1 of 6

ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ ЦЕНТР МНТК «МИКРОХИРУРГИЯ ГЛАЗА»

Офтальмокинетика наночастиц в вопросах лечения

инфекционных заболеваний переднего сегмента глаза

Авторы: Пономарев В.О., Ткаченко К.А.

Москва, «Воспаление глаза», 8 ноября

Прекрасное мгновенье

Остановись, продлись!

Во тьме ночной творенья

След не сотрется мысль.

Иоганн Вольфганг фон Гёте

2 of 6

Актуальность. Структура и свойства квантовых точек.

Квантовые точки (КТ) – полупроводниковые нанокристаллы размером 2-5 нм, выращенные из химических элементов периодической системы методами «дробления» или «выращивания» вещества с моделируемыми оптическими и электронными свойствами.

Универсальные доноры неспаренных электронов

Под действием источника возбуждения, способны к генерации различных типов супероксидных радикалов внутри бактериальной клетки.

Пример коллоидного раствора КТ InP/ZnSe/ZnS 660 в кувезе для спектрофотометрии (Архив авторов 2022)

Пример структуры КТ из 3-х оболочек

Разрушение О-В среды бактериальной клетки

Донорство

неспаренных ē

О₂+ e = *O₂^-

Goodman M., Levy M. Fei-Fei L. et al. Designing Superoxide-Generating Quantum Dots for Selective Light-Activated Nanotherapy. Front. Chem. 2018; 46(6): 1-12

Courtney C. M., Goodman S. M., McDaniel J. A., Madinger N. E., Chatterjee A., Nagpal P. Photoexcited quantum dots for killing multidrug-resistant bacteria. Nat. Mater. 2016; 15: 529–534

Savchenko S.S., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. Activation energy distribution in thermal quenching of exciton and defect-related photoluminescence of InP/ZnS quantum dots. J. Lumin. 2022; 242: 118550.

Keller KE, Bradley JM, Vranka JA, Acott TS. Segmental versican expression in the trabecular meshwork and involvement in outflow facility. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2011 Jul 7;52(8):5049-57. doi: 10.1167/iovs.10-6948

Ho JH, Ma WH, Tseng TC, Chen YF, Chen MH, Lee OK. Isolation and characterization of multi-potent stem cells from human orbital fat tissues. Tissue Eng Part A. 2011 Jan;17(1-2):255-66. doi: 10.1089/ten.TEA.2010.0106

De Hoon I, Barras A, Swebocki T, Vanmeerhaeghe B, Bogaert B, Muntean C, Abderrahmani A, Boukherroub R, De Smedt S, Sauvage F, Szunerits S. Influence of the Size and Charge of Carbon Quantum Dots on Their Corneal Penetration and Permeation Enhancing Properties. ACS Appl Matenterfaces. 2023 Jan 25;15(3):3760-3771. doi: 10.1021/acsami.2c18598

3 of 6

Применение квантовых точек в офтальмологии (инстилляции).

Высокая антиинфекционную активность в отношении потенциальных возбудителей глазных инфекций при непосредственном контакте (Собственные исследования на лабораторных животных 2022-2025 г.)

Лечение кератита, ассоциированного с S. Aureus

Динамика регресса (А-Е)

Старт

3 сутки

7 сутки

Отсутствие цитотоксического действия для клеток роговицы и конъюнктивы in vitro в концентрациях 0,01% и меньше

Отсутствие токсического действия структур переднего отрезка in vivo в концентрациях 1% и меньше

Лечение кератита, ассоциированного с P. aeruginosa

Старт

7 сутки

Лечение кератита, ассоциированного с MRSA

Старт

5 сутки

4 of 6

Цель. Материал и методы.

Старт

3 сутки

Цель: Изучение проникающей способности КТ в слои роговицы в зависимости от концентрации раствора и времени экспозиции

Материал: Энуклеированные свиные глаза (n=18), 10%, 0,1%, 0,01% раствор КТ InP/ZnSe/ZnS 650

Объект исследования: Роговичные лоскуты

Методы:

Старт

Деэпителизация роговицы на 18 глазах
Группа 1 6 глаз			Группа 2 6 глаз			Группа 3 (контроль) 6 глаз
10% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650	0,1% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650	0,01% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650	10% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650	0,1% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650	0,01% р-р КТ InP/ZnSe/ZnS 650
2 глаза	2 глаза	2 глаза	2 глаза	2 глаза	2 глаза
Экспозиция 30 минут			Экспозиция 60 минут
Струйное промывание раствора КТ с передней поверхности роговицы
Роговичные срезы с формированием роговичного лоскута
130 мкм 2 глаза	260 мкм 2 глаза	390 мкм 2 глаза	130 мкм 2 глаза	260 мкм 2 глаза	390 мкм 2 глаза	130 мкм – 2 глаза 260 мкм – 2 глаза 390 мкм – 2 глаза
Перенос роговичных лоскутов на предметные стекла с закрытием покровным стеклом

Дизайн исследования

Фотографии различных стадий подготовки образцов срезов роговицы для исследования методом флуоресцентной микроскопии:

A – деэпителизированная роговица; B – инстилляция раствора КТ, C – экспозиция раствора КТ; D – установка вакуумного кольца на роговицу без раствора КТ на поверхности; E – срез роговицы d = 130 μм; F – образцы срезов с d = 130, 260 и 390 μм на предметном стекле.

Исследования лоскутов роговицы - метод флуоресцентной микроскопии на исследовательском люминесцентном микроскопе ЛЮМАМ Р3 (ОАО ЛОМО, Россия).

Фоторегистрация исследуемых объектов в свете люминесценции осуществлялась с использованием светоделительной пластины и объектива.

Регистрация люминесценции КТ осуществлялась через светофильтр КС11 с полосой пропускания в области 600-700 нм.

Изображения регистрировались цифровой фотокамерой Canon EOS 650D (Canon, Япония) с временем задержки фотокамеры в 1 секунду.

Обработка и преобразование полученных изображений осуществлялись путем вычисления яркости каждого пикселя на основе взвешенной суммы интенсивностей в красном, зеленом и синем каналах.

5 of 6

Результаты.

Старт

7 сутки

Старт

7 сутки

Изображения флуоресценции срезов роговицы

Флуоресценция срезов роговицы при глубине d = 130 μм (A, B, C), 260 μм (D, E, F) и 390 μм (G, H, I), концентрации раствора C = 0.01 % (A, D, G), 0.1 % (B, E, H) и 10 % (C, F, I) и времени экспозиции t = 30 мин. Размер снимка 800×450 μм.

Флуоресценция срезов роговицы при глубине d = 130 μм (A, B, C), 260 μм (D, E, F) и 390 μм (G, H, I), концентрации раствора C = 0.01 % (A, D, G), 0.1 % (B, E, H) и 10 % (C, F, I) и времени экспозиции t = 60 мин. Размер снимка 800×450 μм.

Флуоресценция в красной области спектра указывает на присутствие КТ во всех исследуемых образцах.

При увеличении концентрации растворов КТ регистрируется увеличение яркости флюоресценции для срезов роговицы с одинаковой глубиной

6 of 6

Результаты.

Старт

7 сутки

Проникновение КТ в слои роговицы

Для образцов с временем экспозиции t = 60 мин наибольшее значение интенсивности 38 и 22 ед. имеют срезы 260 и 130 мкм для растворов КТ с концентрацией 10 и 0.1 % соответственно.
Это свидетельствует о том, что при увеличении времени экспозиции c 30 до 60 мин и концентрации c 0.1 до 10 %, КТ проникают глубже в ткань роговицы, создавая интенсивный люминесцентный сигнал.
Для образцов с концентрацией 0.01 % регистрируется флюоресценция со значениями интенсивностью на уровне 3-7 ед.

Для образцов с временем экспозиции 30 мин наибольшее значение интенсивности 87 и 39 ед. имеют поверхностные срезы 130 мкм для растворов КТ с концентрацией 10 и 0.1 % соответственно.
Для данных концентраций по мере увеличения глубины интенсивность уменьшается.
Для образцов с концентрацией 0.01 % регистрируется флуоресценция со значениями интенсивностью на уровне 3-5 ед.

Для контрольных образцов при времени экспозиции 30 и 60 мин. (без экспозиции в растворе КТ) значения интенсивности < 1 ед.

Выводы

На основании данных флуоресцентной микроскопии установлено, что КТ проникают в слой стромы роговицы на глубину до 390 мкм. Выявлена прямая корреляционная зависимость от времени экспозиции и концентрации раствора.