1. Принципы ускоренного роговичного коллагенового кросслинкинга

Основные реакции, представленные на схеме, смоделированы методом конечных элементов [73, 84].

Важный аспект фотохимической кинетической теории и модели — понимание того, как разные концентрации рибофлавина влияют на количество сшивок при концентрациях, типичных для современных клинических протоколов CXL [84]. Общее количество рибофлавина складывается из рибофлавина (Rf) и восстановленного рибофлавина (RfH₂). Неудивительно, что по мере роста концентрации отдельных молекул Rf и RfH₂ (мономеров) молекулы склонны слипаться, или агрегировать, в димеры, образуя молекулы 2Rf, 2RfH₂ и RfRfH₂. В 0,1% растворе, обычно применяемом для CXL, около 37% всего рибофлавина находится в виде димеров, а в 0,5% растворе — около 72% [87].

Был проведён эксперимент [84] по измерению фотообесцвечивания рибофлавина в анаэробных условиях в зависимости от дозы облучения при 3 и 30 мВт/см² для исходных концентраций 0,01; 0,05; 0,1 и 0,5%; результаты коррелировали с теоретической моделью. Они представлены на рис. 1.8.

Эти результаты и их соответствие модели означают, что в более концентрированных растворах доля димеров выше (относительно мономеров) и что эти димеры гасят как синглетную, так и триплетную форму рибофлавина, снижая квантовый выход триплетов, а значит, и восстановленного рибофлавина. В результате с ростом концентрации рибофлавина сшивание становится менее эффективным. Это подтвердил

Рис. 1.8. Фотообесцвечивание рибофлавина ([Rf]t/[Rf]t0) в зависимости от дозы облучения (0,02–20 Дж/см², логарифмическая шкала) для исходных концентраций 0,01; 0,05; 0,1 и 0,5% и его теоретическое моделирование: 3 мВт/см² — сплошные линии (модель) и ромбы (эксперимент), 30 мВт/см² — штриховые линии (модель) и кружки (эксперимент). Коэффициенты детерминации r² для измеренных данных: 0,01% — 0,94 (3 мВт/см²) и 0,95 (30 мВт/см²); 0,05% — 0,99 и 0,99; 0,1% — 0,98 и 0,94; 0,5% — 0,87 и 0,99.