Конструктивні рішення для попередження розвитку вторинної катаракти після імплантації інтраокулярних лінз
| dc.contributor.author | Поліщук, О. С. | |
| dc.contributor.author | Козяр, В. В. | |
| dc.date.accessioned | 2020-04-16T16:24:38Z | |
| dc.date.available | 2020-04-16T16:24:38Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description.abstracten | Background. The development of secondary cataract after implantation of an intraocular lens (IOL) as a result of migration and reproduction of residual epithelial cells after phacoemulsification occurs in 45–78% of patients. The currently used IOL models do not adequately protect the posterior part of the lens capsule and the front surface of the lens from the deposition of epithelial cells on them. Objective. The aims of the paper are as follows: (1) modeling the process of development of secondary cataract due to proliferation, migration and metaplasia of residual epithelial cells (E-LEC); (2) evaluation of existing technical solutions to combat clouding of the lens capsule (CLC), secondary cataract, after implantation of IOL; (3) development of original technical approach to solving the problem of CLC with next modeling; (4) conducting an experiment to study the movement of a dye solution in an extracted pig's eye lens, implanted with a "Support OP" lens based on the data obtained during simulation. Methods. To model the migration of epithelial cells, the COMSOL Multiphysics 5.4 software environment and the Fluid flow library were used. For computer analysis, IOL of our own design and the lens of an American company were taken. During the simulation, it was taken into account that cells of a polygonal or oval shape have sizes from 48 to 142 μm and a constant propagation velocity of 10-4 m/s. The main attention was paid to the spread of epithelial cells not only towards the posterior wall of the lens capsule, but also to the front surface of the lens itself. After carrying out computer modeling, the results of which have been repeatedly confirmed, an experiment was carried out in which a capsule bag of a pig's eye lens was implanted with an implanted IOL of its own design. An aqueous dye solution, applied under a pressure not exceeding the penetration strength of the lens capsule, imitated the movement of epithelial cells. The study was conducted in compliance with the ARRIVE guidelines. Results. The simulation showed that the use of the IOL sharp edge design just partially protects the back wall of the capsule from the growth of epithelial cells (E-cells) on it, despite the fact that the lens is made of hydrophobic acrylic. This IOL doesn’t tightly contact with the back wall of the capsule and therefore the migration of lens epithelial cells in this direction is possible. The front of the lens also remains vulnerable to fibrous hyperplasia, which leads not only to visual impairment, but also to its complete loss. The proposed volume-replacing IOL of its own design, which has a sharp edge, which provides close contact with the lens capsule, a groove-trap for migrating cells, and in the front of the elements for suture fixation. Conclusions. The study revealed a number of factors that need to be addressed to prevent the development of secondary cataract. The intraocular lens must be made of biocompatible material, for the full tension of lens capsule, it is necessary that the haptic is angulated, the optical part should include at least one of the elements (a sharp edge or a special side). Based on this, the proposed approach takes into account the problems described in the article and includes the above elements and a special groove-trap for epithelial cells. Modeling and experimental testing of the proposed option confirmed its effectiveness. | uk |
