Chcesz wydać pracę doktorską, habilitacyjną czy monografię? Zrób to w Wydawnictwie Borgis – jednym z najbardziej uznanych w Polsce wydawców książek i czasopism medycznych. W ramach współpracy otrzymasz pełne wsparcie w przygotowaniu książki – przede wszystkim korektę, skład, projekt graficzny okładki oraz profesjonalny druk. Wydawnictwo zapewnia szybkie terminy publikacji oraz doskonałą atmosferę współpracy z wysoko wykwalifikowanymi redaktorami, korektorami i specjalistami od składu. Oferuje także tłumaczenia artykułów naukowych, skanowanie materiałów potrzebnych do wydania książki oraz kompletowanie dorobku naukowego.

© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 2/2001, s. 48-51
Agnieszka Siennicka
Możliwość wykorzystania błony owodniowej w rekonstrukcji uszkodzonej powierzchni gałki ocznej
The possibility of using amniotic membrane transplantation in the ocular surface disorders
Katedra i Klinika Okulistyczna Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Krystyna Pecold
Streszczenie
Celem pracy było przedstawienie chirurgicznych metod postępowania w chorobach powierzchni gałki ocznej z wykorzystaniem błony owodniowej. Błona ta jest cienką, półprzepuszczalną tkanką, która stanowi najbardziej wewnętrzną warstwę pęcherza płodowego i otrzymywana jest podczas cięcia cesarskiego. Zawiera grubą błonę podstawną i awaskularną warstwę miąższową. Autorzy sugerują, że właśnie te dwie cechy mają wpływ na powodzenie przeszczepu, który wspomaga nabłonkowanie i hamuje proces włóknienia. Przeszczep błony owodniowej może stanowić alternatywną metodę postępowania w leczeniu schorzeń powierzchni gałki ocznej.
Summary
The aim of this paper is to describe the surgical management of ocular surface disorders using amniotic membrane transplantation. It is a thin, semitransparent tissue forming an innermost layer of the fetal membrane. It is obtained from Cesarean section and prepared under sterile conditions. Amniotic membrane contains a thick basement membrane and avascular matrix. Authors theorise that these features are crucial to succesful transplantation. This transplantation promotes normal conjunctival epithelialization while suppresing fibrosis formation. Amniotic membrane transplantation may be considered as an alternative method for treating ocular surface disorders.
Schorzenia powierzchni gałki ocznej doprowadzają do zmiany jej struktury będąc poważną przyczyną obniżenia ostrości wzroku. Mimo znacznego postępu w leczeniu zachowawczym i chirurgicznym, problem ten pozostaje nadal poważnym wyzwaniem dla okulistów.
Prawidłową powierzchnię gałki ocznej pokrywa nabłonek rogówkowy, spojówkowy i rąbkowy, z których każdy posiada odmienny fenotyp (5). W przypadku, gdy dojdzie do jej uszkodzenia, gojenie się rany, jako części procesu naprawczego prowadzić może do całkowitej regeneracji z przywróceniem funkcji tkanki. Często jednak powstają zmiany włókniste, dochodzi do zmiany prawidłowego fenotypu i co z tym związane, utrata funkcji tkanki. Dla fizjologicznie przezroczystej rogówki nawet niewielka ilość włóknistej tkanki, mimo zachowanego fenotypu może być przyczyną upośledzenia procesu widzenia (4).
Uznawane dotychczas metody leczenia powierzchni gałki ocznej, jak auto- bądź allogeniczny przeszczep spojówki i rąbkowych komórek pnia, adhezyjne kleje tkankowe, keratoplastyka drążąca lub warstwowa, boczne zszycie szpary powiekowej, mimo częściowych sukcesów okazywały się często niewystarczające (2, 10).
W niniejszym doniesieniu przedstawiono nową, alternatywną metodę leczenia poważnych defektów powierzchni gałki ocznej, która w przyszłości ma szansę stać się standardowym postępowaniem terapeutycznym.
Błona owodniowa jest to cienka, półprzepuszczalna tkanka, która stanowi najbardziej wewnętrzną warstwę pęcherza płodowego (10). Powstaje ona jako rozstęp w węźle zarodkowym tworząc jamkę, której dno wyściela ektoderma tarczy zarodkowej, sklepienie zaś komórki zwanej amnioblastami. Gromadzący się płyn owodniowy powoduje powiększanie się jamy i zbliżenie owodni do kosmówki (8). Nabłonek owodni spoczywa na grubej błonie podstawnej, która oddziela go od pozbawionych naczyń istoty właściwej (6, 14). Lee i Tseng uważają, że właśnie te dwie cechy stanowią o przydatności owodni w rekonstrukcji powierzchni gałki ocznej.
