Орбитальный имплантат из пористого политетрафторэтилена

Изобретение относится к медицине, а именно к имплантируемым в глаз элементам. Орбитальный имплантат выполнен из пористого политетрафторэтилена, имеющего структуру в виде элементов полимера и элементов пространства пустот с соединением указанных элементов в трехмерную сеть, имеющую объемную долю пространства пустот 41-55%, удельную поверхность пространства пустот 0,1-0,3 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме 50-100 мкм, среднюю объемную хорду 12-38 мкм. Орбитальный имплантат может быть выполнен в форме шара или скругленной пирамиды. Тем самым достигается надежная интеграция орбитального имплантата с соединительной тканью глаза. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к медицине и, в частности, к имплантируемым в глаз элементам. Оно может найти применение в офтальмохирургии при устранении косметических недостатков пациентов с анофтальмическим синдромом для достижения лицевой симметрии.

Анофтальмический синдром- это комплекс косметических недостатков, вызванный отсутствием в орбите глазного яблока. Основным этапом лечения анофтальмического синдрома является создание постэнуклеационной культи путем введения в полость глазницы орбитального имплантата. В толщу орбитального имплантата затем вставляется ножка, максимально полно передающая движение культи на косметический протез. В результате протез глаза движется синхронно с живым глазом пациента.

Известен орбитальный имплантат из гидроксипатита, получаемого путем гидротермальной обработки скелета морских рифообразующих кораллов Porites. Пространственная структура и химический состав такого материала практически ничем не отличаются от костной ткани человека: он имеет лабиринтно-арочную сеть сообщающихся пор диаметром 150-500 мкм, сходную с системой гаверсовых каналов компактной кости человека. При имплантации природный гидроксипатит быстро прорастает фиброваскулярной тканью на всю толщу имплантата [Shields C.L. et al. Amer.J.Ophtalmol., 1991, v 111, №3, р.363-366]. Из кораллового гидроксипатита выпускаются орбитальные имплантаты «Bio-Eye» американской фирмы Integrated Orbital Implants Inc. [см. копию проспекта], которые успешно используются при первичной, отсроченной и вторичной имплантации, в том числе в педиатрической практике.

Однако из-за каменистой плотности гидроксипатита невозможна шовная фиксация экстраокулярных мышц непосредственно к имплантату; по той же причине материал не поддается ручной обработке, и имплантат нельзя подогнать по месту, если это необходимо. Поверхность имплантата шероховатая, что травмирует окружающие ткани и затрудняет погружение его в тенонову капсулу. Из-за шероховатости имплантат обязательно должен быть обернут каким-либо материалом, например донорской склерой, твердой мозговой оболочкой, ацеллюлярным дермальным аллотрансплантатом и др. Для того чтобы оболочка не препятствовала васкуляризации, в ней приходится вырезать четыре окошка размером 3×6 мм в 6-7 мм от переднего полюса имплантата, и каждая из прямых мышц пришивается к переднему краю отверстия для контакта их с имплантатом [Nunnery W.R., Chen W.P. Enucleation and evisceration. Principles and practice of ophthalmic plastic and reconstructive surgery. Ed. By S.Bopsniak. Philadelphia: Saunders, 1996, v.2, p. 1035-1045]. Все это усложняет использование имплантатов из кораллового гидроксиапатита; существенным недостатком является также его высокая цена, которая только увеличивается из-за необходимости приобретения также весьма дорогих аллотрансплантатов.

Также известен орбитальный имплантат из пористого полиэтилена высокой плотности. Полиэтилен достаточно химически и биологически инертен, он легко поддается переработке методами экструзии, инжекционного формования и др. Пористый полиэтилен имеет систему открытых взаимосвязанных пор диаметром 100-500 мкм и общей пористостью около 50% [Duffy M., Biesman В. Ophtalmol. Times, 2000, v.25, №7, p. 18-19]. Не менее 85% пор имеют диаметр свыше 150 мкм, что обеспечивает беспрепятственное врастание фиброваскулярной ткани и сосудов в полимер [Rubin P.A. et al. Ophtalmology, 1994, v. 101, №10, p. 1697-1708]. При имплантации в мягкие ткани пористый полиэтилен вызывает менее выраженное перифокальное раздражение, чем гидроксипатит; он довольно легко поддается ручной обработке и допускает шовную фиксацию мышц непосредственно к имплантату после нагревания полимера в горячей воде и при условии использования режущих игл.

Орбитальный имплантат из пористого полиэтилена не прорастает соединительной тканью полностью. Глубина прорастания через 3-6 месяцев после операции составляет 6 мм [Karesh J.W., Dresner S.C. Ophtalmology, 1994, v. 101, №10, p. 1688-1695], что достаточно для биоинтеграции имплантата с орбитальными тканями.

Сферические и конические (в форме скругленной пирамиды) орбитальные имплантаты из пористого полиэтилена выпускаются фирмой Porex Surgical, США, под торговой маркой Medpor [см. копию проспекта]. Орбитальные имплантаты из пористого полиэтилена могут быть использованы без оболочки, они дешевле, чем имплантаты из гидроксипатита, и могут быть использованы в разнообразных клинических ситуациях.

Недостатками имплантата из пористого полиэтилена являются низкая термостойкость полимера, затрудняющая стерилизацию имплантата, а также адсорбция на поверхности полиэтилена некоторых биологически активных веществ и жиров, т.е. недостаточная биологическая инертность.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому имплантату является орбитальный имплантат из пористого политетрафторэтилена с неуказанной структурой, который имплантировали в эксперименте в глаз кроликам [Dei Cas R.et al. Ophtal. Plast. Reconstr. Surgery, 1998, v. 14, №6, p. 425-431]. Политетрафторэтилен отличается высокой химической и биологической инертностью, а также высокой термостойкостью, выдерживая нагрев выше 250°С. За шестинедельный послеоперационный период не было зафиксировано ни одной инфекции, обнажения или отторжения имплантата, но авторы отмечают как острую, так и хроническую воспалительную реакцию разной степени выраженности вокруг вживленного шарика. Кроме того, гистологические исследования, выполненные в конце эксперимента, показали врастание за шесть недель соединительной ткани и сосудов на глубину только 0,5 мм (500 мкм), что недостаточно для достижения биоинтеграции с окружающими тканями и формирования постэнуклеационной культи.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является надежная интеграция орбитального имплантата с окружающими тканями, позволяющая обеспечить васкуляризацию имплантата, достаточную для формирования постэнуклеационной культи.

Указанный технический результат достигается тем, что орбитальный имплантат, выполненный из пористого политетрафторэтилена (ПТФЭ), получен формованием порошка фракции 0,05-2,00 мм термостатированного суспензионного ПТФЭ при температуре 380±10°С и имеет структуру в виде элементов полимера и элементов пространства пустот с соединением указанных элементов в трехмерную сеть, имеющую объемную долю пространства пустот 41-55%, удельную поверхность пространства пустот 0,1-0,3 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме 50-100 мкм и среднюю объемную хорду 12-38 мкм.

Орбитальный имплантат выполнен в форме шара или в форме скругленной пирамиды. Заявляемый имплантат получен нами следующим образом.

Суспензионный ПТФЭ, например, марки Ф-4 (ГОСТ 10007-80) в виде порошка термически обрабатывают при температуре 380±10°С и дополнительно измельчают в дробилке. Порошок рассеивают на ситах, отбирая фракцию 0,05-2,00 мм. Из отобранной фракции формуют заготовку в пресс-форме с двумя пуансонами, верхним и нижним, имеющими полусферические поверхности. Для каждого размера шарика или скругленной пирамиды подбирается навеска порошка ПТФЭ. Для формования имплантата в форме скругленной пирамиды нижний пуансон пресс-формы имеет коническое углубление, а верхний пуансон имеет углубление в форме основания скругленной пирамиды. Заготовки спекают при температуре 380±10°С в течение 5-6 часов в свободном состоянии.

Стереологические (объемные) параметры заявляемого имплантата определены по известной методике [Пантелеев В.Г., Рамм К.С. Неорганические материалы, 1986, т.22, №12, с. 1941-1951; Автангилов Г.Г. и др. Системная стереометрия в изучении патологического процесса. М., Медицина, 1981; Чернявский К.С. Стереология в металловедении. М., Металлургия, 1977].

На фиг.1-2 представлены микрофотографии структуры орбитального имплантата. Отчетливо видна трехмерная сеть, образованная пространством пустот, и узлы полимерной матрицы.

Вид орбитальных имплантатов представлен на фиг.3 и 4. В зависимости от размера орбиты больного имплантат может быть выполнен в виде шара (фиг.3) диаметром 14, 16, 18, 20, 22 мм. Имплантат в виде скругленной пирамиды (фиг.4) может иметь объем 1430-5572 мм³ (1,4-5,6 см³). Радиус кривизны основания скругленной пирамиды 7-11 мм. На боковых гранях скругленной пирамиды могут быть выполнены канавки шириной 3-5 мм, в которые при имплантации укладываются прямые глазодвигательные мышцы.

Реакции на постоянное пребывание заявляемого имплантата в орбитальных тканях исследовались на кроликах (всего 84 имплантации). Энуклеация выполнялась по общепринятой методике с соблюдением всех правил асептики и антисептики. Орбитальные имплантаты помещались в теноново пространство. Над имплантатом сшивалась только конъюнктива. В послеоперационном периоде незначительная воспалительная реакция наблюдалась не более 3 суток. В отдаленном постоперационном периоде воспалительные реакции не отмечены.

Гистологические использования имплантатов выполнялись через 1,2 недели, 1, 3 и 6 месяцев после имплантации. Результаты гистологических исследований представлены на фиг.5 (а-г).

На фиг.5а - гистологический срез, сделанный через 7 суток, демонстрирует отсутствие капсулообразования имплантата, а также макрофагальной и гигантоклеточной реакции внутри пространства пустот. Все это свидетельствует о незначительности воспалительной реакции в ответ на имплантацию.

На фиг.5б видна тонкая капсула вокруг имплантата. Незначительная толщина капсулы демонстрирует тканевую совместимость имплантата.

На фиг.5в представлен гистологический срез, сделанный через 2 недели, который демонстрирует васкуляризацию имплантата, то есть появление новообразованных кровеносных сосудов в толще имплантата.

На фиг.5г представлен гистологический срез, сделанный через 3 месяца, на котором внутри новообразованного кровеносного сосуда видны эритроциты, то есть в новообразованных сосудах происходит кровоток.

Глубина врастания тканей через 3 месяца после имплантации во всех опытах составила от 3000 до 4000 мкм (3-4 мм), что достаточно для надежного сращения имплантата с окружающими тканями и формирования постоперационной культи. В последующие сроки наблюдения глубина врастания не изменилась, то есть процесс интеграции заявляемого имплантата завершается за три месяца, после чего возможно дальнейшее протезирование.

Заявляемый имплантат хорошо поддается механической обработке и легко прокалывается хирургической иглой. Он имеет гладкую поверхность, не травмирующую ткани орбиты.

Заявляемый имплантат в виде шариков был имплантирован более чем 200 больным с анофтальмическим синдромом во 2-й больнице г.Санкт-Петербурга. За три года наблюдения не наблюдалось ни одного случая отторжения имплантата.

1. Орбитальный имплантат, выполненный из пористого политетрафторэтилена, отличающийся тем, что пористый политетрафторэтилен получен формованием порошка фракции 0,05-2,00 мм термостатированного политетрафторэтилена при температуре 380±10°С и имеет структуру в виде элементов полимера и элементов пространства пустот с соединением указанных элементов в трехмерную сеть, имеющую объемную долю пространства пустот 41-55%, удельную поверхность пространства пустот 0,1-0,3 мкм²/мкм³, среднее расстояние между пустотами в объеме 50-100 мкм, среднюю объемную хорду 12-38 мкм.

2. Орбитальный имплантат по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в форме шара.

3. Орбитальный имплантат по п.1, отличающийся тем, что он выполнен в форме скругленной пирамиды, на боковых сторонах которой выполнены канавки шириной 3-5 мм.