"Całkowicie laserowy" przeszczep śródbłonka

Podsumowanie

W przeszczepie śródbłonka proponuje się całkowicie laserową procedurę. Technika chirurgiczna opiera się na wykorzystaniu lasera femtosekundowego do przygotowania tkanki dawcy. Następnie stosuje się technikę spawania laserowego, aby zabezpieczyć śródbłonek dawcy we właściwej pozycji.

Streszczenie

Zabieg keratoplastyki śródbłonka wspomagany "w całości laserem" to zabieg, który jest wykonywany za pomocą lasera femtosekundowego używanego do cięcia tkanki dawcy na zamierzonej głębokości, oraz lasera diodowego bliskiej podczerwieni do spawania tkanki rogówki. Proponowana technika pozwala osiągnąć trzy główne cele w keratoplastyce śródbłonka: precyzyjną kontrolę grubości tkanki dawcy; Łatwe wprowadzenie do łoża biorcy i zmniejszenie ryzyka zwichnięcia soczewki dawcy. Grubość rogówki dawcy jest mierzona na sali operacyjnej za pomocą optycznej koherentnej tomografii (OCT), w celu prawidłowego zaprojektowania wymiarów tkanki dawcy. Laser femtosekundowy służy do przecięcia rogówki dawcy. Oko biorcze jest przygotowywane poprzez ręczne zdejmowanie powłoki z błony brzusznej. Śródbłonek dawcy jest wprowadzany do wstrzykiwacza Busin, obwodowa strona wewnętrzna jest barwiona odpowiednim chromoforem (wodnym roztworem zieleni indocyjaninowej), a następnie jest wciągana do komory przedniej. Przeszczepioną tkankę umieszcza się w docelowym i prawidłowym miejscu, a następnie indukuje się spawanie laserem diodowym z zewnątrz gałki ocznej. Zabieg został przeprowadzony u ponad 15 pacjentów, co świadczy o poprawie wydajności operacyjnej, z dobrym przywróceniem ostrości wzroku i zmniejszeniem zwichnięcia soczewki dawczej.

Wprowadzenie

W tej pracy prezentujemy oryginalne podejście do keratoplastyki śródbłonka, oparte na użyciu lasera femtosekundowego do przygotowania tkanki dawcy i lasera diodowego bliskiej podczerwieni do przyspawania jej do łoża biorcy. Śródoperacyjny pomiar rogówki dawcy jest niezbędny do prawidłowego zaprojektowania wymiarów tkanki dawcy. W ostatnich latach zaproponowano keratoplastykę śródbłonka w celu zastąpienia keratoplastyki penetrującej w leczeniu chorób śródbłonka^1,2. Główną zaletą tej techniki jest szybsza rekonwalescencja wzrokowa w odniesieniu do keratoplastyki penetrującej, zmniejszone znieczulenie podczas operacji, zmniejszone ryzyko odrzucenia przeszczepu i zachowanie integralności oka. Głównym czynnikiem ryzyka jest pooperacyjne zwichnięcie soczewki dawcy. Standardowa technika polega na wprowadzeniu śródbłonka dawcy w jego końcowej pozycji, w której jest on utrzymywany przez wstrzyknięcie pęcherzyka powietrza: nie stosuje się szwów ze względu na mechaniczne, biofizyczne i wymiarowe cechy śródbłonka. Co więcej, odzyskanie ostrości wzroku może być ograniczone głównie z powodu niezgodności między tkankami dawcy i biorcy z powodu przeszczepionej grubej tkanki.

Tutaj prezentujemy procedurę wykonywania keratoplastyki śródbłonka, która może przezwyciężyć te główne problemy. Śródbłonek dawcy może być zapewniony w swoim końcowym położeniu dzięki zastosowaniu techniki spawania laserowego. Jest to kontrolowany i zlokalizowany proces fototermiczny: może być indukowany na granicy faz dawca/biorca. Był badany w ciągu ostatnich dziesięciu lat i proponowany w keratoplastyce penetrującej oraz w przeszczepie śródbłonka^3-5. Światło bliskiej podczerwieni (długość fali: 810 nm) emitowane przez laser diodowy małej mocy jest dostarczane w kierunku tkanki biologicznej w miejscu rany. Rogówka jest naturalnie przezroczysta dla tej długości fali: aby ta tkanka pochłaniała światło lasera, konieczne jest zabarwienie jej chromoforem. Proponowany barwnik jest sterylnym nasyconym roztworem wodnym zieleni indocyjaninowej (ICG). Wykazaliśmy, że gdy tkanka rogówki jest odpowiednio wybarwiona tym preparatem ICG, wykazuje pik absorpcji przy 810 nm⁶. Co więcej, ICG jest szeroko stosowany w diagnostyce klinicznej, a jego bezpieczeństwo zostało już wykazane u ludzi. Zabarwiona rogówka pochłania energię światła lasera diodowego, a głównym efektem końcowym jest kontrolowany wzrost temperatury w miejscu spawania. W niezabarwionych tkankach nie są wywoływane żadne efekty termiczne. Poprawa temperatury indukuje odwracalną denaturację termiczną kolagenu zrębu, z natychmiastowym zamknięciem ścian rany po schłodzeniu. Ten efekt spawania laserowego został po raz pierwszy zademonstrowany w chirurgii zaćmy^7,8 i keratoplastyce penetrującej^9,10. Zoptymalizowane podejście, które prezentujemy w tym artykule, zostało zbadane pod kątem zastosowania w keratoplastyce śródbłonka.

W proponowanej operacji, pojedyncze plamki laserowe (trwające dziesiątki ms) są dostarczane do tkanki, co powoduje efekt fototermiczny zlokalizowany w wymiarze plamki (kilkaset μm średnicy): efektem indukowanym jest twarde spawanie laserowe, składające się z fotokoagulacji kolagenu zamkniętego na granicy dawca/gospodarz. Efektem denaturacji kolagenu w miejscu zgrzewania jest silna adhezja między tkankami dawcy i gospodarza, zapewniając tym samym efekt szycia, który jest niemożliwy do uzyskania standardową techniką (szwy). Tkanka odzyskuje swój naturalny wygląd w krótkim okresie obserwacji (1 miesiąc), a adhezja między tkankami dawcy/gospodarza ulega poprawie dzięki spawaniu zapewnionemu na bardzo wczesnym etapie fazy gojenia.

Aby uniknąć innego głównego ryzyka keratoplastyki śródbłonka, tj. przeszczepu grubej tkanki dawcy, stosuje się intrachirurgiczną optyczną tomografię koherentną (OCT): komercyjne urządzenie mierzy grubość rogówki dawcy, dzięki czemu można zaprojektować prawidłowy profil cięcia za pomocą lasera femtosec. Proponowany "całkowicie laserowy" przeszczep śródbłonka wydaje się zatem poprawiać wyniki kliniczne tej minimalnie inwazyjnej operacji.

Protokół

Badanie zostało przeprowadzone za prospektywną zgodą Komisji Etyki szpitala; uzyskano świadomą zgodę. Badanie było zgodne z założeniami Deklaracji Helsińskiej.

1. Przygotowanie śródbłonka dawcy

1. Użyj rogówki dawcy przygotowanej przez lokalny bank oczu w temperaturze pokojowej.
2. Na sali operacyjnej wyciągnij rogówkę dawcy z pojemnika do podawania i odłóż roztwór do konserwacji i odżywiania tkanek, który jest używany do transportu rogówki.
3. Umieść obrzeże rogówki i twardówki dawcy nad sztuczną komorą przednią, do której może wpływać płyn i wytwarzać zmienne ciśnienie; przykryj rogówkę głowicą zatrzymującą tkankę.
4. Podłącz sztuczną przednią komorę (AAC) przez 3-drożny łącznik do strzykawki wypełnionej płynem do konserwacji i odżywiania rogówki.
5. Użyj pierścienia zaciskowego, aby bezpiecznie przytrzymać ustalacz na miejscu.
6. Za pomocą strzykawki podłączonej do AAC należy użyć strzykawki podłączonej do układu AAC, aby utrzymać ciśnienie w komorze wewnątrzkomorowej: napełnić przednią komorę roztworem do konserwacji tkanek aż do osiągnięcia optymalnego ciśnienia (patrz 1.7). Zamknij łącznik.
7. Sprawdź palcem ciśnienie wewnątrz przedniej komory. Zmieniaj ciśnienie wewnętrzne, aż do osiągnięcia odpowiedniego ciśnienia wewnętrznego (w zakresie 60–70 mmHg). Zamknij złącze 3-stykowe.
8. Zmierz grubość rogówki dawcy za pomocą optycznej tomografii koherentnej (OCT). Utrzymuj przednią komorę z tą rogówką w stałej pozycji przed optyką instrumentu, a następnie wykonaj akwizycję pełnej grubości OCT.

2. Laserowe przygotowanie śródbłonka dawcy za pomocą lasera femtosekundowego

1. Wykonaj aplanację rogówki dawcy pod urządzeniem lasera femtosekundowego. Za pomocą lasera femtosec przeciąć tkankę dawcy za pomocą trzech kolejnych cięć: nacięcia po stronie tylnej, pełnego nacięcia blaszkowego i cięcia po stronie przedniej. Ustaw następujące parametry dla trzech cięć.
   1. Dla pełnego cięcia lamelarnego (wzór rasterowy, początek) należy ustawić głębokość cięcia odpowiadającą najcieńszemu punktowi rogówki dawcy (mierzonej za pomocą OCT zgodnie z opisem w 1.8), zawsze odejmując 95 μm. Ustaw energię impulsu w zakresie 0,8-0,9 μJ (w zależności od głębokości roboczej). Ustaw średnicę na 8,7 mm. Ustawić separację punktów stycznych na 2 μm. Ustawić promieniową separację punktową na 2 μm.
   2. W przypadku cięcia po stronie przedniej należy ustawić głębokość tylną o 30 μm głębiej niż w przypadku poprzedniego pełnego cięcia lamelarnego. Ustaw energię impulsu na 2,10 μJ; średnica do 8,6 mm; separacja punktowa do 3 μm, natomiast separacja warstw do 3 μm.
   3. W przypadku cięcia po stronie tylnej należy zlokalizować przednią głębokość cięcia po stronie tylnej 30 μm do przodu niż pełne cięcie blaszkowe. Ustaw tylną głębokość na 900 μm. Ustaw energię impulsu na 2,10 μJ; średnica do 8,3 mm; separacja punktowa do 2 μm; separacja warstw do 2 μm.

3. Przygotowanie oczu odbiorcy

1. Przygotuj pacjenta do zabiegu. Wykonaj jedno nacięcie rogówki o średnicy 4,00 mm na godzinie 12 za pomocą wstępnie skalibrowanego ostrza o średnicy 4,0 mm. Wykonaj jedną paracentezę rąbkową za pomocą wstępnie skalibrowanego ostrza 1,2 mm, umieszczonego na godzinie 2. Wykonaj kolejną paracentezę rąbka o godzinie 6 za pomocą noża kłutego pod kątem 30°.
2. Wprowadzić podtrzymujący przednią komorę do przedniej komory pacjenta, przez paracentezę godziny 2.
3. Wykonaj jeden zjazd kołowy o średnicy 8,2 mm za pomocą dedykowanego haka.
4. Usuń błonę Descemeta i śródbłonek z tylnego zrębu i usuń tkanki za pomocą haczyka Descemeta.

4. Przygotowanie chromoforu

1. Umieścić 1 mg zielonego proszku indocyjaniny w probówce mikrowirówkowej o pojemności 1,5 ml.
2. Dodać 9 mg sterylnej wody (roztwór wodny ICG ma 10% w/w).
3. Ręcznie wymieszaj proszek ICG i wodę za pomocą metalowego mieszadła.

5. Barwienie śródbłonka dawcy

1. Umieść śródbłonek dawcy na szerszej części wstrzykiwacza Busin, tak aby wewnętrzna strona stykała się z powierzchnią wtryskiwacza.
2. Wewnętrzną stronę śródbłonka dawcy zabarwić roztworem chromoforu, w jego części obwodowej, za pomocą szpatułki. Prawidłowo wybarwiona tkanka ma jednorodny zielonkawy kolor. Odczekaj 3 minuty przed rozpoczęciem kroku 5.3.
3. Pociągnij śródbłonek dawcy na przedniej części wstrzykiwacza Busin, zwinięty.

6. Zakładanie śródbłonka dawcy

1. Chwyć i włóż złożony śródbłonek dawcy za pomocą atraumatycznych współosiowych kleszczy do soczewki śródbłonka.
2. Zdemontować konserwator komory przedniej.
3. Zszyj nacięcie rogówki i paracentezę (wykonaną w kroku 3.1) za pomocą pojedynczego szwu Nylon 10.0.
4. Wstrzyknąć pęcherzyk powietrza, aby rozłożyć tkankę dawcy i przycisnąć ją do rogówki biorcy. Pęcherzyk powietrza musi całkowicie wypełnić przednią przestrzeń komory.

7. Spawanie laserowe

1. Umieścić soczewkę dawcy na środku rogówki biorcy, od wewnątrz za pomocą haczyka lub przesuwając pęcherzyk powietrza od zewnątrz rogówki za pomocą szpatułki.
2. Użyj lasera diodowego emitującego energię o długości fali 810 nm, wyposażonego w sterylny światłowód o średnicy rdzenia 300 μm, z aperturą numeryczną 0,22 (NA).
3. Trzymaj końcówkę włókna na zewnątrz gałki ocznej i dostarczaj światło lasera w kierunku zabarwionego śródbłonka przez przezroczystą tkankę rogówki. Końcówka światłowodu jest w konfiguracji bezdotykowej.
4. Użyj następujących ustawień dla lasera: tryb emisji pojedynczej plamki, czas trwania impulsu 70–80 ms, 35–40 mJ na impuls. Włączony wiązka celownicza He-Ne.
5. Dostarczyć pojedyncze plamki laserowe na barwione obrzeża śródbłonka dawcy. Dostarczaj plamki sekwencyjnie: ostatnim aspektem jest pierścień plamek na obrzeżach soczewki dawczej. Odległość między dwoma sąsiednimi punktami w środku jest równa podwójnej średnicy plamki.
6. Nałożyć soczewkę kontaktową na oko pacjenta wraz z 0,3% tobramycyną i 0,1% zawiesiną okulistyczną deksametazonu.

Wyniki

Procedura chirurgiczna "całkowicie laserowa" jest proponowana do przeprowadzenia minimalnie inwazyjnego przeszczepu rogówki. Procedura jest łatwa do wykonania (patrz ryc. 1): w stosunku do standardowego przeszczepu śródbłonka dodaje się tylko etapy pomiaru grubości rogówki, barwienia tkanki dawcy i dostarczania światła laserowego. Osiągnięte korzyści w znacznym stopniu rekompensują wydłużenie czasu operacji o kilka minut. Zastosowanie śródoperacyjnego OCT do pomiaru grubości rogówki dawcy oraz lasera fem...

Dyskusja

"All laserowy" przeszczep śródbłonka jest oryginalnym podejściem do małoinwazyjnego przeszczepu rogówki.

Wszystkie zabiegi opisane w protokole zostały wykonane na sali operacyjnej, z zachowaniem procedury higienicznej i sterylizacyjnej, które są powszechną praktyką podczas operacji, takich jak stosowanie wysterylizowanych rękawiczek, fartuchu, maski i czepka. Roztwór ICG został przygotowany na sali operacyjnej, na krótko przed jego zastosowaniem do barwienia śródbłonka dawcy. Proszek ICG, woda...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Indocyanine Green	Pulsion Medical Systems, Niemcy	ICG-PULSION (http://www.pulsion.com/international-english/perfusion/icg-pulsion/)	Produkt alternatywny: IC-GREEN, Akorn  Inc., Lake Forest, Illinois- US (http://www.icginjection.com/)
Laser femtosekundowy	Optyka medyczna Abbott,  Abbott Laboratories Inc. Abbott Park, Illinois, Stany Zjednoczone	iFS150 (http://www.abbottmedicaloptics.com/products/refractive/ilasik/ifs-advanced-femtosecond-laser)
Optyczna tomografia koherentna (OCT)	Carl-Zeiss Meditec, Dublin, Kalifornia- USA (http://www.zeiss.com/meditec/en_de/home.html)	Visante
Diode Laser	E.l.En. Grupa s.pa., Calenzano-FI, Włochy (http://www.elengroup.com/en/divisions/medical)	Mod. WELD 800
Sztuczna komora przednia	CORONET, produkty do przeszczepów rogówki. Network Medical Products Ltd. Coronet House, Kearsley Road, Ripon, North Yorkshire, HG4 2SG, Wielka Brytania	Sztuczna komora przednia (A.A.C.) z dużymi i małymi głowicami zatrzymującymi tkanki. Kod 51-935 (http://www.networkmedical.co.uk/ophthalmic_artificial_ anterior_chamber.html)
Roztwór do konserwacji i odżywiania tkanek	Al. CHI.MI.A. Srl, Viale Austria 14, 35020 - Ponte S. Nicolò - PD   WŁOCHY	Pożywka Carry-C do deturgescencji rogówki i transportu w temperaturze pokojowej - 12 x 50 ml (http://www.alchimiasrl.com/en/organ-culture-at-31°-c-eb/carry-c-eb)