Wg Trelforda zainteresowanie błoną owodniową znalazło swój początek w 1910 roku, kiedy to Davis jako pierwszy przedstawił działanie błon płodowych w przeszczepach skóry (12). Od tego czasu powstało szereg prac dotyczących zastosowania błony owodniowej m.in. w leczeniu oparzeń skóry, owrzodzeń podudzi, wytwarzaniu sztucznej pochwy i w licznych zabiegach operacyjnych wykonywanych w obrębie głowy, szyi, jamy brzusznej i miednicy.
W 1940 roku De Rotth przedstawił pracę, w której opisał zastosowanie błony owodniowej wraz z kosmówką w leczeniu zrostów spojówki powiekowej i gałkowej (12).
W ostatnich latach zainteresowanie błoną owodniową znacznie wzrosło. Przeprowadzone badania ujawniły wiele właściwości, które czynią ją użyteczną w odnowie powierzchni gałki ocznej.
Błona owodniowa nie wykazuje ekspresji antygenów zgodności tkankowej, co umożliwia jej transplantację bez dodatkowego stosowania immunosupresji i ryzyka odrzucenia przeszczepu. Posiada ona silne właściwości antybakteryjne, co wpływa na niskie ryzyko powikłań pooperacyjnych w porównaniu z błoną śluzową nosa, czy policzka (10). Kolejną ważną cechą błony owodniowej jest jej działanie antyadhezyjne oraz łatwy dostęp i niemal nieograniczone możliwości jej uzyskiwania (6, 9, 10, 14, 16).
Prosty sposób otrzymywania błony owodniowej opisał Tseng i wsp. Po przeprowadzeniu testów wykluczających syfilis i obecność wirusów HIV, B oraz C u matek, uzyskiwali materiał podczas cięcia cesarskiego. Pozostałości łożyska usunięto przy użyciu sterylnego roztworu soli fizjologicznej zawierającej 50 mikrogramów/ml penicyliny, 50 mikrogramów/ml streptomycyny, 100 mikrogramów/ml neomycyny i 2,5 mikrogramy/ml amfoteracyny B. Odseparowaną od kosmówki owodnię umieszczono na nitrocelulozowym papierze, nabłonkiem i błoną podstawną zwróconym ku górze. Papier z przylegającą błoną cięto na kawałki i przechowywano w temp. -80°C w sterylnej fiolce zawierającej pożywkę Dulbeco z modyfikacją Eagle i glicerol w stosunku 1:1. W odróżnieniu od tego Shimazaki i Young przetrzymywali błonę owodniową łącznie z kosmówką w plastikowym pojemniku z sulfotlenkiem dwumetylu, zaś Jae Chan Kim w temp. 4 w 100% glicerynie (5, 10).
Wpływ działania owodni na uszkodzoną doświadczalnie powierzchnię oczną królików jako pierwsi badali Kim i Tseng. Zastosowanie n-heptanolu doprowadziło do przymglenia i patologicznego unaczynienia tkanek. Następnie dokonano warstwowej keratektomii i przeszczepu błony owodniowej. Trzymiesięczny okres obserwacji wykazał, że 5 spośród 13 rogówek zwierząt miało gładką, pozbawioną naczyń powierzchnię, bez objawów przymglenia, z przywróceniem rogówkowego lub rogówkowo-podobnego fenotypu (4, 5).
Na korzystne działanie błony owodniowej zwrócili także uwagę inni badacze (Choi i Kim). Po wykonaniu fotokeratektomii refrakcyjnej przy użyciu lasera Excimer, badali efekt zastosowania owodni na gojące się rany rogówek u królików. Wykazali, że przeszczepiona błona owodniowa zmniejszyła zmętnienie rogówki i proliferację keratocytów podczas gojenia się rany (1).
Wyniki badań przeprowadzonych na zwierzętach zachęciły autorów do dalszych prac. Błona owodniowa stała się cennym materiałem, który stworzył nowe możliwości chirurgicznego leczenia defektów powierzchni gałki ocznej.
