способ лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии

Формула изобретения

Способ лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии, отличающийся тем, что на предварительном этапе вокруг зрительного нерва имплантируют эластичный полимерный магнитный имплантат в форме полоски, который оставляют в месте его размещения постоянно, после завершения имплантации вводят мезенхимальные стволовые клетки (МСК) костного мозга пациента, меченные магнитными микрочастицами: выполняют витрэктомию, удаляют заднюю гиалоидную мембрану, проводят замену жидкости на газ, затем с помощью офтальмологического инструмента для нейротомии с одномоментной внутритканевой доставкой веществ в зрительный нерв с височной стороны диска зрительного нерва выполняют радиальную оптическую нейротомию, поворачивают инструмент вокруг своей оси на 25° и в образовавшийся канал через иглу 41G инструмента вводят 0,05 мл аутологичных культивированных МСК в количестве (0,5-1)·10⁷.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а точнее к офтальмологии, и может быть использовано для лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии.

Атрофия зрительного нерва (АЗН) является одной из самых распространенных и прогностически неблагоприятных поражений органа зрения, приводящих к значительному необратимому снижению зрительных функций. Данное заболевание является последствием весьма разнообразных патологических процессов: воспаления, дегенеративных изменений, отека, сдавления и повреждении ЗН. Различают приобретенную АЗН, которая возникает в результате повреждения зрительного нерва, и врожденную, генетически обусловленную. В основании патогенеза АЗН лежат два основных процесса: распад нервных волокон и заместительные процессы. Атрофированные нервные волокна впоследствии замещаются соединительной тканью. Наряду с этим происходит нарушение кровообращения зрительного нерва - запустевают капилляры, питающие пораженные участки. В результате этих изменений атрофия приводит к истончению зрительного нерва. Состояние зрительных функций при этом зависит как от локализации, так и от интенсивности склеротического процесса.

В настоящее время наибольшее распространение в лечении АЗН имеет комплексный подход, включающий проведение медикаментозной терапии в комбинации с методом чрескожной электростимуляции зрительного нерва (Шандурина А.Н. Клинико-физиологические основы нового способа восстановления зрения путем прямых электростимуляций пораженных зрительных нервов. Автореф. дис д-ра мед. наук - Л., 1985; Шигина Н.А. Клинический анализ результатов лечения пациентов с атрофией зрительного нерва. Глаукома. - 2002 - № 1. С.28-34). Недостатками данной комплексной системы являются: чрезмерная фармакологическая нагрузка на организм и возможность побочных реакций, недостаточный функциональный эффект и недостаточная длительность его сохранения: улучшение зрительных функций - в 64-70,3% случаев, стабилизация результатов лишь на 3-4 месяца.

Одним из перспективных методов лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии может явиться применение мезенхимальных стволовых клеток (МСК), однако такие методы еще недостаточно разработаны.

Стволовые клетки обладают рядом существенных достоинств: могут обеспечивать регенерацию поврежденных участков через продукцию различных факторов роста и ключевых метаболитов; способны разворачивать программы пролиферации и дифференцировки, восполняя тем самым недостаток активно работающих клеток. В офтальмологии терапевтический потенциал стволовых клеток изучался на животных (Lund et al. Subretinal transplantation of genetically modified human cell lines attenuates loss of visual function in dystrophic rats // PNAS. - 2001. - V.98. - N.17. P.9942-9947; Rander et al. Light-driven retinal ganglion cell responses in blind rd mice after neuronal transplantation // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2001. - V.42. - P.1057-1065; Woch et al., 2001; Sagdullaev et al. Retinal transplantation-induced recovery of retinotectal visual function in rodent model of retinitis pigmentosa // Invest. Ophthal. Vis. Sci - 2003. - V.44. - P.1686-1695).

Хотя стволовые клетки взрослого организма обладают более ограниченным потенциалом дифференцировки, чем эмбриональные стволовые клетки, получаемые при культивировании клеток бластоцисты, их применение более безопасно. Кроме того, с точки зрения этики они являются более приемлемым для клинического использования материалом.

Существенной проблемой клеточной терапии является направленная доставка стволовых клеток к патологическому очагу и удержание их в нем в течение времени, необходимого для достижения лечебного эффекта.

Задачей изобретения является повышение эффективности лечения атрофии зрительного нерва различной этиологии.

