоящим в воспроизведении такой операции в настоящих условиях, а также в возможности вести наблюдение в послеоперационном пе- р 11 оде, ! I роти востоят и е котор ы е отри ца- тельные стороны и трудности как практического, так и этического порядка.

Кроме усилий, которые необходимо приложить для решения организационных проблем (содержание животных в стойле или зверинце, оборудование, анестезия и тлі.), во многих странах действуют законы, запрещающие использовать подопытных живых животных исключительно в целях развития хирургических навыков, кроме того, компании против вивисекции становятся все более подготовленными, сильными и настойчивыми.

В любом случае, мы полагаем, что использование в большинстве случаев энуклеированных глаз уже убитых по другим причинам животных является достаточным практическим и экономическим обоснованием, чтобы не поднимать этическую сторону проблемы. Энуклеированные глаза. однако, трудно долго хранить, и методики. предлагаемые для улучшения трофики консервируемых тканей, дают противоречивые результаты, поэтому первый элемент, с которым мы должны бороться, - это время: забор и подготовку материала необходимо выполнять сразу после забоя

I6S

животных, а использовать для практики такой материал нужно в течение первых 48 часов, в противном случае, ухудшится прозрачность роговицы и претерпят изменения общие характеристики трофики тканей глазного яблока. Энуклеированное и промытое глазное яблоко, хранящееся при температуре 4°С, сохраняет прозрачность роговицы в течение не более 24 -36 часов, после чего на эндотелии начинают появляться складки.

Энуклеированный глаз сохраняет некоторые динамические свойства, такие, как разрыв капсулы с выпадением стекловидного тела и помутнение роговицы, теряя только возможность кровотечения и мышечную реакцию радужки на хирургическую травму. Как правило, зрачок находится в состоянии среднего миоза; в любом случае, можно попробовать расширить зрачок, который сам по себе уже достаточно расширен, при помощи обычных мид- риатиков и циклоплегических препаратов, рассчитывая на поддержание остаточной деятельности нервно-мышечных синапсов.

Свиные глаза

Отрицательные стороны использования энуклеированных свиных глаз для факоэ- мульсификации связаны с тем, что животных убивают в молодом возрасте (6-9 месяцев). при этом глаза по своему внешнему виду, размерам и сложению полностью пригодны, но ядро хрусталика, будучи прозрачным, большим и очень мягким, легко аспирируется и без дробления ультразвуком; одновременно выходят и хрусталиковые массы, мало отличающиеся от масс ядра и очень слабо прилипающие к капсулярным мембранам, что делает практически не воспроизводимой последнюю манипуляцию по ирригации-аспирации хрусталиковых масс.

Глаза кроликов

Кролик - это то животное, которое чаще всего использовалось в лабораториях для экспериментальных исследований в области офтальмологии; еще сегодня многие авторы считают его самой лучшей экспериментальной моделью после человека, несмотря на то, что его анатомические и

физиологические характеристики сильно отличаются от характеристик человека. Причины, мотивирующие этот кажущийся парадокс, довольно просты: прежде всего речь идет о послушном и кротком животном, экономичном в содержании и забое, с которым легко обращаться: о кроликах собран большой запас информации, что облегчает интерпретацию новых данных, поступающих в результате научно-исследовательских работ. Общие размеры глаза, хотя и в меньшем масштабе, рассматриваются как подходящие для наших целей, если речь идет о роговице и хрусталике, которые отличаются довольно большими размерами. по отношению к общему объему глазного яблока, но составляют половину глазного яблока человека. Таким образом, пространство для маневрирования ограничено и степень трудности повышена. Это напоминает тренировки с гирями и бег в гору для того, чтобы подготовиться к бегу на равнине: при переходе к глазам людей после практики на кроликах вое покажется более простым. Необходимо также знать некоторые анатомо-физиологические особенности. такие, как особое, переднее размещение иридо-цилиарных отростков и физические свойства хрусталика. Действительно, капсулярный мешок кроличьего глаза более "хрупкий", по сравнению с капсулярными мешками других видов животных, что затрудняет выполнение полной передней капсулотомин: жесткие гаптиче- ские элементы ИОЛ могут перфорировать хрусталиковую сумку во время или после операции.

