Экспериментальное исследование применения радиационной сшивки для модификации аналога донорской роговицы in vitro

Abstract

Актуальность. В связи с острой нехваткой донорского материала для кератопластики, исследования, направленные на разработку аналогов донорской роговицы, становятся очень востребованными. На сегодняшний день наиболее перспективным является материал полученный May Griffith и соавторами (2009). Однако этот материал не обладает необходимой механической прочностью, достаточной для проведения шовной фиксации. Цель. Исследовать возможность применения радиационной сшивки для улучшения механических свойств аналога донорской роговицы в виде химически сшитого коллагена. Материал и методы. Аналог донорской роговицы изготавливался путем химической сшивки и создания взаимопроникающей сети из коллагена первого типа по методике Liu W., et al. (2009) в виде пластинки толщиной 300 микрон. Материал был фрагментирован на 3 образца размером 10х10 миллиметров. Каждый образец был облучен электронами с энергией 1 МэВ дозами: 10; 20 и 50 Мрад. Облучение проводилось на резонансном ускорителе электронов “Аргус”. Механические свойства материала оценивались путем определения упругости, пластичности, вязкости при деформациях (сжатие, растяжение, изгиб), а также с помощью наложения фиксирующих единичных узловых швов. Также было проведено микробиологическое исследование посева с облученного материала. Результаты. После облучения максимальной дозой (50 Мрад) изначально плоская пластина исследуемого материала визуально деформировалась. Это может быть результатом возникновения сильных внутренних механических напряжений вследствие облучения. При меньших дозах деформаций нет. После всех примененных доз облучения образцы сохраняли прозрачность. При микробиологическом исследовании все образцы оказались стерильными. После радиационного воздействия отмечалось сильное увеличение твердости, сопровождаемое снижением пластичности и вязкости материала. По–видимому, это является результатом радиационной сшивки молекул коллагена. При приложении механической нагрузки хирургической иглой материал всех трёх образцов крошился. Попытки наложения единичных швов оказались безуспешными из–за растрескивания материала под воздействием иглы. Выводы. Электронное облучение аналога донорской роговицы глаза в виде химически сшитого коллагена является эффективным средством увеличения его твердости. Достижение практически важной для наложения хирургических швов твердости данного материала возможно при дозах радиации меньше 10 Мрад. Целесообразно продолжение работ с целью подбора необходимых доз облучения для повышения требуемой степени твердости.