Абстракт
Терапевтическая парадигма вискохирургии состоит в использовании вязкоупругих растворов или вязкоупругих гелей, чтобы защищать чувствительные ткани от механического повреждения, создавать и поддерживать пространство для хирургических процедур и использовать их как "мягкие" инструменты, чтобы управлять тканями во время хирургии. Первый вискохирургический "инструмент", сделанный из очищенного гиалуронана, названный противовоспалительная фракция Na-гиалуронана (ПВФ- NaГК), развитая в конце 1960-ых, была проверена на приматах и позже использовалась в человеческих глазах. Эти ранние клинические и неклинические исследования показали, что чрезвычайно вязкоупругий раствор может использоваться, чтобы пододвинуть сетчатку обратно во время относящейся к отделению сетчатки глаза хирургии и помог держать сетчатку в ее снова прикрепленном положении после хирургии. Раствор гиалуронана, как также было показано, защищал эндотелий рогового слоя от механического повреждения во время роговичной трансплантации. Защита этого единственного слоя клетки эндотелия важна, потому что эти клетки не восстанавливаются у взрослых, и их насосная функция воды является существенной для поддержания прозрачности роговой оболочки. Вискохирургия стала широко используемой в начале 1980-ых, когда первый терапевтический продукт, сделанный из ПВФ- NaГК, стал доступным во всем мире для глазных хирургов. Его главное использование сегодня находит отражение в процедурах, когда катарактная линза удаляется и заменяется пластмассовой линзой, это процедура, которая революционировала с появлением вискохирургии. Гилан В гель использовался в относящейся к сетчатке глаза хирургии отделения, чтобы пододвинуть отдельную сетчатку обратно и держать её снова прикрепленной в клинических исследованиях. Гилан В гель также использовался в исследованиях приматов и в экспериментальных человеческих исследованиях после хирургии глаукомы, чтобы поддержать хирургическим путем сформированные каналы оттока. Применение вискохирургии в ортопедии были проверены клинически в артроскопии, используя растворы гилана, чтобы защитить поверхность хряща от механического повреждения инструментами.
Определение
Вискохирургия: вязкоупругие растворы, которые облегчают хирургические процедуры, как хирургические инструменты или имплантанты для того, чтобы защитить, управлять и отделить тонкие ткани.
Исторический обзор
1958 - 1968: Появилась концепция использования вязкоупругих растворов ГК высокой средней молекулярной массы в следующем сегменте как ретинальный внутренний тампон и замена стекловидного тела, введенная и проверенная у приматов.
1968 - 1971: Biotrics, Inc. (Arlington, Массачусетс, США), развивал технологию очистки ГК высокой молекулярной массы (2-3 миллиона) из человеческой пуповины и гребешков петуха и определил это, как противовоспалительную фракцию Na-гиалуронана (ПВФ- NaГК), которая была позже запатентована.
1970 – 1972: Первые публикации по преклиническим и клиническим исследованиям, используя растворы вязкоупругого гиалуронана (ПВФ- NaГК). В этих публикациях было описано и установлено его использование, чтобы облегчить прикрепление сетчатки и защитить эндотелий рогового слоя и предотвратить постхирургическое прилипание после роговичной трансплантации.
1972 – 1976: Biotrics, Inc. зарегистрировал название Healon®, как торговую марку для их первого, чрезвычайно очищенного гиалуронана (ПВФ- NaГК) и лицензировал это для Pharmacia AB (Упсала, Швеция) для производства и международных прав распределения для лечения артрита у животных и людей и для глазной хирургии.
1979: Поступили сообщения об использовании Healon® для защиты роговичного эндотелия во время внутриглазного внедрения линзы в пациентов после хирургии потока. Термин "вискохирургия" ввел E.A. Балаж.
1980: Препарат Healon® для вискохирургии введен компанией Pharmacia AB для общего маркетинга в американском Обществе Внутриглазной Имплантации в Лос-Анджелесе, Калифорния. В течение следующих лет Healon® стал доступным в большинстве стран мира. Это - первое коммерческое использование гиалуронана как терапевтического средства для людей.