| dc.description.abstractru | Проблематика. Развитие вторичной катаракты после имплантации интраокулярной линзы (ИОЛ) в результате миграции и размножения остаточных эпителиальных клеток после факоэмульсификации имеет место у 45–78 % пациентов. Используемые в настоящее время модели ИОЛ недостаточно защищают заднюю стенку капсулы хрусталика и переднюю поверхность линзы от оседания на них эпителиальных клеток. Цель. Моделирование процесса развития вторичной катаракты вследствие пролиферации, миграции и метаплазии остаточных эпителиальных клеток (Е-ХЕК). Оценка существующих технических решений борьбы с помутнением капсулы хрусталика (ПКХ) с развитием вторичной катаракты после имплантации ИОЛ. Разработка оригинального технического подхода к решению проблемы ПКХ с последующим моделированием. Проведение эксперимента для исследования движения раствора красителя в экстрагированном хрусталике глаза свиньи с имплантированной линзой “Support OP” на основе данных, полученных при моделировании. Методика реализации. Для моделирования миграции эпителиальных клеток использовались программная среда COMSOL Multiphysics 5.4 и библиотека Fluid flow. Для компьютерного анализа были взяты ИОЛ собственной конструкции и линза американской фирмы. При моделировании учитывалось, что клетки полигональной или овальной формы имеют размеры от 48 до 142 мкм и постоянную скорость распространения 10-4 м/с. Основное внимание обращалось на распространение эпителиальных клеток не только в сторону задней стенки капсулы хрусталика, но и на переднюю поверхность самой линзы. После проведения компьютерного моделирования, результаты которого были неоднократно подтверждены, ставился эксперимент, в котором был задействован экстрагированный капсульный мешок хрусталика глаза свиньи с имплантированной ИОЛ собственной конструкции. Водный раствор красителя, поданный под давлением, не превышающим пенетрационную прочность капсулы хрусталика, имитировал движение эпителиальных клеток. Исследование было проведено с соблюдением руководства ARRIVE guidelines. Результаты. Проведенное моделирование показало, что применение дизайна острого края ИОЛ лишь частично защищает заднюю стенку капсулы от нарастания на ней эпителиальных клеток (Е-клеток), несмотря на то что линза изготовлена из гидрофобного акрила. Эта ИОЛ контактирует с задней стенкой капсулы не плотно, и поэтому миграция эпителиальних клеток ростковой зоны хрусталика в этом направлении возможна. Передняя часть линзы также остается уязвимой к фиброзной гиперплазии, что ведет не только к нарушению зрения, но и к полной его потере. Предложена объемозамещающая ИОЛ собственного дизайна, которая имеет острый край, обеспечивающий тесный контакт с капсулой хрусталика, канавку-ловушку для мигрирующих клеток и в передней части элементы для шовной фиксации. Выводы. Проведенное исследование выявило ряд факторов, которые необходимо устранить для предупреждения развития вторичной катаракты. ИОЛ должна быть изготовлена из биосовместимого материала для полноценного натяжения капсулы хрусталика. Необходимо, чтобы гаптика была ангулированной, оптическая часть должна включать хотя бы один из элементов (или острый край, или специальный бортик). На основе этого предложена собственная ИОЛ, в дизайне которой учтены описанные в статье проблемы и которая включает в себя перечисленные выше элементы и специальную канавку-ловушку для эпителиальных клеток. Моделирование и экспериментальное испытание предложенного варианта подтвердили его эффективность. | uk |
| dc.description.abstractuk | Проблематика. Розвиток вторинної катаракти після імплантації інтраокулярної лінзи (ІОЛ) унаслідок міграції та розмноження залишкових епітеліальних клітин після факоемульсифікації має місце у 45–78 % пацієнтів. Використовувані сьогодні моделі ІОЛ недостатньо захищають задню стінку капсули кришталика та передню поверхню лінзи від осідання на них епітеліальних клітин. Мета. Моделювання процесу розвитку вторинної катаракти внаслідок проліферації, міграції та метаплазії залишкових епітеліальних клітин (Е-КЕК). Оцінка існуючих технічних рішень боротьби з помутнінням капсули кришталика (ПКК) із розвитком вторинної катаракти після імплантації ІОЛ. Розробка оригінального технічного підходу до вирішення проблеми ПКК із подальшим моделюванням. Проведення експерименту для дослідження руху розчину барвника в екстрагованому кришталику ока свині з імплантованою лінзою “Support OP” на основі даних, отриманих при моделюванні. Методика реалізації. Для моделювання міграції епітеліальних клітин використовувались програмне середовище COMSOL Multiphysics 5.4 та бібліотека Fluid flow. Для комп’ютерного аналізу було взято ІОЛ власної конструкції