Effect of different preservatives on the cornea during instillation of prostaglandin analogues

PURPOSE: Study of the state of the corneal structural components in primary open-angle glaucoma patients on travoprost with the preservative benzalkonium chloride who later switch to the instillation travoprost with preservative polyquad. METHODS: The study included 32 patients (48 eyes) aged 55 to 72 years with primary open-angle glaucoma stage I or II, receiving the drug travoprost containing belzalkonium chloride. This drug has been replaced by travoprost with polyquad, in the same mode of instillation. Along with the standard ophthalmologic examination, patients underwent laser scanning confocal imaging of the cornea. As a result of layer-by-layer confocal laser scanning, we received a series of scans of the cornea with the possibility of observation of each individual layer. Morphology and density of the epithelial and endothelial cells were evaluated, as well as the morphology of the corneal stroma. RESULTS: 8 of the 19 patients presented fewer complaints against foreign body sensation under the eyelids, visual discomfort and idiopathic eye redness after 3 months of instillation travoprost with polyquad, while 11 presented no such complaints at all. After 3 months of using travoprost with polyquad the total number of cells of the corneal epithelium increased from 4723+310 to 6231+415 cells/mm², in 9 cases corneal epithelial edema decreased, while in 39 of 48 eyes no signs of edema were revealed. The switch to travoprost with polyquad helped reduce the number of keratocytes with bright nuclei and visualized cytoplasmic processes in the surface layers. A statistically non-significant increase in the density of keratocytes in the anterior stroma was observed due to changes in antihypertensive therapy with an average of 634+133 to 987+208 cells/mm². After applying travoprost with polyquad endothelial cells were well visualized due to epithelium edema reduction and had a hexagonal shape. CONCLUSION: Obtained data showed histomorphological changes in the corneal tissue appearance, associated with long term medicinal therapy with prostaglandin analogue (travoprost with benzalkonium chloride), and the improvement in the state of epithelial front layers and corneal stroma in primary open angle glaucoma patients with a less toxic replacement preservative (travoprost with polyquad).

первичная открытоугольная глаукома, травопрост, бензалкония хлорид, поликвад, гистоморфологические изменения ткани роговицы, primary open-angle glaucoma, travoprost, benzalkonium chloride, polyquad, histomorphological changes in the corneal tissue

1. Онищенко А.Л., Колбаско А.В., Жилина Н.М., Захарова А.В., Власенко А.Е. Заболеваемость первичной глаукомой, ее гендерные особенности среди жителей крупного промышленного города Сибири. Офтальмология 2014; 11(4): 59-66

2. Киселева О.А., Робустова О.В., Бессмертный А.М., Захарова Е.К., Авдеев Р.В. Распространенность первичной глаукомы у представителей разных рас и этнических групп в России и странах СНГ. Офтальмология 2013; 10(4): 11-15

3. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С., Блюм Е.А., Брежнев А.Ю. и др. Прогнозирование продолжительности сроков заболевания и возраста пациентов с разными стадиями первичной открытоугольной глаукомы. Национальный журнал глаукома 2014; 13(2): 60-69

4. Куроедов А.В., Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С., Блюм Е.А., Брежнев А.Ю. и др. Предполагаемый возраст пациентов и период болезни для проведения интенсивных лечебно-профилактических манипуляций при первичной глаукоме. Офтальмология Восточная Европа 2014; 22(3): 60-71

5. Киселева О.А., Робустова О.В., Бессмертный А.М., Захарова Е.К., Авдеев Р.В. Распространенность первичной глаукомы у представителей разных рас и этнических групп в мире. Офтальмология 2013; 10(3): 5-8

6. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С., Блюм Е.А., Брежнев А.Ю. и др. Модель манифестирования и исходов первичной открытоугольной глаукомы. Клиническая медицина 2014; 92(12): 64-72

7. Куроедов А.В., Брежнев А.Ю., Александров А.С., Огородникова В.Ю. Принципы лечения начальной стадии глаукомы: хирургия против терапии (обзор литературы). Военномедицинский журнал 2011; 332(5): 28-35

8. Куроедов А.В., Брежнев А.Ю., Александров А.С. Как понизить уровень внутриглазного давления на 30% у пациентов с глаукомой (обзор литературы). Военно-медицинский журнал 2009; 330(6): 40-46

9. Куроедов А.В., Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Басинский А.С., Блюм Е.А., Брежнев А.Ю. и др. Первичная открытоугольная глаукома: в каком возрасте пациента и при какой длительности заболевания может наступить слепота. Медико-биологические проблемы жизнедеятельности 2014; 12(2): 74-84

10. Егоров Е.А., Алексеев В.Н., Астахов Ю.С. и др. Рациональная фармакотерапия в офтальмологии. М.: Литерра, 2004. 954 с

11. Нестеров А.П. Глаукома - М.: ООО «МИА», 2008. 360 с. [Nesterov A.P. Glaukoma. [Glaucoma]. - M.: OOO «MIA», 2008. 360 p. (In Russ.)].

12. Петров С.Ю., Мостовой Е.Н., Кабанов И.Б. Оценка эффективности и переносимости препарата азопт в комбинации с тимололом 0,5% в терапии пациентов первичной открытоугольной глаукомой. Глаукома 2005; 2:23

13. Шмырева В.Ф., Петров С.Ю., Антонов А.А., Данилов С.С. Исследование суточных колебаний офтальмотонуса у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой при монотерапии тимололом, латанопростом и травопростом. РМЖ. Клиническая офтальмология 2010; 11(4): 125-127

14. Петров С.Ю. Обзор клинического применения бринзоламида в терапии глаукомы и офтальмогипертензии. Глаукома 2010; 9(2): 43-49

15. Tuchin V.V., Maksimova I.L., Zimnyakov D.A., Kon I.L., Mavlutov A.H., Mishin A.A. Light propagation in tissues with controlled optical properties. J Biomed Opt 1997; 2(4): 401-417. doi: 10.1117/12.260832

16. Бакуткин В.В., Шубочкин Л.П. Увеличение светопропускания склеры и патологически измененной роговицы. Офтальмологический журнал 1991; 2: 105-107.

17. Nemati B., Rylander III H.G., Welch A.J. Optical properties of conjunctiva, sclera, and the ciliary body and their consequences for transscleral cyclophotocoagulation. Appl Opt 1996; 35(19): 3321-3327. doi: 10.1364/A0.35.003321

18. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Исследование влияния биомеханических свойств роговицы на показатели тонометрии. Сибирский научный медицинский журнал 2009;

19. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Биомеханические свойства роговицы: клиническое значение, методы исследования, возможности систематизации подходов к изучению. Вестник офтальмологии 2010; 126(6): 3-7

20. Boote C., Dennis S., Newton R.H., Puri H., Meek K.M. Collagen fibrils appear more closely packed in the prepupillary cornea: optical and biomechanical implications. Invest Ophthalmol Vis Sci 2003; 44(7): 2941-2948. doi: 10.1167/iovs.03-0131

21. Kim Y.L., Walsh J.T. Jr., Goldstick T.K., Glucksberg M.R. Variation of corneal refractive index with hydration. Phys Med Biol 2004; 49: 859-868. doi: 10.1088/0031-9155/49/5/015

22. Азанбаев Б.М., Алимбекова З.Ф., Мухамадеев Т.Р. Лазерная сканирующая томография глаза: передний и задний сегмент. М.: Август Борг, 2008.

23. Зуев В.К., Туманян А.Р., Аль Джумаа Сухейль. Качественная характеристика клеток заднего эпителия при факоэмульсификации. Офтальмохирургия 1994; 3: 8-13

24. Аветисов С.Э., Егорова Г.Б., Федоров А.А., Бобровских H.В. Конфокальная микроскопия роговицы. Сообщение 1. Особенности нормальной морфологической картины. Вестник офтальмологии 2008; 3: 3-5

25. Сметанкин И.Г., Агаркова Д.И. Конфокальная микроскопия и оптическая когерентная томография в оценке анатомо-функционального состояния роговичной раны (in vivo) после факоэмульсификации катаракты. Современные технологии в медицине 2012; 3: 89-92

26. Zhou Y., Chan K.K.H., Lai T., Tang S. Characterizing refractive index and thickness of biological tissues using combined multiphoton microscopy and optical coherence tomography. Biomedical Optics Express 2013; 4(1): 38-50. doi: 10.1364/boe.4.000038

27. Ammar D.A., Noecker R.J., Kahook M.Y. Effects of benzalkonium chloride-preserved, polyquad-preserved, and sofZia-preserved topical glaucoma medications on human ocular epithelial cells. Adv Ther 2010; 27: 837-845. doi: 10.1007/s12325-010-0070-1

28. Hosseini K., Kholodnykh A.I., Petrova I.Y., Esenaliev R.O., Hendrikse F., Motamedi M. Monitoring of rabbit cornea response to dehydration stress by optical coherence tomography. Ophthalmol Vis Sci 2004; 45(8): 2555-2562. doi: 10.1167/iovs.03-0792

29. Петров С.Ю., Сафонова Д.М. Консерванты в офтальмологических препаратах: от бензалкония хлорида к поликватернию. Клиническая офтальмология 2014; 2:97-108