Техническим результатом является улучшение или стойкая стабилизация зрительных функций. Технический результат достигается за счет того, что:

1. Проведение радиальной оптической нейротомии (РОН) с височной стороны диска зрительного нерва создает депо для адресной доставки МСК в зрительный нерв, а также способствует улучшению объемной скорости кровотока в зрительном нерве в результате рассечения ламинарной пластинки и расширения склерального канала, возникновения хориоретинальных анастомозов в послеоперационном периоде;

2. Введение аутологичных культивированных МСК костного мозга пациента в канал РОН сопровождается их избирательной адгезией в данной области, что способствует активации репаративных процессов за счет приживления трансплантированных стволовых клеток в поврежденных участках с последующим размножением и дифференцировкой как трансплантированных, так и резидентных стволовых клеток. Возможность подобных процессов для эмбриональных стволовых клеток и для стволовых клеток взрослого организма показана в экспериментах на животных (Lamba D.A., Karl М.О., Ware С.В., Reh Т.А. Efficient generation of retinal progenitor cells from human embryonic stem cells // PNAS, 2006, v.103, n.34, pp.12769-12774. Meyer J.S., Katz M.L., Maruniak J.A., Kirk M.D. Embrionic stem cell-derived neural progenitors incorporate into degenerating retina and enhance survival of host photoreceptora // Stem Cells, 2006, v.24, n.2, pp.274-283. Fiedlander M. Fibosis and diseases of the eye // J. Clin. Invest., 2007, v.117, n.3, pp.576-586), хотя многие из механизмов реализации терапевтического эффекта изучены не до конца.

3. Используют МСК, меченные магнитными микрочастицами, в комбинации с имплантацией вокруг зрительного нерва эластичного полимерного магнитного имплантата с осесимметричным радиальным или осесимметричным аксиальным знакопеременным постоянным магнитным полем с индукцией 3 мТл, что обеспечивает удержание и равномерное распределение МСК в патологическом очаге в течение времени, необходимого для достижения лечебного эффекта, за счет взаимодействия магнитных полей микрочастиц и магнитного материала.

4. Размещение магнитного имплантата вокруг зрительного нерва позволяет улучшить микроциркуляцию и трофику тканей.

5. Магнито-ориентационное воздействие постоянного магнитного поля (Белый Ю.А., Терещенко А.В., Хорошилова-Маслова И.П. и др. Экспериментальное обоснование применения полимерных эластичных магнитных имплантатов в хирургическом лечении центральных хориоретинальных дистрофий // Офтальмохирургия. - 2003. - № 2. - С.10-13.) имплантата способствует упорядочению и восстановлению нарушенных межклеточных взаимодействий.

Заявленный технический результат может быть получен только при использовании всей совокупности приемов предложенного нами способа.

Способ осуществляют следующим образом.

На предварительном этапе вокруг зрительного нерва имплантируют эластичный полимерный магнитный имплантат в форме полоски толщиной 0,5 мм, шириной 3 мм и длиной, достаточной для охватывания зрительного нерва, задних коротких цилиарных артерий и части ретробульбарной клетчатки, из эластичного биоустойчивого винилового полимера с равномерно распределенными в нем порошкообразными частицами постоянного магнитного материала системы самарий-кобальт с осесимметричным радиальным или осесимметричным аксиальным знакопеременным постоянным магнитным полем с индукцией 3 мТл. Для этого в нижне-внутреннем квадранте, отступя от лимба 5 мм, выполняют разрез конъюнктивы и теноновой оболочки на протяжении 8 мм. Тупым путем формируют тоннель к заднему полюсу глаза, выделяют нижнюю прямую и внутреннюю прямую мышцы, берут их на швы-держалки и отводят глазное яблоко вверх-наружу. Затем с помощью лопаточки отводят конъюнктиву вниз-внутрь. С помощью специального шпателя-крючка в ранее сформированный тоннель протаскивают и размещают вокруг зрительного нерва эластичный полимерный магнитный имплантат так, чтобы он охватывал зрительный нерв, задние короткие цилиарные артерии и часть ретробульбарной клетчатки. Концы полоски магнитного имплантата сшивают между собой встык двумя узловыми швами через заранее выполненные на концах полоски отверстия. Имплантацию заканчивают наложением обвивного непрерывного кетгутового шва на конъюнктиву. Магнитный имплантат оставляют в месте его размещения постоянно.

После завершения имплантации переходят к введению МСК, меченных магнитными микрочастицами.

