방법 논문

"모든 레이저"내피 세포 이식

DOI:

10.3791/52939

⸱

2015년 7월 6일

 ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Applied Physics, Italian National Research Council, 2U.O. Oculistica, Nuovo Ospedale Santo Stefano

이 논문에서

요약

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

내피 이식에서는 모든 레이저 시술이 제안됩니다. 이 수술 기법은 펨토초 레이저를 사용하여 기증자 조직을 준비하는 것을 기반으로 합니다. 그런 다음 레이저 용접 기술을 사용하여 기증자 내피를 올바른 위치에 고정합니다.

초록

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"전체 레이저" 보조 내피 각막 성형술은 기증자 조직을 의도한 깊이로 절단하는 데 사용되는 펨토초 레이저와 각막 조직을 용접하기 위해 근적외선 다이오드 레이저로 수행되는 절차입니다. 제안된 기술은 내피 각막 성형술의 세 가지 주요 목표를 달성할 수 있게 해줍니다: 기증자 조직의 두께를 정밀하게 조절하는 것; 수혜자 침대에 쉽게 삽입할 수 있으며 기증자 렌티큘 탈구의 위험이 줄어듭니다. 기증자 각막 두께는 기증자 조직 치수를 올바르게 설계하기 위해 광간섭 단층촬영(OCT)으로 수술실에서 측정됩니다. 펨토초 레이저는 기증자의 각막을 절단하는 데 사용됩니다. 수용자 눈은 descemetic membrane을 수동으로 벗겨내어 준비합니다. 공여체 내피를 부신 주사기에 삽입하고, 주변 내부를 적절한 발색단(Indocyanine Green의 수용액)으로 염색한 다음 전방으로 끌어당깁니다. 이식된 조직을 최종적이고 정확한 위치에 배치한 다음 안구 외부에서 다이오드 레이저 용접을 유도합니다. 이 시술은 15명 이상의 환자에게 시행되었으며, 시력이 양호하게 회복되고 기증자 렌티큘 탈구 사건이 감소하는 등 수술 성능이 개선되었음을 입증했습니다.

서론

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본 연구에서 우리는 공여 조직 및 수신자 베드 상을 용접 근적외선 레이저 다이오드를 제조하는 펨토초 레이저의 사용을 기반 각막 내피에 원래 방식을 제시한다. 공여자 각막의 수술 측정 올바르게 공여 조직 치수를 설계하는 것이 필요하다. 각막 내피는 내피 1,2- 질병 치료에 각막을 교체하는 최근에 제안되었다. 이 기술의 가장 큰 장점은 수술, 이식 거부의 감소 위험과 눈의 무결성을 보존하는 동안 각막 감소 마취를 관통에 대하여, 빠른 시력 회복이다. 주요 위험 인자는 수술 후 기증자 lenticule 탈구이다. 표준 기법이 기포 주입에 의해 유지되는 최종 위치에 도너 내피를 삽입함으로써 수행된다 : 어떤 봉합사 때문에, 생 물리적 및 기계적 치수 체인지의 사용되지내피 세포의 cteristics. 또한, 시력 회복으로 인해 이식 두꺼운 조직에 주로 있기 때문에 기증자와받는 사람의 조직 사이의 불일치 제한 할 수 있습니다.

여기에서 우리는 이러한 주요 문제를 극복 할 수있는 내피 각막 이식술을 수행의 절차를 제시한다. 도너 내피는 레이저 용접 기술을 사용함으로써 최종 위치에 확보 할 수있다. 이 제어 및 지역화 광열 과정이다 : 그것은 기증자 /받는 사람 인터페이스에서 유도 될 수있다. 그것은 지난 10 년 동안 공부하고 각막과 내피 3-5의 이식에 제안되었다. 근적외선 (파장 810 ㎚) 저전력 레이저 다이오드에 의해 방출은 상처 부위에서 생체 조직을 향해 전달된다. 각막이 파장에 자연적으로 투명하다 : 레이저 광을 흡수하여이 조직을 만들기 위해서는, 발색단 그것을 염색하는 것이 필요하다. 제안 된 염료이다 멸균 포화인도 사이 아닌 그린 (ICG)의 D 수용액. 우리는 각막 조직이 제대로이 ICG 제제로 염색 할 때, 810 nm의 6에서 흡수 피크를 나타내고 있음을 보여 주었다. 또한, ICG 널리 임상 진단에 사용되며 안전성은 이미 인간의 과목에서 입증되었다. 각막 염색은 다이오드 레이저 광 에너지를 흡수하여 생성 된 주요 효과는 용접 부위의 온도 상승을 제어한다. 아니 열 효과는 흠없는 조직에서 유도되지 않습니다. 온도의 향상은 냉각시 상처 벽 즉각적인 closuring와, 간질 콜라겐 가역적 열 변성을 유도한다. 이 레이저 용착 효과 첫째 백내장 및 각막 7,8 9,10 관통에서 입증되었다. 우리는이 논문에서 제시되는 최적화 방법은 각막 내피 세포의 응용 프로그램에 대한 연구되고있다.

제안 된 수술에서, 하나의 레이저 반점 (밀리의 지속 수십) ARE는 스폿 사이즈 (직경 ㎛의 수백) 내에 국부적 광열 효과를 초래 조직에 전달 : 유도 효과는 도너 / 호스트 인터페이스에 국한 콜라겐 광응고술 이루어진 하드 레이저 용접이다. 용접 부위 콜라겐 변성의 결과는 표준 기술에 따라서 (바늘)을 얻을 수 없다 봉합 효과를 제공하고, 도너와 호스트 조직 사이에 강한 접착력이다. 조직은 짧은 후속 (1 개월)에 그의 천연 거리는은 도너 및 / 숙주 조직과의 밀착성은 치료상의 초기 단계에 설치된 용접에 의해 향상된다.

두꺼운 공여 조직 이식 즉 내피 각막의 다른 주요 위험을 피하기 위해, intrasurgical 광 간섭 단층 OCT ()이 사용되어 정확한 절단 프로파일이 설계 될 수 있도록 상업 디바이스, 도너 각막의 두께를 측정femtosec 레이저. 제안 된 "모든 레이저"내피 이식 따라서이 최소 침습 수술의 임상 결과를 개선하는 것 같다.

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프로토콜

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이 연구는 병원 윤리위원회의 전향 적으로 승인 하였다; 동의서를 얻었다. 이 연구는 헬싱키 선언의 원칙을 준수했다.

1. 기증자 내피 준비

  1. 실온에서 지역 안구 은행에 의해 제조 된 기증자의 각막을 사용합니다.
  2. 수술실에서의 배달 컨테이너에서 기증자의 각막을 당겨 각막 전송에 사용되는 조직의 보존과 영양에 대한 솔루션을 구별.
  3. 액체가 흘러 변수 압력을 만들 수있는에 인공 전방, 이상 기증자 corneo - 공막 림을 놓고; 조직 유지 헤드와 각막을 커버합니다.
  4. 각막 보존 및 영양 액체로 가득 주사기에 3 방향 커넥터를 통해 인공 전방 (AAC)를 연결합니다.
  5. 장소에 안전하게 고정을 유지하기 위해 압축 링을 사용합니다.
  6. SYR를 사용하여최적 압력 (1.7 참조​​)에 도달 할 때까지 조직 보존 용액으로 전방을 채우 인게은 전방 내 압력을 유지하기에 접속 AAC. 커넥터를 닫습니다.
  7. 손가락으로 전방 내부의 압력을 테스트합니다. (범위 60 ~ 70 mmHg로에서) 오른쪽 내부 압력에 도달 할 때까지 내부 압력을 변경합니다. 3 방향 커넥터습니다.
  8. 빛 간섭 Thomography OCT ()와 도너 각막의 두께를 측정한다. 악기 광학 앞에 고정 된 위치에 그 각막과 전방을 유지하고 전체 두께 10월 수집을.

기부자 내피 2. 펨토초 레이저 준비

  1. 펨토초 레이저 장치에서 기증자의 각막의 압평을 수행합니다. 후방 사이드 컷, 전체 층상 및 전방 사이드 컷 : 세 이후의 상처와 기증자의 조직을 잘라 femtosec 레이저를 사용합니다. 세 인하에 대해 다음 매개 변수를 설정합니다.
    1. 전체 라멜라 컷 (래스터 패턴, 아웃 시작)의 경우, 항상 95 μm의 감산 (1.8에 기재된 바와 같이 OCT를 사용하여 측정) 공여자 각막의 얇은 포인트에 대응하는 절단 깊이를 설정한다. 범위 (작업 깊이에 따라 다름) 0.8-0.9 μJ의 펄스 에너지를 설정합니다. 8.7 mm의 직경을 설정합니다. 2 μm의 접선 장소의 분리를 설정합니다. 2 μm의 반경 자리 분리를 설정합니다.
    2. 전방 사이드 컷의 경우, 이전의 전체 라멜라 컷 30 μm의 깊은 후방 깊이를 설정합니다. 2.10 μJ에 펄스 에너지를 설정; 8.6 mm의 직경; 층 분리 동안 3 μm의 3 μm의 자리 분리.
    3. 후방 사이드 컷의 경우, 후방 측의 전방 깊이가 전체 라멜라 컷보다 전방으로 30 μm의 컷 찾습니다. 900 μm의 후방 깊이를 설정합니다. 2.10 μJ에 펄스 에너지를 설정; 8.3 mm의 직경; 2 μm의 자리 분리; 2 μm의 층 분리.

3.받는 사람 눈 준비

  1. 수술 환자를 준비합니다. 블레이드를 사전 교정 4.0 mm의 12시 한 4.00 mm의 각막 절개를합니다. 2시에 배치 1.2 mm의 사전 교정 블레이드 하나 윤부 천자를 확인합니다. 30 ° 자상 칼과 6시 방향에서 다른 윤부 천자를 확인합니다.
  2. 2시 천자를 통해, 환자의 전방에 전방 메인테이너를 삽입합니다.
  3. 전용 후크 한 8.2 mm 직경의 원형 descemetorexis을 수행합니다.
  4. 후방 기질에서 데스 메 막을와 내피를 벗겨과 데스 메 후크와 조직을 제거합니다.

4. 발색단 준비

  1. 1.5 ml의 microcentrifuge 관에서 인도 사이 아닌 그린 분말 1 mg을 넣어.
  2. 멸균 9 mg을 추가 (ICG 수용액은 W / W 10 %).
  3. 수동 금속 교반기 ICG 가루와 물을 혼합한다.

기부자 내피 5. 염색

  1. 분사 장치 표면과 접촉하는 내부면이 되네요 인젝터의 넓은 부분에 도너 내피을 넣어.
  2. 주걱을 사용하여, 그 주변 부분에, 발색 용액 도너 내피의 내측 얼룩. 제대로 스테인드 조직은 균일 한 녹색 색상을 가지고있다. 단계 5.3을 시작하기 전에 3 분을 기다립니다.
  3. 되네요 - 인젝터의 앞쪽 부분에 기증자의 내피 세포를 당겨, 압연.

6. 기증자 내피 삽입

  1. 잡고 내피 lenticule에 대한 외상성 동축 집게를 사용하여 접힌 기증자의 내피 세포를 삽입합니다.
  2. 전방 메인테이너를 제거합니다.
  3. 각막 절개와 나일론 10.0 단일 스티치와 천자 (3.1 단계에서 수행)를 봉합.
  4. 공여 조직을 전개하고 수신자 각막에 대해 그것을 누르는 기포 주입한다. 공기 방울 미리보기 다운로드합니다letely 전방 공간을 채우기.

7. 레이저 용접

  1. 후크 또는 주걱으로 각막의 외부로부터 공기 기포 이동 내부로부터, 수신자 각막의 중앙에 도너 lenticule 배치.
  2. 개구 수 (NA) 0.22과 같이 300 μm의 코어 직경 멸균 광섬유 갖춘 810 nm에서 발광 다이오드 레이저를 사용한다.
  3. 안구 외측 섬유 팁을 유지하고, 투명한 각막 조직을 통해 염색 내피 향해 레이저 광을 전달한다. 광섬유 팁은 비접촉 구성이다.
  4. 단일 지점 방출 모드, 70 ~ 80 밀리 초 펄스 폭, 펄스 당 35 ~ 40 엠제이 : 레이저에 대해 다음 설정을 사용합니다. 그는 느가에 빔을 목표로합니다.
  5. 기증자 내피 세포의 염색 주변에 하나의 레이저 스팟을 제공합니다. 순차적으로 스폿 배달 : 최종 형태는 도너 lenticule의 주위에 스폿의 링이다. 두 adja 사이의 거리센트 명소 센터 스폿 직경의 두 배입니다.
  6. 토 브라 마이신 0.3 % 및 0.1 % 덱사메타손 안과 현탁액과 함께, 환자의 눈에 콘택트 렌즈를 적용.

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결과

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"모든 레이저"수술은 최소 침습 각막 이식을 수행하기 위해 제안된다. 대하여 표준 내피 이식, 각막 두께 측정 공여 조직을 염색 첨가 레이저 광 전달의 단계들 : 절차 (도 1 참조)을 수행하기 쉽다. 달성 이점은 주로 몇 분의 증가 수술 시간을 보상한다. 공여자 각막 두께와 도너 lenticule 치수를 지정하는 데 사용 펨토초 레이저를 측정하기 위해 수술 중의 OCT 사용 도너 / 호스트 인터페이스의 밀착성을 개선하는 것이 가능하다 (도 2 참조). 이렇게함으로써, 수술이 필요하고 단일 환자의 형태 학적 특성은 다음 설계된다. 레이저 용접 과정은 도너 / 호스트 인터페이스 (4)의 폐쇄를 즉시 제공한다. 표준 기술에서는, O 때문에, 어떤 방식 으로든 공여 조직을 봉합 할 수 없다그것의 생체 역학적 특성과 위치 F. 일반적인 수술 위험 도너 lenticule 전위이다. 우리의 경험에 의하면, 기증자 내피 탈구는 15 치료를받은...

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토론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

"모든 레이저"내피 이식은 원래의 접근 최소 침습 각막 이식하는 것입니다.

프로토콜 내에서 설명하는 모든 절차는 멸균 장갑, 가운, 마스크와 모자의 사용으로 수술하는 동안 일반적인 관행이다 위생과 살균 과정을 관찰, 수술 실에서 실시 하였다. ICG 용액은 곧 도너 내피 염색에서의 도장 전에, 수술실에서 제조 하였다. ICG 분말, 물 및 염색 용액을 제조하는 데 사용되는 모든 도구는 멸균 및 인체에 사용하기위한 상업적으로 입수 하였다. 레이저 광섬유는 살균하고 수술 현미경에 사용할 수 있도록, 특정 핸드 피스에 장착 하였다.

제안 된 접근법에서, 수술 중의 OCT 사용 도너 조직 두께의 정확한 측정을 제공한다. 이 정보를 사용하는 DESIGN 개인화 컷 프로필 원하는 감소 도너 lenticule 두께, 펨토초 레이저를 이용하여 공여 조직을 절단한다. 레이저 용접 절차에 따라서받는 침대 도너 lenticul...

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공개 사항

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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

감사의 글

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저자는 토스카나 지역 (POR CREO FESR 2007-2013, 반도 유니코 R & 2012 S)에 의해 투자 FORTE 프로젝트, 부분적으로 연구 활동을 지원하는 유럽 연합 (EU) FP7 ECHORD ++ 실험 LA-장미, 그리고 부여 된 FP7 BiophotonicPlus 프로젝트 "라이트"감사드립니다 토스카 지역별.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Indocyanine GreenPulsion Medical Systems, 독일ICG-PULSION (http://www.pulsion.com/international-english/perfusion/icg-pulsion/)대체 제품: IC-GREEN, Akorn  Inc., Lake Forest, Illinois- US (http://www.icginjection.com/)
Femtosecond Laser 애보트 메디컬 옵틱스,  Abbott Laboratories Inc. 미국 일리노이주 애보트 파크iFS150 (http://www.abbottmedicaloptics.com/products/refractive/ilasik/ifs-advanced-femtosecond-laser)
Optical Coherence Tomography (OCT)Carl-Zeiss Meditec, Dublin, California- US (http://www.zeiss.com/meditec/en_de/home.html)Visante
Diode LaserE.l.En. Group s.pa., Calenzano-FI, 이탈리아 (http://www.elengroup.com/en/divisions/medical)Mod. WELD 800
인공 전방 챔버코로넷, 각막 이식 제품. Network Medical Products Ltd. Coronet House, Kearsley Road, Ripon, North Yorkshire, HG4 2SG, 영국크고 작은 조직 유지 헤드가 있는 인공 전방 챔버(A.A.C.). Code 51-935 (http://www.networkmedical.co.uk/ophthalmic_artificial_
anterior_chamber.html)
조직 보존 및 영양 솔루션   알. CHI.MI.A. Srl, Viale Austria 14, 35020 - Ponte S. Nicolò - PD
  이탈리아		막 제거용 Carry-C 배지 - 실온 운송 - 12 x 50 ml (http://www.alchimiasrl.com/en/organ-culture-at-31°-c-eb/carry-c-eb)
각

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Tan, D. T., Dart, J. K., Holland, E. J., Kinoshita, S. Corneal transplantation. Lancet. 379 (9827), 1749-1761 (2012).
  2. El Husseiny, M. A., Manero, F., Gris, O., Elies, D. Historical Review and Update of Surgical Treatment for Corneal Endothelial Diseases. Ophthalmol Ther. , (2014).
  3. Rossi, F., et al. Laser tissue welding in ophthalmic surgery. J Biophotonics. 1 (4), 331-342 (2008).
  4. Pini, R., et al. Combining femtosecond laser ablation and diode laser welding in lamellar and endothelial corneal transplants. Proc. SPIE Ophthalmic Technologies XVIII. 6 (844), 684411-1-684411-7 (2008).
  5. Rossi, F., et al. All-laser' endothelial corneal transplant in human patients. Proc. SPIE Ophthalmic Technologies XXII. 8209, 82091O-1-82091O-3 (2012).
  6. Rossi, F., Pini, R., Menabuoni, L. Experimental and model analysis on the temperature dynamics during diode laser welding of the cornea. J Biomed Opt. 12 (1), 014031-1-014031-7 (2007).
  7. Menabuoni, L., et al. Laser-assisted corneal welding in cataract surgery: retrospective study. J Cataract Refract Surg. 33 (9), 1608-1612 (2007).
  8. Buzzonetti, L., et al. Laser Welding in Penetrating Keratoplasty and Cataract Surgery in Pediatric Patients. Early Results. J Cataract Refract Surg. 39 (12), 1829-1834 (2013).
  9. Menabuoni, L., et al. The 'anvil' profile in femtosecond laser-assistedpenetrating keratoplasty. Acta Ophthalmol. 91 (6), e494-e495 (2013).
  10. Canovetti, A., et al. Laser-assisted penetrating keratoplasty: one year’s results in patients, using a laser-welded “anvil”-profiled graft. Am J Ophthalmol. 158 (4), 664-670 (2014).

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