Биомеханический эффект кросс-линкинга коллагена роговицы (CXL) с рибофлавином и УФ-А зависит от кислорода

Цель: В попытке сократить продолжительность кросс-линкинга коллагена роговицы (CXL) с рибофлавином и ультрафиолетом А (УФ-А) в недавно модифицированных протоколах используют более короткое время облучения при большей плотности потока излучения, сохраняя постоянной общую подведённую энергию (закон взаимозаменяемости Бунзена—Роско). Хотя в определённом диапазоне такие изменения параметров могут приводить к сходным биологическим результатам, пределы применимости этого принципа неизвестны. Ограниченная способность роговицы к диффузии кислорода и её потенциальное влияние на эффективность CXL вызывают сомнения в эффективности CXL с высокой плотностью потока излучения, а также транcэпителиального CXL.

Методы: Роговицы свиней подвергали эпителий-сберегающему CXL при плотности потока излучения 9 мВт/см² в двух газовых средах: с обычным содержанием кислорода (21%) и в обогащённой гелием атмосфере с низким содержанием кислорода (<0,1%). Нелечёные роговицы служили контролем (n = 20 в каждой группе). Из роговиц изготавливали полоски шириной 5 мм, после чего биомеханическую жёсткость измеряли с помощью экстензометра.

Результаты: В роговицах, подвергнутых кросс-линкингу при нормальном содержании кислорода, отмечалось статистически значимое повышение биомеханической стабильности (14,36 МПа ± 2,69 стандартного отклонения). В роговицах, обработанных аналогичным образом в атмосфере с низким содержанием кислорода, модуль Юнга был сопоставим с таковым в нелечёных контрольных образцах (11,72 МПа ± 2,77 стандартного отклонения).

Выводы: Биомеханический эффект CXL, по-видимому, зависит от кислорода. Эта зависимость особенно важна при проведении CXL с высокой плотностью потока излучения и транcэпителиального CXL; для сохранения эффективности метода, вероятно, потребуется существенный пересмотр протоколов.

Практическая значимость: Выявленная зависимость эффективности CXL от кислорода ставит под сомнение результативность CXL с высокой плотностью потока излучения и транcэпителиального CXL. Оба метода были внедрены в клиническую офтальмологию без всесторонней валидации.