Uszkodzenia nabłonka i utrzymujące się owrzodzenia rogówki u ludzi stały się przedmiotem badań Lee i Tsunga (1996). Przyczyną tych schorzeń były infekcje bakteryjne, keratopatia neurotropowa, nawracające erozje w keratopatii pęcherzowej, bliznowaciejące zapalenie spojówki i rogówki oraz zespół suchego oka z perforacją rogówki. Po oczyszczeniu rany autorzy dokonali przeszczepu błony owodniowej u 11 pacjentów. U 10 z nich nastąpiło całkowite wygojenie zmiany, bez nawrotu w ciągu 9,0 ± 5,9 miesięcy. W jednym przypadku, w wyniku wcześniejszej perforacji rogówki w RZS leczenie nie powiodło się (6).
Shimazaki i Yang badali znaczenie przeszczepu błony owodniowej, po zniszczeniu powierzchni gałki ocznej w wyniku oparzeń chemicznych i termicznych. U 6 pacjentów (7 oczu) wycięto zbliznowaciałe tkanki i zastąpiono je ludzką błoną owodniową, dokonując równocześnie przeszczepu rąbkowych komórek pnia pobranych u dawcy (n = 2), bądź z drugiego oka (n = 4). Podczas badania autorzy oceniali stan nabłonka powierzchni ocznej i ostrość wzroku. Po średnim okresie obserwacji trwającym 53 tygodnie, badany w mikroskopie lustrzanym nabłonek rogówki wykazywał prawidłową budowę. Jego funkcja, jako „bariery ochronnej”, oceniana ilościowo przy użyciu fluorofotometru (Anterior fluorofotometr, FL 500, Kowa Co, Japan) powróciła w połowie do stanu prawidłowego. Powierzchnia rogówki pokryła się nabłonkiem w średnim czasie 16,9 dni. Uporczywy efekt nablonka w 1 oku wyleczono przez boczne zszycie szpary powiekowej. Poprawiła się również ostrość wzroku, a odtworzona spojówka była stabilna, bez objawów procesu zapalnego (10).
Wg Tsenga i Prabhaswat przeszczepienie błony owodniowej nie zawsze jest wystarczającą metodą rekonstrukcji powierzchni ocznej, szczególnie w przypadku utraty tzw. rąbkowych komórek pnia. Komórki te, położone w warstwie podstawnej charakteryzują się niskim stopniem zróżnicowania, wolnym cyklem komórkowym i dużą zdolnością proliferacyjną. Pełnią funkcję komórek macierzystych dla nabłonka rogówki i są odpowiedzialne za jego prawidłową regenerację (5, 7, 13). Przy ich częściowym niedoborze błona owodniowa ułatwia ponowne nabłonkowanie redukując jednocześnie stan zapalny, patologiczne unaczynienie i powstawanie blizn.
Całkowity niedobór tych komórek, z głębokim zajęciem warstwy miąższowej, wymaga jednak dodatkowego przeszczepu rąbkowego (ALT), a niekiedy keratoplastyki drążącej. Wiąże się to często z koniecznością stosowania immunosupresji i ryzykiem odrzucenia przeszczepu. Błona owodniowa pomaga wówczas w odnowie okołorąbkowego miąższu i zmniejsza proces zapalny (15).
Ci sami autorzy badali efekt działania owodni na odnowę powierzchni spojówki po uprzednim chirurgicznym usunięciu dużych zmian spojówkowych, blizn i zrostów spojówki powiekowej i gałkowej. Łącznie przebadano 16 pacjentów. Średni okres obserwacji 10,9 ± 9,1 mies. ujawnił poprawę ostrości wzroku u 5 pacjentów i prawidłową odnowę powierzchni spojówki, bez nawrotów choroby u 10 pacjentów. Częściowy sukces z towarzyszącym zapaleniem spojówki odnotowano u 2 osób. W trzech przypadkach przeszczep błony owodniowej nie powiódł się, a blizny powróciły ponownie (14).
Schorzenia powierzchni spojówki i inne defekty powierzchni ocznej stały się także przedmiotem badań Tsuboty i Satake. W swojej pracy zaproponowali nową technikę chirurgicznego leczenia objawów ocznych w pemfigoidzie bliznowaciejącym i zespole Stevensa-Johnsona. Do objawów tych należą m.in. symblepharon, trichiasis, suche zapalenie rogówki i spojówki, czy owrzodzenie rogówki z następowym zmętnieniem i wrastaniem naczyń. Stanowią one często przyczynę obustronnej ślepoty u pacjentów. Tsubota i Satake poddali leczeniu 11 pacjentów – 7 z pemfigoidem bliznowaciejącym i 4 z zespołem Stevensa-Johnsona. W swojej terapii połączyli oni przeszczep błony owodniowej z allogenicznym przeszczepem rąbkowym komórek pnia i bocznym zszyciem szpary powiekowej. U 8 pacjentów wykonali również keratoplastykę drążącą, bądź warstwową z powodu zmętnienia rogówki. Po operacji wszyscy pacjenci co 15 minut otrzymywali krople uzyskane z własnej surowicy. Zastosowana technika ułatwiła odnowę powierzchni gałki ocznej u 12 pacjentów, u których w minimalnym stopniu powróciły zrosty powiekowo-gałkowe.
Również Shimazaki i Shinozaki są zdania, że ludzka błona owodniowa jest obiecującą metodą leczenia u pacjentów, u których rozwinął się symblepharon. Przedmiotem ich badań byli chorzy z nawracającym skrzydlikiem i zrostami powiekowo-gałkowymi. Błona owodniowa przeszczepiona z komórkami rąbkowymi pnia znacząco zahamowała włóknienie podspojówkowe, a ruchomość gałki ocznej uległa znacznej poprawie (11). Porównanie operacyjnych metod leczenia skrzydlika ujawniło korzystne działanie błony owodniowej.
Z dotychczasowych technik najchętniej stosowaną metodą było wycięcie spojówkowej części skrzydlika i przeszczep fragmentu spojówki z górno-skroniowej powierzchni tej samej gałki ocznej. W drugiej metodzie (tzw. pierwotne zamknięcie), po usunięciu skrzydlika, otaczającą, rozluźnioną spojówkę przyciągnięto „brzeg po brzegu” i połączono szwem chirurgicznym. Żeby zapobiec nawrotom choroby, techniki te wspomagano często leczeniem mitomycyną C, promieniami beta i stosowaniem tiotepy.
Prabhaswat i Barton porównywali częstość nawrotów skrzydlika u pacjentów, u których po usunięciu zmian przeszczepiono błonę owodniową (grupa A), dokonano tzw. pierwotnego zamknięcia (grupa B), bądź autogenicznego przeszczepu spojówki (grupa C). Badania wykazały najmniejszą częstość nawrotów w grupie C, największą zaś w grupie B.
Mimo statystycznie lepszych wyników w przypadku przeszczepu spojówki w porównaniu z błoną owodniową, autorzy są zdania, że technika ta powinna być zarezerwowana wyłącznie dla skrzydlików nawracających. Uważają oni, że przeszczep spojówki niesie ze sobą ryzyko niepowodzenia zabiegu filtrującego w jaskrze, jeśli okaże się on konieczny w przyszłości (9).
Przeszczep błony owodniowej może być także rozwiązaniem w przypadku trabekulektomii wykonywanej u pacjentów z jaskrą, u których trudno jest kontrolować ciśnienie wewnątrzgałkowe.
Fujishimo i Shimazaki uważają, że umieszczenie owodni pod płatkiem twardówki hamuje rozwój fibroblastów i zapobiega pooperacyjnej adhezji spojówki i twardówki. Pozwala to na utrzymanie prawidłowej funkcji poduszki filtracyjnej (3).
Mechanizm działania błony owodniowej nie jest jeszcze w pełni poznany. Tseng i Prabhaswat uważają, że owodnia zawdzięcza swoje właściwości grubej błonie podstawnej i awaskularnej warstwie miąższowej (14). W swojej budowie zawiera ona takie składniki, jak kolagen typu IV i V, lamininę, fibronektynę i alfa 6, beta 4 integryny, które mogą odgrywać pewną rolę w gojeniu się nabłonka po uszkodzeniu jego struktury (5). Według Shimazaki i wsp. komórki nabłonka owodni produkują czynniki wzrostu np. czynnik wzrostu fibroblastów i TGF beta, które mogą modulować proliferację i różnicowanie fibroblastów w miąższu (10).
Badania eksperymentalne wykazały, że komórki nabłonka i fibroblasty w miąższu mogą oddziaływać na siebie wzajemnie dzięki obecności cytokin. Odgrywa to ważną rolę w procesie gojenia się ran. Błona podstawna może stanowić barierę, która zapobiega zbędnej komunikacji pomiędzy tymi komórkami, zaś jej brak umożliwia rozwój włóknistej tkanki w miąższu i komórkowej hyperplazji w nabłonku (13).