Бычьи глаза

По сравнению с другими моделями, бычий глаз имеет множество преимуществ: прежде всего, он экономичен и его легко найти; кроме того, его размеры позволяют оперировать без операционного микроскопа, с линзами, дающими небольшое увеличение или вообще без увеличения. Это дает возможность проводить курсы обучения хирургическим навыкам и в тех регионах, ресурсы которых сильно ограничены, а процент больных катарактой очень высок (например, в развивающихся странах).

Глаза кошек

Kelman предпочитал для своих экспериментов на живых животных именно кошек; в его, ставшей исторической, публикации о факоэмульсификации есть раздел, посвященный тому, как выполнять анестезию и операцию на хрусталике глаза этого животного. Кошачий глаз отличается щелевидным зрачком, овальным, с наиболее длинной вертикальной осью, который меняется при расширении. При операции на глазу живой кошки категорически запрещается разрезать полулунную складку коныоктивы, и, тем более, радужную оболочку. так как речь идет о структурах, пронизанных множеством кровеносных сосудов, которые сильно кровоточат.

Лошадиные глаза

Удаление мягких катаракт у лошадей давно и прочно вошло в практику ветеринарной хирургии, в продаже имеются многочисленные инструменты для ультразвуковой факоэмульсификации, оснащенные верхушками соответствующих размеров и с соответствующим углом, которые разработаны специально для лошадей. Применяемая техника мало отличается от техники, которая в настоящее время применяется для операции на людях (техника Kelman - Kratz).

Глаза обезьян

Модель, наиболее схожая с глазом человека, без всякого сомнения принадлежит

приматам. Например, размеры и пропорции различных структур глазного яблока макак Macacus Rhesus абсолютно идентичны структурам глаза человека, за исключением склеры, которая намного тоньше.

Глазное яблоко человека

Самой эффективной экспериментальной системой, естественно, является практика на глазах человека. Однако забор трупных органов в широком масштабе встречает многочисленные и важные препятствия, учитывая недостаточную культуру донорства органов и само действующее законодательство, которое, несмотря на последние пересмотры, не смогло пока повысить донорство даже роговицы для пересадки, не говоря о множестве организационных проблем, с которыми встречаются банки органов (глаз). Кроме того, это связано с риском, до сих пор до конца не изученным. касающимся передачи заболеваний парэнтеральным путем.

В тех странах, где это возможно, используют трупные глаза, поставляемые банками глаз (так называемыми, eve bank), которые не пригодны для пересадки роговицы, либо глаза, энуклеированные для кератопластики и лишенные роговицы и части склеры. Для того, чтобы создать в таких глазах закрытую систему, необходимую для факоэ- мульсификации, существует "ремесленный" метод, предложенный W. Bailey. В лоток или в кухонную кастрюлю, глубиной не менее 5 см, кладут блок стекольной замазки или терракоты, в которой обычным пузырьком для глазных капель делают отверстие, которое будет служить местом установки глаза, в таком блоке делают боковые надрезы в виде клиньев (рис. 153); затем вставляют туда глаз, который крепят при помощи обычной инъекционной иглы, которая проходит через зрительный нерв в основание сделанного углубления. После этого вставляют назад вынутые клинья и прижимают глаз, ориентируясь по плоскости зрачка, манипулируя глиной вокруг глазного яблока, но никогда не нажимают непосредственно на само глазное яблоко. Для того, чтобы создать закрытую систему, лоток заполняют водой до уровня поверхности хрусталика; затем, после того, как все будет размещено под операционным микроскопом, удаляют полностью радужку до

корня и выполняют хирургическое вмеша- тельство. Излишки жидкости удаляют при помощи линии аспирации.

Основные методы подготовки глазных яблок для факоэмульсификании в лабораторных условиях "faco wet lab"

Метод Miyake

Этот метод получил распространение в западных странах, в основном, благодаря работе и исследованиям D. Apple.

Система Apple-Miyake предстаатяет собой отличный инструмент для обучения и работы при экспериментальных исследованиях. Однако такая система, имеет и некоторые недостатки, ограничивающие ее применение в чисто учебных целях, а именно:

- высокая стоимость системы;

- большие габариты и трудности в перемещении;

- подготовка такой системы довольно длительна и сложна;

- для работы с ней необходим специализированный и специально обученный персонал.

Метод Zirm

Метод и технология, разработанные M.Zirm в Международном институте эк- периментальной хирургии г. И Инсбрук (International Institute for Experimental Surgery), основаны на первоначальных исследованиях К.Miyake. В чемоданчике, имеющемся в продаже, собраны все основные компоненты системы, которых, вместе с микроскопом и необходимыми инструментами, достаточно для применения в учебных и основных экспериментальных целях. Для проведения более глубоких исследований такое оснащение комплектуется усгройство.м видеозаписи, известным под названием SFVT Synchronous Film Video Technique.

Недостатки системы Zirm связаны, главным образом, со временем и порядком подготовки глазных яблок, очень долгими и сложными. Кроме того, стоимость такой системы довольно высока, и необходим специально обученный персонал для подготовки моделей хорошего качества. И, наконец, в "голове" такой системы предусмотрено углубление для глаза (eye holder) только справа, поэтому нельзя учиться выполнять операцию на левом глазу.

Рис. 153: Система Bailey

Рис. 154: Подготовка экспериментального глазного яблока по методу Miyake

Самым привлекательным аспектом системы Zirm я&зяется устройство для видеозаписи Synchronous Film Video Technique (рис. 158). которое позволяет наблюдать, оценивать и документировать синхронно и одновременно фронтальное изображение (спереди снаружи) и изображение ab. intemo (сзади изнутри), то есть действия внутри глаза, на уровне зон. никогда не попадающих в поле зрения хирурга, при помощи сложной технологии компьютерной обработки и сканирования видеоизображения в двойной перспективе (видеографика, оценка интраокулярной линзы с помощью компьютера, видеопреобразование данных в цифровую форму, синхронное считывание внутриглазного давления).

Два хирургических микроскопа подсоединяют к двум видеокамерам, при этом один микроскоп обращен в сторону другого; боковая система освещения, с источником света под углом около 45°, расположена так. чтобы обеспечить хорошую симуляцию красного рефлекса глазного дна так, чтобы никакие помехи не мешали коаксиальному оптическому направлению на видеокамеры; кроме того, система укомплектована устройстом видеомикширования (video mixer) и двумя мониторами.

Вся сложная система видеозаписи вместе с экспериментальной головой встроена в стол, обеспечивающий эргономичную деятельность хирурга.

Система SFVT хорошо сочетается с новой методикой обучения (так называемая методика High Communication Wetlab). которая предусматривает хирургическую ситуацию, сосредоточенную вокруг хирурга- инструктора, который оперирует и непосредственно общается (при помощи наушников) с хирургами-учениками через видео - и звуковую систему, контролируя на мониторе то, что различные продемонстрированные технические приемы были поняты и выполнены практически правильно (рис. 159 и 160).

Система Buratto

Сбор данных и оценка преимуществ и недостатков рахпнчных имеющихся в нашем распоряжении систем помогли нам разработать собственную оригинальную систему. цель которой - сохранить наиболее удачные характеристики системы Zirm. но сократить ее индивидуальные недостатки, такие, как высокая стоимость, необходимость иметь в распоряжении глаза отличного качества, свежие и неповрежденные, и долгое время на подготовку. Напомним, что для проведения однодневного курса обучения для двадцати участников с применением системы Zirm, часто необходимо иметь в распоряжении более ста глаз, большая часть которых должна быть подготовлена на день раньше, а после этого сохранена в холодильнике. Многие глазные яблоки будут затем отбракованы в связи с дефектами, вызванными плохой подготовкой.

В качестве первого шага мы постаратись избежать самой сложной и неприятной фазы, то есть процедуры разрезания, так как крепление глазного яблока не представляло для нас проблем, учитывая, что уже давно имеются подставки-держатели для глазных яблок с механическим креплением. на которые можно быстро монтировать экспериментапьные глаза и которые можно приспособить к различным размерам (различных глаз или глаз различных видов животных), точно регулируя в любой момент операции внутриглазное давление при помощи винтового механизма. Речь идет о том же самом устройстве, которое в свое время Lucio Buratto разработал вместе с искусственной передней камерой с целью обеспечить правильное расположение для выкраивания лоскутов и удаления хрусталиков при послойной хирургии роговицы (эпикератофакия, ке- ратомилез, послойная кератопластика), а также для того, чтобы предоставить в распоряжение подставку, подходящую для курсов по экспериментальной хирургии.

Рис. 155: Схема применения вязкоэластичного препарата и клея по методу Miyake

спонсором которых выступала фирма Opticon (рис. І61, 162).

В сотрудничестве с фирмой Zeiss и инженером Огсіѵоіо мы усовершенствовали эту модель так, чтобы иметь возможность выполнять три вида регулировки. Первая регулировка касается высоты, которая после регулировки путем скольжения блокируется специальным блокировочным винтом; возможность поднять и опустить верхнюю часть держателя глазных яблок облегчает симулирование условий операции на сильно выстояших. энофтальмиче- ских или глубоко посаженных глазах, учитывая явно выраженные анатомические выступы. Вторая регулировка выполняется при помощи пластмассового зажимного кольца, которое помогает заблокировать наклон верхней части держателя глазных яблок, подставка которого состоит из шара, вращающегося во всех направлениях. Это позволяет изменять условия операции, внося изменения в наклон операционного поля в зависимости от порядка проведения и удобства введения инструментов и хирургических манипуляций. Последнее пластмассовое зажимное кольцо подсоединяется к кольцу крепления из нержавеющей стали со спиралевидным устройством для ирригации, которое, при п о м о щ и м е ха н и зм а конце и тр и ч ес ко го вращения винта, позволяет регулировать внутриглазное давление (рис. 163).

Имеются в распоряжении кольца разных диаметров, которые можно приспособить к размерам глазных яблок различных видов животных.

Глазное яблоко, смонтированное в системе, вставляют в "голову", которая воспро-

Рис. 156: Подготовка экспериментального глазного яблока по методу Zirm.

изводит размеры и анатомические выступы лица человека, и подсоединяют к ре- зервуару для сбора и слива жидкости: в отличие от головы Zirm. в нашей голове предусмотрена возможность вставить экспериментальный глаз и в левую орбиту.

Для поддержания и даже улучшения красного рефлекса с глазногодна мы разработали два оригинальных способа, один из которых довольно прост и экономичен. а другой - более сложный и дорогостоящий.

Красный или розовый рефлекс с глазного дна - это красно-оранжевый окраска зрачкового отверстия с освещением сзади, которая при факоэмульсификаиии играет важнейшую роль дія улучшения визуализации зонулярно-хрусталиковых структур с соответствующими изменени-

Рис. 157: Симуляция лазерной операции.

ями, связанным с внутриглазными манипуляциями хирурга. В частности, красный рефлекс очень важен для оценки размера и симметричности разрыва капсулы, для точности выполнения манипуляций по диссекции и делинеации слоев хрусталика, с применением BSS или с вискоэла- стика (например, появление "золотого кольца" (golden ring), указывающею на то. что произошло разделение внутренней и периферической части ядра), а также для оценки глубины ультразвуковой обработки, количества и размещения хрусталиковых масс, контактов (кольцевой концентрический рефлекс белого цвета в точке прикосновения) и захвата пинцетом (рефлекс с радиусами, расходящимися от точки захвата) задней капсу- лы, диализа сумки, разрывов капсулы с выпадением стекловидного тела или без него, места крепления петель интраокулярной линзы и і и. Окрашивание зрачкового отверстия в красный цвет происходит в результате интеграции двух основных элементов глаза, которые отражают падающий свет путем транспупилляр-

Рис. 158: Схема системы SFVT (любезно предостав лена Zirm)

пою отражения: пигментация хориоидеи и наиболее глубоко расположенных слоев сетчатки и гемоглобина крови, циркулирующей в хорио-ретмнальных сосудах. Для его яркости требуются, однако, определенные параметры угла оптического хода лучей, а также целостность и абсолютная прозрачность преломляющих сред глаза (слезы или. в любом случае, поверхностных веществ прекорнеального слоя, роговицы, внутриглазной жидкости. хрусталика, стекловидного тела). Потеря гемодинамического элемента и прогрессивное помутнение преломляющих структур глазного яблока объясняют, как в стандартных условиях эксперимента красный рефлекс можно получить только при наличии очень свежего глазного яблока. что означает, крайне редко. Однако для улучшения условий работы мы имеем в распоряжении некоторые простые приемы. помогающие искусственно воспроизвести или улучшить рефлекс. В ОСНОВНОМ. речь идет о введении подкрашивающих. прогивосвертывающих и разжижающих средств.

По нашему мнению, наилучших результатов можно достичь при введении раствора родамина (краситель цвета красного лазера "dye-laser"), разведенного в соотношении I : 25. в полость стекловидного тела через зрительный нерв (рис. I64).

Рис. 159: Схема High Communications Wetlab (любезно предоставлена Zirm)

Рис. 160: Оборудованное рабочее место хирурга для экпериментальной хирургии

Аналогичные окрашивание можно получить путем введения флюоресцеина или смеси флюоресцеина и родамина, либо путем введения органического красителя DCM. секрет точной химической формулы последнего хранит фирма Meditec, но он отличается одним недостатком: он несмываем и оставляет несмываемые пятна на структурах подставки глазного яблока. Инъекция в центральную артерию сетчатки на разрезе зрительного нерва раствора гепарина и/или оксалата кальция ослабляет хроматический ответ тематического элемента, повышая яркость рефлекса.

Гематоксилин-эозин - это краситель для окраски волокон ресничной связки. Два красителя смешивают в одинаковых пропорциях (1:1) и наносят на 5 - 6 минут, после чего нужно нужно обильно сполоснуть; такая обработка очень хорошо окрашивает зонулярные волокна в синий цвет.

PAS (окраска перйодатом по SchifT) окрашивает в красный цвет основные мембраны.

Цвет радужной оболочки определяет тональность светового рефлекса, который дает хорошо видимый и блестящий рефлекс красно-оранжевого цвета, придающий эстетизм голубым глазам, рефлекс становится темным и коричневым в карих глазах и серо-зеленым в темных и сильно пигментированных глазах (рис. 165).

Введение в стекловидное тело подкрашивающих и/или разжижающих вешеств - это простой, эффективный и экономичный метод. Другая возможность усилить рефлекс требует большей технической подготовки и действует путем склеральной трансиллюминации. Существуют два варианта: первый - более сложный, разработанный вместе с фирмой Zeiss, иллюминация глазного дна обеспечивается источником света, подсоединенным к оптическому волокну, который, проходя снизу внутрь подставки для глазного яблока.

вступает в контакт с задним полюсом глазного яблока; при этом достигается прекрасный оптический и очень гибкий результат. гак как источник белого света можно регулировать по тональности и интенсивности; однако при этом есть один

ISI

Рис. 161: Подставка-держатель для глазного яблока (А) и искусственная передняя камера (В, С) Buratto. изготовленные фирмой Opticon.

Рис. 162 (A-F): Этапы установки глазного яблока в систему Buratto

недостаток - высокая стоимость оптичес- кого волокна. Тогда мы решили найти компромиссное решение, используя источник света в твердом состоянии с питанием непосредственно в подставках для глазных яблок. Источник - система светодиодов. которые в состоянии обеспечить, благодаря новейшей технологии, освещение с интенсивностью, регулируемой до

1.0 мкд. чего вполне достаточно для наших целей; при этом получаемый свет является монохроматичним светом красного цвета и он хорошо соответствует цвету освещаемой хориоидеи. Напряжение системы - 2.4 В. питание поступает от перезаряжаемых никель-кадмиевых (NiCd) батареек. что позволяет использовать систему в самое разное время, не подсоединяясь к сети подачи электроэнергии.