МСК выращивают в культуре клеток костного мозга, взятых у пациента во время диагностической пункции из грудины или подвздошной кости (объем - 0,5-1,0 мл). Выращивание культуры проводят в специальном боксе для клеточных культур с использованием следующего оборудования - центрифуга с одноразовыми стерильными центрифужными пробирками на 50 мл, термостат воздушный, ламинарный бокс, инвертированный и обычный микроскопы, автоматические пипетки, баллоны с углекислым газом и воздухом, камеры Горяева для подсчета концентрации клеток. Для культивирования клеток исходного костного мозга используют стерильные одноразовые пластиковые культуральные флаконы с площадью дна в 25 и 150 см². При размножении МСК используют следующие среды и растворы: среда RPMI-1640, среда 199, антибиотики: пенициллин, амфотерицин, - раствор L-глютамина, эмбриональная телячья сыворотка. За 12-14 последовательных удвоений (в течение 25-30 суток) из исходного количества недифференцированных МСК, содержащихся в полученном пунктате костного мозга пациента и составляющем примерно 10³ клеток, продуцируется примерно (1-2)×10⁷ МСК, необходимых для проведения успешной трансплантации стволовых клеток. Это количество клеток путем центрифугирования и четырехкратной отмывки освобожденное от культуральной среды взвешивается в 0,1 мл стерильного физиологического раствора и передается в операционную для введения пациенту - донору исходного костного мозга.

Метку МСК магнитными микрочастицами ( 0,96 мкм) выполняют известным способом, например, как описано в: [Кониева А.А., Холоденко И.В., Шрагина О.А. и др. Функциональная оценка мезенхимальных стволовых клеток, меченных магнитными микрочастицами, in vitro и анализ их распределения в организме после трансплантации // Клеточные технологии в биологии и медицине. - 2010. - № 3. - С.147-152]. По достижении 80-90% конфлюентности к культуре МСК добавляют суспензию магнитных частиц. Клетки инкубируют с частицами 24 ч в CO2-инкубаторе. После инкубации культуральную среду меняют. Эффективность мечения МСК магнитными частицами по данной технологии составляет порядка 90%.

Для введения МСК в структуру зрительного нерва используют специальный инструмент, например, офтальмологический инструмент для нейротомии с одномоментной внутритканевой доставкой веществ в зрительный нерв. Данный инструмент содержит нож для нейротомии в виде пластины шириной 0,6-0,9 мм и толщиной 0,2-0,4 мм с двумя режущими кромками: горизонтальной длиной 0,25-0,35 мм и расположенной под углом 30-50° к продольной оси ножа, - который выполнен на конце канюли 23 G, а в канале канюли 23 G расположена игла 41 G, выходящая концом на горизонтальную режущую кромку ножа.

Для введения МСК в структуру зрительного нерва вначале выполняют витрэктомию по стандартной методике, удаляют заднюю гиалоидную мембрану, проводят замену жидкости на газ. Затем с помощью офтальмологического инструмента для нейротомии с одномоментной внутритканевой доставкой веществ в зрительный нерв с височной стороны диска зрительного нерва выполняют радиальную оптическую нейротомию, поворачивают инструмент вокруг своей оси на 25° и в образовавшийся канал через иглу 41G инструмента вводят 0,05 мл аутологичных культивированных МСК костного мозга пациента. Инструмент удаляют. Операцию заканчивают наложением швов на склеротомии.

Изобретение поясняется следующими данными.

Пример 1. Пациент О., 32 года. Диагноз: OD - атрофия зрительного нерва компрессионного генеза. Состояние после контузии тяжелой степени.

Из анамнеза: 6 месяцев назад бытовая травма. Лечился в стационаре по месту жительства с диагнозом: OD - Контузия глазного яблока тяжелой степени. Ретро-парабульбарная гематома. Парез отводящего нерва. Разрыв сосудистой оболочки. Сопутствующий диагноз: Сотрясение головного мозга слабой степени.

После неоднократно проведенных курсов консервативного лечения острота зрения 0,08 нк. Грубые нарушения по данным ЭЛ и ПЭЧ. Периметрия - не видит точки фиксации. ВГД 17 мм рт.ст.

Пациент пролечен по предложенному способу.

Острота зрения через 12 месяцев после лечения 0,2 нк. Периметрия - сужение поле зрения до точки фиксации. Фовеальная чувствительность 15 Дб. Незначительное улучшение по данным ЭЛ и ПЭЧ.

Пример 2. Пациент Е., 77 лет. Диагноз: OS - оперированная открытоугольная глаукома, III А. Глаукоматозная оптическая нейропатия (ГОН). Острота зрения 0,05. Поле зрения концентрически сужено до центра. ВГД 18 мм рт.ст. Неоднократно проведенные курсы консервативного лечения ГОН результатов не дали.

Пациент пролечен по предложенному способу.

Острота зрения через 12 месяцев после лечения 0,125. Отмечено расширение границ поля зрения на 10 градусов с назальной стороны.

Полученные результаты во всех случаях оставались стабильными на протяжении периода наблюдения. Срок наблюдения составил от 12 до 24 месяцев.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает улучшение или стойкую стабилизацию зрительных функций.