та лінзу американської фірми. При моделюванні враховувалося, що клітини полігональної або овальної форми мають розміри від 48 до 142 мкм і сталу швидкість поширення 10-4 м/с. Основна увага зверталася на поширення епітеліальних клітин не лише в бік задньої стінки капсули кришталика, а й на передню поверхню самої лінзи. Після проведення комп’ютерного моделювання, результати якого були неодноразово підтверджені, виконувався експеримент, у якому був задіяний екстрагований капсульний мішок кришталика ока свині з імплантованою ІОЛ власної конструкції. Водний розчин барвника, поданий під тиском, який не перевищував пенетраційну міцність капсули кришталика, імітував рух епітеліальних клітин. Дослідження було проведено з дотриманням керівництва ARRIVE guidelines. Результати. Проведене моделювання показало, що застосування дизайну гострого краю ІОЛ лише частково захищає задню стінку капсули від наростання на ній епітеліальних клітин, незважаючи на те що лінза виготовлена з гідрофобного акрилу. Ця ІОЛ контактує із задньою стінкою капсули не щільно, і тому міграція епітеліальних клітин росткової зони кришталика в цьому напрямку можлива. Передня частина лінзи також залишається вразливою до фіброзної гіперплазії, що веде не тільки до порушення зору, а й до повної його втрати. Запропоновано об’ємозамінну ІОЛ власного дизайну, яка має гострий край, що забезпечує тісний контакт із капсулою кришталика, канавку-пастку для мігруючих клітин та у фронтальній частині елементи для шовної фіксації. Висновки. Проведене дослідження виявило низку чинників, які мають бути усунені для попередження розвитку вторинної катаракти. ІОЛ повинна бути виготовлена з біосумісного матеріалу для повноцінного натягу капсули кришталика. Необхідно, щоб гаптика була ангульованою, оптична частина має включати хоча б один із елементів (або гострий край, або спеціальний бортик). На основі цього запропоновано власну ІОЛ, у дизайні якої враховано описані в статті проблеми і яка включає в себе перелічені вище елементи та спеціальну канавку-пастку для епітеліальних клітин. Моделювання та експериментальне випробування запропонованого варіанту підтвердили його ефективність. | uk |
| dc.format.pagerange | Pp. 36–44 | uk |
| dc.identifier.citation | Поліщук, О. С. Конструктивні рішення для попередження розвитку вторинної катаракти після імплантації інтраокулярних лінз / О. С. Поліщук, В. В. Козяр // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2020. – Vol. 4, No. 1. – Pp. 36–44. – Bibliogr.: 34 ref. | uk |
| dc.identifier.doi | https://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.1.187310 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/32967 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute | uk |
| dc.publisher.place | Kyiv | uk |
| dc.rights | Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| dc.source | Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific e-journal, 2020, Vol. 4, No. 1 | uk |
| dc.subject | капсульний мішок кришталика | uk |
| dc.subject | інтраокулярна лінза | uk |
| dc.subject | кришталик | uk |
| dc.subject | катаракта | uk |
| dc.subject | епітеліальні клітини | uk |
| dc.subject | COMSOL | uk |
| dc.subject | Multiphysics | uk |
| dc.subject | lens capsule bag | uk |
| dc.subject | intraocular lens | uk |
| dc.subject | eye lens | uk |
| dc.subject | cataract | uk |
| dc.subject | epithelial cells | uk |
| dc.subject | капсульный мешок хрусталика | uk |
| dc.subject | интраокулярная линза | uk |
| dc.subject | хрусталик | uk |
| dc.subject | катаракта | uk |
| dc.subject | эпителиальные клетки | uk |
| dc.subject.udc | 617.741.4-004.1:681.7.066.2:681.7.066.3 | uk |
| dc.title | Конструктивні рішення для попередження розвитку вторинної катаракти після імплантації інтраокулярних лінз | uk |
| dc.title.alternative | Construction Solutions to Prevent Development of Secondary Cataract After Intraocular Lenses Implantation | uk |
| dc.title.alternative | Конструктивные решения для предупреждения развития вторичной катаракты после имплантации интраокулярных линз | uk |
| dc.type | Article | uk |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- IBB2020.4.1_05.pdf
- Розмір:
- 1.1 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: