curs11-inginerie citotisulara

7/23/2019 Curs11-Inginerie citotisulara

http://slidepdf.com/reader/full/curs11-inginerie-citotisulara 1/36

Inginerie citotisularaInginerie citotisulara

si organe artificialesi organe artificiale

CURS 11



Aparatul vizual si

ingineria tisulara

Globul ocular este parte componentă aanalizatorului vizual şi are o formăaproximativ sferică.Peretele globului ocular este alcătuitdin trei tunici concentrice:

¤ tunica externă fibroasă, reprezentatăde scleră şi cornee; tunica mijlocie vasculară (uveea!

reprezentată de iris, corp ciliar şicoroidă;

tunica internă, nervoasă,reprezentată de retină.Conţinutul globului ocular estereprezentat de camera anterioară,camera posterioară, umoarea apoasă,cristalinul şi umoarea vitroasă.

Anatomia globului ocular



Corneea

unctii:

- conducerea luminii pe retină;

- contribuie la adaptarea ochiului la variaţiile de lumină;

- actionează ca o barieră fizică împotriva agentilor patogeni de tipul

microorganismelor sau al substanţelor ce pot afecta globul ocular;

- are rol în filtrarea unei părţi din radiaţiile ce provin din spectrul luminii

solare.



!in punct de vedere "istologic, corneea este alcătuită din # straturi, care de la

exterior spre interior sunt:" filmul lacrimal;. epiteliul cornean pavimentos, stratificat, ne$eratinizat, alcătuit din %&# straturicelulare, 'n care se disting ( zone principale:. stratul #o$mann este o structură laminară, acelulară, rezultată din condensarea

anterioară. stroma, care reprezintă )*+ din grosimea corneei. ste un ţesut con-unctiv alcătuitdin substanţă fundamentală, $eratocite şi fibre de colagen dispuse 'ntr&o manierăfoarte ordonată, fapt ce conferă transparenţă corneei;. membrana %escemet este membrana bazală a celulelor endoteliale corneene;. en&oteliul corneean este alcătuit dintr&un singur strat de celule poliedrice, turtite, 'nmozaic.



Caracteristicile

filmului lacrimal

Straturile corneei



Sclera

ste reprezentată de un ţesut opac, de culoare alb&sidefie, care

reprezintă /% posterioare ale tunicii externe ale globului ocular,av'nd următoarele repere:&faţa externă convexă, ce oferă inserţie muşc"ilor extraoculari,&faţa internă concavă, ce vine 'n raport cu coroida şi&corpul ciliar, orificiul anterior, la nivelul căruia se continuă cucorneea 0-oncţiunea lor & limb sclero-cornean1 şi&orificiul posterior prin care trece nervul optic.



Retina!in punct de vedere "istologic, retina este alcătuită din celulesenzoriale 0fotoreceptoare1, celule nervoase 0bipolare, ganglionare,

amacrine şi orizontale1 şi celule de susţinere0celule 2uller, microglii1.ste o structură alcătuită din 3* straturi:•epiteliul pigmentar, un strat de celule încărcate cu melanină, în contract strns

cu membrana !ruch.

•stratul celulelor fotoreceptoare ce conţine segmentul e"tern al celulelor

fotoreceptoare; între straturile # $i % se produce cliva&ul în dezlipirea de retină;•membrana limitantă e"ternă 'derivată din celulele (uller);

•stratul granular e"tern 'conţine corpul celular al fotoreceptorilor);•stratul ple"iform e"tern '&oncţiunea dintre celulele fotoreceptoare $i bipolare);•stratul granular intern 'conţine nucleii celulelor bipolare, celulelor (uller,

amacrine $i orizontale);•stratul ple"iform intern '&oncţiunea dintre celulele bipolare $i celulele

ganglionare);•stratul celulelor ganglionare 'corpul celulelor ganglionare);

•stratul fibrelor nervoase retiniene 'a"onii celulelor ganglionare);

membrana limitantă internă 'delimitează retina de corpul vitros $i este derivatădin celulele (*ller).



' celulă vizuală 0neuron unipolar1 are un segment extern, unul central 'n carese găseşte nucleul şi un segment intern. !upă forma segmentului extern celulelevizuale sunt cu bastonaş şi con.

Celula cu bastona are o forma cilindrică la segmentul extern. 4astonaşulconţine o substanţă fotosensibilă numită purpur retinian 0rodopsina1. 5ceastaeste formată din scotopsină şi retinen 0derivat de vitamina 51. 6ub acţiunealuminii legătura dintre aceste componente se rupe, refăc7ndu&se la 'ntuneric.6egmentul intern al celulei are un buton ce coţine mitocondrii.

Celula cu con conţine purpur retinian 0iodopsine1 format din retinen sifotopsine. 6egmentul intern are un disc ramificat ce conţine mitocondrii.

8n structura retinei sunt 39% milioane celule cu bastonaş şi %& milioane celule

cu conuri repartizate neuniform. 8n fovea centralis sunt numai celule cu conuriiar la periferie multe celule cu bastonaşe. 4astonaşele sunt responsabile devederea nocturnă, la lumină slabă. Celulele cu conuri sunt responsabile devederea diurnă. Cele 3* straturi ale retinei sunt unite 'ntre ele prin celuleorizontale care determină convergenţa impulsurilor subliminare şi transformarealor 'n impulsuri liminare.



Cristalinul

ste o lentilă biconvexă, transparentă, 'n camera posterioară.rezintă o faţă anterioară cu raza de 3* mm, o faţă posterioară mai bombată, cu raza de # mm şi un ecuator 0locul unde se 'nt7lnesccele două feţe la periferia cristalinului1.<a nivelul ecuatorului se inseră zonula =inn. !iametrul cristalinuluieste de aproximativ 3* mm, iar grosimea 'n regiunea centrală de%mm. 5ceste dimensiuni cresc odată cu v7rsta.

>istologic, cristalinul prezintă la exterior un sac capsular alcătuit

din capsula anterioară şi capsula posterioară. 6ub capsula anterioarăse află epiteliul cristalin 0unistratificat, format din celule cubice cucapacitate mitotică1. 5nsamblul capsulă anterioară şi epiteliu poartănumele de cristaloidă.



5lacrimia sau 6indromul oc"iului uscat

4lefaritaCataractaC"alazionC"eratoconulC"ist dermoid palpebralColobom palpebral

Con-unctivita!acriocistita!egenerescenta maculara!ermatosalazis!esprinderea segmentului posterior alvitrosului

!ezlipirea de retinantropionctropionlocoane vitreene

Glaucomul>emoragia subcon-unctivala?mperforatie de canal lacrimo&nazal?nfectia corneei cu virusul "erpes simplex?nfectia virala a corneei<agoftalmia paralitica

ingueculaterigionul@etinopatia diabetica6clerita si episclerita6indromul de blefarofimoza

6trabismulAraumatismeAric"iazisBlcior

5CA?B?



+rotezarea corneei

Protezarea corneană se adresează, în cea mai mare parteviciilor de refracţie, care pot afecta capacitatea corneei de a

conduce corect razele luminoase spre celelalte medii refringente.

eratoplastia refractivă presupune implantarea unor lentile 'ninteriorul stromei con-unctive a corneei. 8n cazul epi$eratofac"iei sau aepi$eratoplastiei, lentila este plasată 'n faţa corneei. 8n ambele cazuri,succesul procedurilor depinde esenţial de stabilitatea şi

biocompatibilitatea materialelor folosite la confecţionarea implanturilor.

rocedeele de $eratoplastie refractivă au la baza sc"imbarea indiceluide refracţie 'ntre suprafaţa corneala şi aer.



idofilcon 05llergan 2edical Dptics, ?rvine, C51, un copolimer de

metil&metacrilat si n&vinil&9& pirolidonă, cu un conţinut de *+ apă.

5u fost testate diferite materiale de natură biologică 'n scopul folosiriilor pentru remedierea viciilor de refracţie. <entilele confecţionate dinţesut corneal donor au permis cresterea celulară pe suprafaţă 'n timpultestelor clinice, dar succesul pe termen lung nu a fost dovedit, datorităfenomenelor de remodelare şi a anormalităţilor tesutului corneal.

rincipalele tipuri de polimeri sintetici folosiţi 'n implantare suntreprezentaţi de materiale din grupa fluorpolimerilor cum ar fi

poli0tetrafluor&etilena1 0A1, perfluoro&polieteri 01, poli0fluoroetilen1& propilena 01 şi alcoolul polivinilic05E1,

oli0>251, poli02251.



8n esenţă, caracteristicile principale şi de dorit pentru un biomaterial cuaplicaţii oftalmologice pot fi 'mpărţite 'n patru categorii:

3. proprietăţi biologice esenţiale/•

biostabilitate;•biocompatibilitate.

9. proprietăţi biologice de dorit/

0 cre$tere celulară pe suprafaţa anterioară;

0 adeziune celulară pe suprafaţa anterioară a

implantului;

0 lipsa cre$terii celulare pe suprafaţa posterioară.

(. proprietăţi fizice esenţiale/

porozitate;

modul de elasticitate; rezistenţă la rupere;

transparenţă;

sterilizare usoară;

stabilitate dimensională.1. proprietăţi fizice de dorit/ izorefracţie .



Lentilele de contact

D altă direcţie de dezvoltare a materialelor cu aplicaţii oftalmologice afost reprezentată de lentilele de contact. 8n 3)(#, a fost introdus pentru

prima dată polimetilmetacrilatul 02251 reticulat, o răşină cu o

transparenţă mai ridicată ca a sticlei. rocesele de laminare a acestorrăşini au permis dezvoltatrea şi introducerea acestor răşini pe piaţă

pentru obţinerea lentilelor de contact. Fic"terle a sc"imbat pentrutotdeauna concepţia despre lentile de contact prin utilizarea

"idrogelurilor moi, după procese de obţinere prin laminare sau turnarecentrifugală.



ermeabilitatea la oxigen este o caracteristică esenţială pentru lentilelede contact. Aermenul !$ este unanim acceptat şi a devenit de referinţă

pentru caracterizarea proprietăţilor intrinsece de transport a oxigenului prin masa lentilei. Dk este dependent de grosimea lentilei.

+ermeabilitatea la o"igen, notată cu 234t '234l), se referă la

proprietăţile de transport a o"igenului prin grosimea t 'în mm) a

lentilei $i caracterizează capacitatea unei lentile de a conduceo"igenul spre cornee.

5u existat numeroase materiale folosite 'n confecţionarea lentilelor de

contact:& polioli metacrilaţi ai poli0dimetilsiloxanilor1;& perfluorpoli0eteri1;& >25;& E.



<entilele de contact pot fi clasificate după anumite criterii, cumar fi:

după locul de implantare:

H lentile de cameră anterioară, c7nd cristalinul este implantat 'ncamera anterioară 0'ntre faţa posterioară a corneei şi faţa anterioarăa irisului1;

H lentile de cameră posterioară, c7nd cristalinul artificial este

implantat 'n camera posterioară 0'ntre faţa posterioară a irisului şicorpul ciliar1;H lentile cu fixare pupilară 0utilizare limitată, interes istoric1



după consistenţamaterialului:

I lentile dure;I lentile moi,

foldable.

Aspectul rulat al unei lentile de contact

foldabile



după materialul folosit:

J copolimeri acrilici;J copolimeri siliconici;5ceste tipuri de proteze prezintă şi ele avanta-e şi dezavanta-e.

!eşi oferă o recuperare oftalmologică nesperată de către pacienţi,

totuşi complicaţiile implantării de cristalin artificial sunt frecventeşi necesită explantare şi o nouă implantare a unei alte lentile.!intre complicaţii cele mai frecvente amintim: dislocarea saudescentrarea, pierderea transparenţei, apariţia de aberaţii vizuale,calcificare



Parametrii geometrici ai lentilei de contact

1 . %iametrul lentilei &e contact

6e măsoară de la margine la alta a lentilei de contact, trec7nd prin centru şi seexprimă 'n milimetri. <entilele de contact dure 02251 au un diametru cuprins 'ntreK şi 33 mm, cele rigide permeabile la gaz 'ntre )&),K mm, iar cele moi un diametrucuprins 'ntre 3(&3% mm.

)" Raza &e curbură

Conferă forma mai plată sau mai convexă a suprafeţei respective. a constă din

raza geometrică a sferei 'n a cărei suprafaţă s&ar 'ncadra 'n mod teoretic suprafaţa posterioară a zonei optice a lentilei de contact şi se măsoară 'n milimetri. ?n moduzual, raza de curbură pentru lentilele de contact dure este cuprinsă 'ntre . şi K,mm, iar pentru lentilele de contact moi 'ntre K.( şi ),( mm.

*" +ona optică

@eprezintă porţiunea centrală de formă rotundă a lentilei de contact, de caredepinde puterea dioptrică a lentilei de contact. !iametrul zonei optice este 'ntotdeaunamai mic dec7t diametrul total al lentilei de contact. orma zonei optice diferă pentru:lentilele de miopie & centrul este subţire iar marginea mai groasă, şi pentru lentilele de"ipermetropie & centrul este gros şi marginea subţire.



," +ona periferică (marginală! -aptică a lentilei &e contact

@eprezintă porţiunea lentilei de contact localizată 'ntre zona optică centralăşi marginea lentilei de contact.

." /eometria lentilei &e contact

5t7t suprafaţa anterioară c7t şi posterioară sau ambele suprafeţe ale lentileide contact pot fi: sferice 0aceeaşi rază de curbură pentru toate meridianele1, sauasferice sau torice 0diferite raze de curbură 'n diverse meridiane1.

0" In&icele &e refractie al lentilei &e contact

@eprezintă un alt criteriu obiectiv de evaluare a calităţii optice amaterialului lentilelor de contact. ormula de calcul a indicelui de refracţie estedată de raportul dintre viteza de transmisie a luminii 'n aer şi viteza detransmisie a luminii 'n material. Cu c7t este mai mare, cu at7t este mai 'naltă şiealitatea optică a materialului folosit. 'n general, materialele plastice au indicele

de refracţie de 3,9 & 3.%9, deci mai mare dec7t al corneei care este de 3,((&3,((%.



Proce&ee &e fabricare a lentilelor &e contact

.Procedeul spin-casting

5cest procedeu produce o lentilă unică av7nd o serie de caracteristici care odeosebesc de lentila tăiată.

rocedeul constă 'n polimerizarea obţinută prin centrifugare, pornind de la oformă concavă, rotativă 'n care monomerul este in-ectat.

5vanta-ele lentilelor de contact obţinute prin centrifugare sunt:

Ldatorită design&ului subţire permit o transmisibilitate excelentă pentru oxigen şi performanţe fiziologice optime;

Lmarginile subţiri cresc confortul şi oferă suprafeţe optice netede;Ldatorită confortului, adaptarea este foarte rapidă;Ldatorită design&ului asferic şi flexibilităţii, lentila de contact este uşor de potrivit.

!ezavanta-ele lentilelor de contact obţinute prin centrifugare:odatorită design&ului asferic, aceste lentile pot avea o uşoară descentrare faţă decentral optic al corneei;o pot determina o mai mică mişcare la clipire, faţă de lentilele mai rigide obţinute prin tăiere.

ste procedeul de fabricare al unor lentile de contact suple 0>251 şi semidure0silicon1.



!.Procedeul de tăiere "Lat#e-cutting$

5cest procedeu s&a dezvoltat ulterior şi constă 'n tăierea bag"etelor de polimeri solizi pentru a forma lentile.

!esign&ul lentilelor de contact tăiate este complet diferit de cel al lentilelorcentrifugate. <entilele tăiate sunt proiectate cu raza de curbură posterioarăconstantă, ceea ce creează o suprafaţă sferică. 6uprafaţa anterioară a lor poate fi deasemenea sferică. 6e constuiesc 'n serie lentile cu puteri diferite dar cu aceeaşi razăde curbură. fectul optic urmărit se creează prin modificarea razei de curbură a

suprafeţei anterioare, aceasta asigur7nd performanţe identice pentru toate lentilelecu aceeaşi curbură a bazei, indiferent de putere. <entilele tăiate prezintă deasemenea una sau mai multe zone periferice, mai plate dec7t zona centrală, ceea cecreşte sc"imbul de lacrimi şi optimizează desenul marginilor.



Avantajele lentilelor tăiateLcentrare şi mobilitate mai bună a lentilei pe oc"i;

Ldatorită grosimii mai mari, pacienţii cu astigmatism moderat vor avea performanţe vizuale mai bune dec7t cu lentile centrifugate;

Lfiind mai groase sunt uşor de manevrat;Lgeometrii complexe 0formă torică sau bifocală1 pot fi produse numai prin

tăiere.

%ezavantajele lentilelor tăiateonu sunt la fel de confortabile ca lentilele centrifugate;odeşi există masini automatizate, reproductibilitatea lentilelor tăiate 'ncă nu se

ridică la nivelul celor centrifugate;omicile imperfecţiuni create de strun-ire şi polizare dau suprafeţe ce potgăzdui depozite şi crea astfel incoveniente.rocedeul se aplică lentilelor de contact dure 02251şi moi 0>251.



%. Procedeul &ast-'olding

Constă 'n comprimarea materialului incalzit şi este util 'n fabricarealentilelor de contact dure sau semidure 02251. ste un procedeu

frecvent utilizat astăzi, deoarece oferă o suprafaţă netedă lentilelor.



5lp"aCor 05rgus 4iomedical tM <td, ert" , 5ustralia1 este cel mai nou

dispozitiv $eratoprotetic. ?mplantul este o cornee sintetică flexibilă, cu un diametrude mm, alcătuit dintr&o singură piesă. l este compus dintr&o margine opacă, poroasă, alcătuită din >25 cu o cantitate ridicată de apă, şi o parte centralătransparentă NcoreO, alcătuită din gel >25 .

5 4Peratoproteza 5lp"aCor 05,41

CD@5 5@A??C?5<5



&ristalinul artificial

Cataracta, principala cauză care duce la necesitatea de 'nlocuire a

cristalinului, a reprezentat o afecţiune care punea probleme pecienţilordatorită lipsei unor metode adecvate care să ofere soluţii viabile petermen lung.

(etinaBna din strategiile de tratament aplicate a fost transplantarea de celuleepiteliale retiniene pacienţilor cu afectări la acest nivel. Bna dintrecerinţele principale pentru ca aceasta metodă să fie eficientă este cacelulele să fie transplantate ca strat unic peste retina. Bn material de

substrat este esenţial pentru asigurarea polarităţii celulelor unele faţă dealtele, precum şi faţă de celulele receptoare.

AP2ICA3II24 5I%R'/42URI2'R CA



AP2ICA3II24 5I%R'/42URI2'R CA

%ISP'+I6I74

%4 %R48A9!ispozitivele de drena- 0glaucom1 sunt dispozitive implantabile destinate

menţinerii unei căi artificiale de drena- pentru pacienţii cu glaucom. ?n anumite

stadii ale glaucomului, care nu răspund la un tratament medical sau c"irurgical, suntimplantate tuburi de drena- a umorii apoase. ?n mod obişnuit, un capăt al tubuluieste plasat 'n camera anterioară a oc"iului şi celălalt capăt drenează 'n spaţiilesubcon-unctival sau supracoroidal. !in păcate, scăderea presiunii intraoculare estedeseori numai temporară, deoarece tuburile au tendinţa să se ocluzeze datorită

proliferării fibroase 'n -urul părţii implantului care a fost introdusă 'n ţesut.

!ispozitiv de drena-



Bnul din cele mai de succes dispozitive de drena- a glaucomului este o bandărealizată din "idrogel pe bază de poli0>251 care este traversată de canale

paralele de dimensiunea capilarelor. ?mplantul uscat este parţial inserat 'ncamera anterioară. 4anda se umflă prin "idratare pentru a obstrua inciziac"irurgicală. Canalele capilare din bandă şi pustula filtrantă permit drena-ullent al fluidului spre subcon-unctivă.



AP2ICA3II24 5I%R'/42URI2'R CA 2486I24 I86RA'CU2AR4

rincipala aplicaţie a lentilelor intraoculare este ca alternativă 'n te"nica

c"irurgicală a cataractei, fiind necesară 'n acest caz o compensare a porţiunii decristalin extrase.?n te"nică se utilizează trei tipuri de lentile intraoculare: o lentilă intraoculară 'n

camera anterioară a globului ocular, situată 'naintea irisului şi 'napoia corneei, olentilă ce 'ncon-ură pupila şi o lentilă 'n camera posterioară a globului ocular, 'napoiairisului.

225 a fost materialul standard folosit 'n realizarea lentilelor intraoculare 'ncădin 3)).



!intre materialele utilizate putem aminti: >25, perfluoropropan, poli0dimetilsiloxan1, poli0dimetildifenilsiloxan1.



AP2ICA3II24 5I%R'/42URI2'R CA I8S4R6URI ':6A2;IC4



AP2ICA3II24 5I%R'/42URI2'R CA I8S4R6URI ':6A2;IC4

?nserturile oftalmice reprezintă dispozitive, care plasate 'n sacul con-unctival al oc"iuluicontribuie la eliberarea unor medicamente de uz oftalmologic. Btilizarea acestor dispozitive prezintă anumite avanta-e:

Lcresc permeabilitatea oculară, deci prelungesc acţiunea medicamentului, precum

şi biodisponibilitatea acestuia;L permit dozarea exactă;Lcapacitatea de a susţine o viteză constantă a eliberării medicamentului;L posibilitatea de a reduce absorbţia sistemică;L bună toleranţă, care rezultă din reducerea frecvenţei medicaţiei şi lipsei efectelorsecundare&locale şi generale;

L posibilitatea de targeting la nivelul ţesuturilor oculare;Bn dispozitiv cu astfel de aplicaţii este Dcusert şi constă dintr&un rezervor 'n care esteinclus medicamentul prevăzut cu două membrane care controlează eliberareamedicamentului. 2embranele sunt realizate din copolimer etilen&vinil acetat. 6tudiile clinicefolosind ca principiu activ pilocarpina au arătat că rata eliberării poate controla creşterea presiunii intraoculare 'n cazul glaucomului, av7nd o incidenţă scăzută a efectelor secundare.

5lte dispozitive resorbabile sau neresorbabile au evidenţiat capacitatea de a reduceabsorbţia sistemică a medicamentelor, ca urmare a scăderii drena-ului la nivelul cavităţii nazale,care prezintă o mare absorbţie a medicamentelor administrate topic.

Bn alt potenţial avanta- al inserturilor este legat de posibilitatea de a susţine penetrareanon&corneană a medicamentului, fapt ce măreşte eficacitatea unor medicamente "idrofile puţinabsorbite prin cornee.

curs11-inginerie citotisulara

Documents