1980 - 1982: Использование вязкоэластичных растворов ГК высокой молекулярной массы (> 3 миллиона) (Healon®) как вискохирургического инструмента, чтобы защитить и управлять тканями и создать тканевое пространство в хирургических процедурах, установлено в исследованиях на животных и в клинической практике. Первая международная встреча по использованию Healon® в хирургии глаза проведена в Германии.
1983: Была представлена первая комбинация вискохирургических продуктов, сделанных из 4 % хондроитин-сульфата (МВ 25 000) и 3 % гиалуронана (средний МВ 0.5 миллиона), получившая название Viscoat®.
1989: Первое использование Healon®, которое способствовало исцелению хронической перфорации барабанной перепонки в ухе.
1992: Использование Healon® как вискохирургического инструмента, чтобы облегчить вставку внутренних электродов уха в поле улитки хирургически.
1992 - 1996: Большое разнообразие вискоэластики, сделанной главным образом из гиалуронана, доступно для глазной вискохирургии. Эти препараты имеют широкий спектр реологических свойств. Быстрое развитие новых хирургических процедур для извлечения линзы и внутриглазного пластмассового внедрения линзы часто требует использования двух вискоэластичных препаратов с различными реологическими свойствами во время хирургии. Введены понятия "связанной" и "дисперсионной" вискоэластичности. Сегодня, есть много растворов гиалуронана на рынке глазной вискохирургии. Они содержат ПВФ- NaГК различных средних молекулярных масс (МВ от 0.5 до > 4, в миллионах) и различных концентраций (1-2.3 %). Следовательно, реологические свойства (эластичность и вязкость) этих жидкостей изменяются значительно. Один из прпаратов, в дополнение к ГК низкой средней молекулярной массы, также содержит хондроитин-сульфат (Viscoat®).
Таблица 1. Сдвиг вязкости и псевдопластичность некоторых главных вискоэластичных препаратов
* Нулевой сдвиг вязкости в физиологических буферных растворах зависит от средней молекулярной массы и концентрации гиалуронана.
** Определено как фактор, математический показатель сдвига вязкости в 0.l сек-1 и 100 сек-1
Реологические свойства вискоэластики
Вязкоэластичность растворов гиалуронана зависит от средней молекулярной массы и концентрации молекул, растворенных в физиологических буферных растворах. Большая концентрация и более высокая молекулярная масса приводят к растворам с большей вязкостью и эластичностью. Молекулярные взаимодействия и присутствие глюкозаминогликанов низкой молекулярной массы могут также влиять на псевдопластичность и эластичность раствора, вязкоупругие свойства также очень зависят от сдвига нормы или частоты, при которой это измерено (Рис. 1 & 2). У полисахаридов низкой молекулярной массы, как хондроитин-сульфат (МВ 25 000) при относительно большой концентрации (3 % или больше) низкая вязкость, и они также показывают «негибкость». Когда эти "липкие" растворы смешаны с вязким раствором ГК низкой молекулярной массы (средний МВ <0.5 миллиона), наблюдаются новые свойства в поведении раствора. Такие растворы смешиваются, рассеиваются и, в конечном счете, распадаются в воде, но медленнее, чем предсказали бы их вязкоупругие свойства. Поэтому продукты, сделанные из таких растворов, называются «рассеивающими». Такой продукт доступен для вискохирургии, как смесь хондроитин-сульфата (4 %) и гиалуронана (3 %) под торговой маркой Viscoat®. Напротив, растворы, сделанные из ГК высокой и очень высокой молекулярной массы при высоком сдвиге ведут себя как упругие тела, и поэтому их называют «склеивающими». Эти продукты не будут легко рассеивать при высоком сдвиге.
Иллюстрация 1. Зависимость сдвига вязкости растворов гиалуронана при постоянной концентрации (10 мг/мл) и переменной средней относительной молекулярной массе.
Иллюстрация 2. Зависимость сдвига вязкости растворов гиалуронана при постоянной молекулярной массе (4.3 x 106) и переменной концентрации.