Przeprowadzone badania niezaprzeczalnie dowodzą, że błona owodniowa wywiera korzystne działanie na uszkodzoną powierzchnię gałki ocznej. Ułatwia ona migrację komórek nabłonka, wspomaga śródnabłonkowe różnicowanie, wzmacnia adhezję komórek podstawnych nabłonka i chroni go przed apoptozą (14). Zastosowanie błony owodniowej w rekonstrukcji powierzchni gałki ocznej hamuje proces włóknienia oraz przyspiesza gojenie ubytków nabłonka (10). Odnowiona powierzchnia rogówki nie wykazuje cech patologicznego wrastania naczyń, a zmętnienie zrębu ulega zmniejszeniu. U większości pacjentów dolegliwości ustępują, a ostrość wzroku i ruchomość gałki ocznej ulegają poprawie (10, 11).
Mimo wielu niejasności dotyczących mechanizmu działania błony owodniowej autorzy zajmujący się tym zagadnieniem uważają, że technika ta ma realną szansę stać się w przyszłości pośrednim etapem leczenia, bądź całkowicie wyprzeć uznawane dotychczas metody operacyjne.
Piśmiennictwo
1. Choi Y. et al.: Effect of the Application of Human Amniotic Membrane on Rabbit Corneal Wound Healing After Excimer Laser Photorefracitve Keratectomy. Cornea 1998, 17(4):389-395.
2. Coster D.J.: Surgical management of ocular surface disorders using conjunctival and stem cell allografts. Br. J. Ophtalmol. 1995, 79:977-82.
3. Fujishima H. et al.: Trabeculectomy With the Use of Amniotic Membrane for Uncontrollable Glaucoma. Ophtalmic Surgery and Lasers 1998 MAY, Vol. 29, No 5, 428-431.
4. Kim J.C., Tseng S.C.G.: Transplantation of preserved human amnioitic membrane for surface reconstruction in severely damaged rabbit corneas. Cornea 1995, 14:473-84.
5. Kim J.C., Tseng S.C.G.: The Effects on Inhibition of Corneal Neovascularization After Human Amniotic Membrane Transplantation in Severely Damaged Rabbit Corneas. Korean J. Ophtalmol. 1995, Vol. 9:32-46.
6. Lee S., Tseng S.C.G.: Amniotic membrane transplantation for persistent epithelial defects with ulceration. Am. J. Ophtalmol. 1997, 123:303-312.
7. Oficjalska-Młyńczak J. i wsp.: Autogeniczny przeszczep rąbkowych komórek pnia w niegojącym się ubytku nabłonka rogówki po oparzeniu chemicznym oka. Klinika Oczna, 1998, 100(1):41-43.
8. Ostrowski K.: Embriologia człowieka. Wydanie III poprawione. Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich Warszawa 1988, 74.
9. Prabhaswat P. et al.: Comparison of conjunctival autografts, amniotic membrane and primary closure for pterygium excison. Ophtalmology 1977: Vol. 104 Nr 6:974-983.
10. Shimazaki J. et al.: Amniotic Membrane Transplantation for Ocular Surface Reconstruction in Patients with Chemical and Thermal Burns. Ophtalmology 1997, Vol 104, Nr 12:2068-2075.
11. Shimazaki J. et al.: Transplantation of amniotic membrane and limbal autograft for patients with recurrent pterygium associated with symblepharon. Br. J. Ophtalmol. 1998 Mar. 82(3):235-40.
12. Trelford J.D., Trelford-Sauder M.: The amnion in surgery, past and present. Am. J. Obstet. Gynecol. 1979, 134:833-45.
13. Tseng S.C.G.: Cytokine network between human limbal or corneal epithelium and fibroblasts. Invest. Ophtalmol. Vis. Sci. 1993, 34 (S):1011.
14. Tseng S.C.G. et al.: Amniotic Membrane Transplantation for Conjunctival Surface Reconstruction. Am. J. Ophtalmol. 1997, 124:765-774.
15. Tseng S.C.G. et al.: Amniotic Membrane Transplantation With or Without Limbal Allografts for Corneal Surface Reconstruction in Patients With Limbal Stem Cell Deficiency. Arch. Ophtalmol. 1998, Vol 116:431-441.
16. Tsubota K. et al.: Surgical Reconstruction of Ocular Surface in Advanced Ocular Cicatricial Pemphigoid and Stevens-Johnson Syndrome. Am. J. Ophtalmol. 1996, 122:38-52.
Postępy Nauk Medycznych 2/2001
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych