Introduction
В этой работе мы приводим оригинальный подход к эндотелиальной кератопластики, основанный на использовании фемтосекундного лазера, чтобы подготовить донорской ткани и ближней инфракрасной диодный лазер сварить ее на кровать получателя. Интраоперационное измерение донорской роговицы необходимо правильно спроектировать размеры донорской ткани. Эндотелиальная кератопластика была предложена в последние годы, чтобы заменить сквозной кератопластики в лечении эндотелиальной 1,2 заболевания. Основным преимуществом этого метода является визуальный быстрее восстановление, по отношению к проникающей кератопластики, снижение анестезии во время операции, уменьшением риска отторжения трансплантата и сохранения целостности глаза. Основным фактором риска является послеоперационный донор lenticule дислокации. Стандартная техника выполняется путем вставки доноров эндотелий в конечном положении, где она ведет инъекции пузырька воздуха: нет швов не используются из-за механического, биофизической и размерной Чараcteristics эндотелия. Более того, визуальные восстановления зрения может быть ограничен в основном из-за несоответствия между донорами и получателями тканей из-за плотной тканью пересаженной.
Здесь мы представляем процедуру в выполнении эндотелия кератопластики, которые могут преодолеть эти основные проблемы. Донором эндотелий может быть уверен в своем конечном положении с помощью метода лазерной сварки. Это контролируется и локализованы процесс фототермическая: он может быть вызван на границе донор / получателя. Он был изучен в течение последних десяти лет, и предложил в сквозной кератопластики и в трансплантации эндотелия 3-5. Ближней инфракрасной области света (длина волны: 810 нм), излучаемый лазером низкой мощности диода поступает к биологической ткани в области раны. Роговица, естественно, прозрачным для этой длины волны: для того, чтобы сделать эту ткань, чтобы поглощать лазерное излучение, необходимо окрасить его с хромофора. Предложил краситель стерильной насыщениеd водный раствор индоцианина Грин (МКГ). Мы показали, что, когда ткани роговицы правильно окрашивали этого препарата ICG, это показывает пик поглощения при 810 нм 6. Кроме того, МКГ широко используется в клинической диагностике и его безопасность уже показали в людях. Окрашивали роговицы поглощает энергию света лазерный диод и основной эффект в результате рост контролируется температура на места сварки. Нет тепловые эффекты не вызываются в неокрашенных тканей. Повышение температуры вызывает обратимое тепловой денатурации в стромальных коллагена, с немедленным закупорки раны при охлаждении стенок. Это лазерная сварка эффект, во-первых продемонстрировано в хирургии катаракты 7,8 и сквозной кератопластики 9,10. Наиболее эффективный подход, который мы представляем в этой статье был изучен для применения в эндотелиальных кератопластики.
В предлагаемом хирургии, одиночные лазерные пятна (продолжительностью в десятки мс) аре доставлены в ткани, в результате чего фототермического эффекта локализованного в измерении месте (несколько сотен мкм в диаметре): индуцированный эффект лазерной сварки трудно, состоящий из коагуляции коллагена в замкнутом донор / интерфейс хоста. Результат денатурации коллагена в сварном сайта сильной адгезией между донорами и принимающими тканей, тем самым обеспечивая сшивающий эффект, который невозможно получить с помощью стандартного метода (стежков). Ткань восстанавливает свою природную внешность в короткий следовать до (1 месяц) и адгезия между донором / тканей хозяина улучшается сварки, представленной в очень ранней стадии заживления.
Чтобы избежать другой основной риск эндотелиальной кератопластики, т.е. трансплантата толстой донорской ткани, интраоперационной оптической когерентной томографии (ОКТ) используется: коммерческий устройство измеряет толщину донорской роговицы, таким образом, чтобы правильно вырезать профиль может быть разработан сfemtosec лазер. Предложил "все лазер" эндотелия трансплантата, таким образом, кажется, улучшить клинические результаты этого минимально инвазивной хирургии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Исследование было проведено с перспективно одобрения Комитета по этике больницы; информированное согласие было получено. Исследование было в приверженности к принципам Хельсинкской декларации.
1. Донор эндотелия Подготовка
- Используйте донорской роговицы, подготовленный местным банком глаз при комнатной температуре.
- В комнату хирургии, вытащить донорской роговицы с ее доставки контейнера и отделил решение для сохранения тканей и питания, которые используется для роговицы транспорта.
- Поместите доноров Corneo-склеры обода над искусственным передней камеры, в которых жидкость может течь и создать переменную давление; покрыть роговицу с тканью удерживающей головкой.
- Подключите искусственный переднюю камеру (AAC) через 3-ходовой разъем к шприц с сохранением роговицы и питания жидкости.
- Используйте компрессионное кольцо надежно удерживать держатель на месте.
- Используйте СырИнге подключен к AAC для поддержания внутрикамерного давление: не заполнять переднюю камеру с сохранением ткани раствором до достижения оптимального давления (см 1.7). Закройте разъем.
- Проверьте давление в передней камере с пальцем. не Изменение внутреннего давления до достижения правильного внутреннего давления (в диапазоне 60-70 мм рт.ст.). Закройте 3-контактный разъем.
- Измерьте толщину донорской роговицы с оптической когерентной Thomography (OCT). Поддержание передней камеры с этой роговицы в фиксированном положении в передней части прибора оптики, а затем взять полный приобретение толщина-окт.
2. фемтосекундный лазер Подготовка доноров эндотелия
- Выполнение аппланационной из донорской роговицы под фемтосекундного лазерного устройства. Используйте femtosec лазер, чтобы сократить донорской ткани с трех последующих сокращений: задний боковой фракции, полностью пластинчатой и переднего бокового разреза. Установите следующие параметры для трех разрезов.
- Для полного пластинчатого разреза (растра, начать), установить глубину резки, соответствующий тонком месте донорской роговицы (измеряется с центра развертывания, как описано в 1.8), всегда вычитания 95 мкм. Установите энергии импульса в диапазоне 0,8-0,9 мкДж (в зависимости от рабочей глубины). Установите диаметр 8,7 мм. Установите касательной разделение пятна до 2 мкм. Установите радиальный разделение пятна до 2 мкм.
- Для передней боковой порез, установить глубину задней 30 мкм глубже, чем предыдущей полной пластинчатой разреза. Установите энергии импульса 2,10 мкДж; Диаметр до 8,6 мм; Разделение место до 3 мкм, в то время как расстояние между слоями до 3 мкм.
- Для разреза задней стороне, найдите передняя глубина задней стороне сократить 30 мкм вперед, чем полный пластинчатой разреза. Установите глубину позади 900 мкм. Установите энергии импульса 2,10 мкДж; Диаметр до 8,3 мм; разделение место до 2 мкм; разделительный слой до 2 мкм.
3. Получатель Подготовка глаз
- Подготовка больного к операции. Сделайте один 4,00 мм роговицы разрез в 12 часов с 4,0 мм откалиброванных лезвие. Сделайте один лимбальной парацентез с 1,2 мм откалиброванных лезвия, размещенных на 2 часа. Сделайте еще один лимбальной парацентез в 6 часов с колотой ножом 30 °.
- Вставьте переднюю камеру сопровождающего в передней камере пациента, через 2:00 пункции.
- Выполните одно диаметр 8,2 мм круговой descemetorexis с выделенной крючок.
- Снимите мембрану Десцемета и эндотелий от задней стромы и удалить ткани с Десцемета крючок.
4. Подготовка хромофора
- Положите 1 мг индоцианина зеленый порошок в 1,5 мл микроцентрифужных трубки.
- Добавить 9 мг стерильной воды (раствор ICG воды 10% в / в).
- Вручную смешать порошок МКГ и воду с металлической мешалкой.
5. Окрашивание доноров эндотелия
- Поместите доноров эндотелий на широкой части Бусин инжектор, с внутренней стороны в контакте с поверхностью инжектора.
- Пятно внутреннюю сторону донора эндотелия с хромофора растворе, в его периферийной части, с помощью шпателя. Правильно окрашенных тканей имеет однородную зеленоватый цвет. Подождите 3 мин перед началом шаг 5.3.
- Потяните доноров эндотелий на передней части Бусин инжектор, прокат.
6. Установка эндотелия доноров
- Возьмитесь и вставьте сложенный доноров эндотелий с помощью атравматичные коаксиальные щипцы для эндотелия lenticule.
- Снимите переднюю камеру сопровождающего.
- Шовный разрез роговицы и парацентез (выполняется на этапе 3.1) с нейлон 10,0 одном Стич.
- Вводите воздушный пузырь разворачиваться донорской ткани и прижать ее к роговице реципиента. Воздушный пузырь должен компletely заполнить пространство передней камеры.
7. Лазерная сварка
- Поместите доноров lenticule в центре роговицы реципиента, изнутри с крюком или перемещение пузырьков воздуха извне роговицы с помощью шпателя.
- Используйте диодный лазер, излучающий на 810 нм, оснащенный ядро мкм диаметром 300 стерильного волоконно-оптических, с 0,22 в числовой апертурой (NA).
- Держите кончик волокна за пределами глазного яблока, и доставить лазерное излучение в направлении окрашенных эндотелия, через прозрачную ткань роговицы. Наконечник волокна в конфигурации без контактов.
- Используйте следующие параметры для лазера: точечном режиме излучения, длительность 70-80 мсек импульса, 35-40 мДж в импульсе. He-Ne-направленный луч на.
- Доставка одиночные лазерные пятна на окрашенных периферии доноров эндотелия. Доставка пятна последовательно: последний аспект является кольцом пятен на периферии донорского lenticule. Расстояние между двумя ADJAцент пятна центр дубль диаметром пятна.
- Применение контактных линз на глаза пациента, вместе с 0,3% тобрамицина и 0,1% дексаметазона глазной суспензии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
"Все лазер" хирургическая процедура предлагается выполнить минимально инвазивной пересадка роговицы. Процедура легко выполнять (рисунок 1): по отношению к стандартной эндотелия трансплантата только этапы измерения толщины роговицы, окрашивание донорской ткани и доставки лазерного света добавляют. Достигнутые преимущества в значительной степени компенсировать повышенный хирургический время нескольких минут. Использование интраоперационной октября по измерить толщину роговицы донора и фемтосекундного лазера, используемого для настройки размеров донор lenticule позволяет улучшение адгезии интерфейса донор / хост (рисунок 2). При этом, операция предназначена следуя потребностям и морфологических характеристик конкретного пациента. Процедура лазерной сварки обеспечивает немедленное закрытие донор / принимающих интерфейсов 4. В стандартной методике, это не возможно, чтобы шов донорской ткани в любом случае, из-за выводае его биомеханических характеристик и местоположения. Общая послеоперационная риск донор lenticule дислокации. По нашему опыту, донор эндотелий дислокации не встречается ни в одном из 15 пациентов. Для достижения этой цели важно обеспечить полное кольцо пятен, охватывающих наружный диаметр интерфейса донор / получателя. В начале клинических испытаний, мы провели полукруглую сварки траектории в отдельных пациентов. В одном из этих пациентов, страдающих от дистрофии Фукса с дефицитом роговицы, наблюдалось частичное вывих lenticule (смотри рисунок 3): адгезия интерфейса было видно только на сварном участке. По этой причине, мы экспериментировали процедуру доставки полное кольцо пятен, с оптимизированными результатами.
Рисунок 1: Эндотелиальная Пересадка. (А) Донор эндотелий положить на инжектора и его внутренняя поверхность окрашивают водным раствором индоцианина зеленого. (Б) Эндотелий вставляется внутрь глаза пациента и расположены в ее окончательном и правильное расположение. (С и D), лазерной сварки обеспечивается с внешней стороны, обеспечивая одиночные пятна с оптического волокна сердечника диаметром 300 мкм, установленный на наконечнике.
Рисунок 2: Послеоперационные результаты лампа () изображение щели трансплантированных глаза, через 1 неделю после операции.. Нет остаточного МКГ отсутствует, повреждение фототермическая на донор / интерфейс хоста не видно. (B), октябрь образ пересаженным эндотелия с предложенной методики "лазерного" все и без выполнения донорской роговицы измерения толщины (1неделю после операции). Пересаживают эндотелия толщиной, с плохой адгезии на периферии. (С) октября образ пересаженным эндотелия с предложенной "все лазерной техники" и восьмеричные донорской роговицы измерения толщины (1 неделя после операции). Толщина lenticule регулярно и сцепление хорошее.
Рисунок 3: эффективность лазерной сварки октября образ частично сварной эндотелия у пациентов с дистрофией Фукса, 1 день после операции.. У этого пациента, только часть эндотелия приварены стромы получателя: донор lenticule дислокации наблюдалось в первый день после операции; Это изображение показывает доказательства того, что клей эффект присутствует только в сварных сайтов (белая стрелка).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
"Все лазер" эндотелия пересадка оригинальный подход к минимально инвазивной пересадка роговицы.
Все процедуры, описанные в протоколе были выполнены в операционной комнате, наблюдая гигиенический и стерилизации порядке, которые общей практики во время операций, таких как использование стерилизованной перчатки, халат, маску и колпачок. Решение МКГ был подготовлен в комнату хирургии, вскоре перед его применением в окраске доноров эндотелий. Порошок МКГ, воду и все инструменты, используемые для приготовления раствора для окрашивания были стерильны и коммерчески доступны для использования в человеческих субъектов. Лазерный оптоволоконный стерилизуют и был установлен на конкретной части руки, так что он может быть использован в соответствии с операционного микроскопа.
В предлагаемом подходе, с использованием интраоперационного ОКТ давать правильное измерение толщины донорской ткани. Эта информация используется для ДезиGN персонализированные сократить профиль, с желаемым и уменьшенной толщиной донор lenticule, с использованием фемтосекундного лазера, чтобы сократить донорской ткани. Процедура лазерной сварки обеспечивается, тем самым стабилизируя доноров lenticule положение в постели реципиента. Этот метод позволяет уменьшить донорской ткани дислокаций риск: в меру наших знаний, это единственный способ шов донорской эндотелий в постели получателя.
Важнейшим аспектом этой процедуры является то, что решение МКГ должен быть подготовлен в операционной комнате, незадолго до его использования. Это связано с оптическими свойствами, что МКГ быстро деградирует. Улучшение может быть реализация готовой к использованию комплекта. Другим важным аспектом является то, что процедура окрашивания представляет трудности в процедуре эндотелиальной трансплантации, потому что хирург должен окрасить внутреннюю сторону доноров lenticule. Кроме того, процесс лазерной сварки, не могут быть выполнены в донорской ткани, который тоньше, чем 50 мкм. Тем не менее, послеоперационные результаты обнадеживают распространение процедуры и дальнейшей эксплуатации в других областях хирургии. Как оно обеспечивает способ сшить тонкие ткани, которые находятся в труднодоступных местах, возможность применения той же процедуры в микрососудистой анастомоза или в закупорки сумке капсулы хрусталика. Для достижения этих целей, следующий шаг в научно-исследовательской деятельности будет стандартизация процедуры, проектирование платформы интеграции системы видения и автоматизированную систему доставки для лазерного света, чтобы сварить ткани, которые могут быть адаптированы к различным хирургическим сцен и цели ткань.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
Авторы хотели бы поблагодарить FORTE проекта, финансируемого региона Тоскана (ПОР Creo FESR 2007-2013, Бандо Unico R & S 2012), ЕС FP7 ECHORD ++ Эксперимент LA-Розы, которые частично поддерживаемые научно-исследовательской деятельности, и 7РП BiophotonicPlus проекта "Lite" под застройку региона Тоскана.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Indocyanine Green | Pulsion Medical Systems, Germany | ICG-PULSION (http://www.pulsion.com/international-english/perfusion/icg-pulsion/) | Alternative product: IC-GREEN, Akorn Inc., Lake Forest, Illinois- US (http://www.icginjection.com/) |
| Femtosecond Laser | Abbott Medical Optics, Abbott Laboratories Inc. Abbott Park, Illinois, USA | iFS150 (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 Laser | E.l.En. Group s.pa., Calenzano-FI, Italy (http://www.elengroup.com/en/divisions/medical) | Mod. WELD 800 | |
| Artificial Anterior Chamber | CORONET, corneal graft products. Network Medical Products Ltd. Coronet House, Kearsley Road, Ripon, North Yorkshire, HG4 2SG, UK | Artificial Anterior Chamber (A.A.C.) with large and small tissue-retaining heads. Code 51-935 (http://www.networkmedical.co.uk/ophthalmic_artificial_ anterior_chamber.html) |
|
| Solution for tissue preservation and nutrition | AL.CHI.MI.A. Srl, Viale Austria 14, 35020 - Ponte S. Nicolò - PD ITALY |
Carry-C media for corneal deturgescence and transport at room temperature - 12 x 50 ml (http://www.alchimiasrl.com/en/organ-culture-at-31°-c-eb/carry-c-eb) |
References
- Tan, D. T., Dart, J. K., Holland, E. J., Kinoshita, S.
- El Husseiny, M. A., Manero, F., Gris, O., Elies, D. Historical Review and Update of Surgical Treatment for Corneal Endothelial Diseases. Ophthalmol Ther. , (2014).
- Rossi, F., et al. Laser tissue welding in ophthalmic surgery. J Biophotonics. 1 (4), 331-342 (2008).
- 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).
- Rossi, F., et al. All-laser' endothelial corneal transplant in human patients. Proc. SPIE Ophthalmic Technologies XXII. 8209, 82091O-1-82091O-3 (2012).
- 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).
- Menabuoni, L., et al. Laser-assisted corneal welding in cataract surgery: retrospective study. J Cataract Refract Surg. 33 (9), 1608-1612 (2007).
- 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).
- Menabuoni, L., et al. The 'anvil' profile in femtosecond laser-assistedpenetrating keratoplasty. Acta Ophthalmol. 91 (6), e494-e495 (2013).
- 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).
