Introduction
في هذا العمل ونحن تقديم نهج الأصلي للالقرنية البطانية، استنادا إلى استخدام ليزر الفيمتو ثانية لإعداد الأنسجة المانحة والقريب ليزر ديود الأشعة تحت الحمراء لحام وضعها على السرير المتلقي. القياس أثناء العملية القرنية المانحة ضروري لتصميم أبعاد الأنسجة المانحة بشكل صحيح. وقد اقترح القرنية البطانية في السنوات الأخيرة لتحل محل اختراق القرنية في علاج مرض 1،2 البطانية. والميزة الرئيسية لهذا الأسلوب هو انتعاش أسرع البصرية، وفيما يتعلق اختراق القرنية، وانخفاض التخدير أثناء الجراحة، وانخفاض مخاطر التعرض لرفض الكسب غير المشروع والمحافظة على سلامة العين. عامل الخطر الرئيسي هو بعد العملية الجراحية lenticule المانحة التفكك. يتم تنفيذ هذه التقنية القياسية عن طريق إدخال البطانة المانحة في موقفها النهائي حيث يتم الاحتفاظ بها حقن فقاعة الهواء: يتم استخدام أي خيوط بسبب شارا الميكانيكية، الفيزيائية الحيوية والأبعادcteristics من البطانة. وعلاوة على ذلك، والانتعاش حدة البصر يمكن أن يقتصر أساسا بسبب عدم التوافق بين الأنسجة المانحة والمتلقية بسبب الأنسجة السميكة المزروعة.
هنا نقدم الداخلي في أداء القرنية البطانية التي يمكن التغلب على تلك المشاكل الرئيسية. يمكن ان تتأكدوا من البطانة المانحة في موقفها النهائي من خلال استخدام تقنية اللحام بالليزر. هذه هي عملية ضوئي؛ ضوحراري للرقابة والمترجمة: أنه يمكن أن يتسبب في واجهة المانحة / المتلقي. وقد درس عليه في السنوات العشر الماضية، واقترح في اختراق القرنية وزرع من البطانة 3-5. يتم تسليم المنبعث من الليزر منخفض الطاقة الصمام الثنائي نحو الأنسجة البيولوجية في مكان الجرح: في القريب ضوء الأشعة تحت الحمراء (810 نانومتر الطول الموجي). القرنية شفافة بطبيعة الحال إلى هذا الطول الموجي: من أجل جعل هذا النسيج لامتصاص ضوء الليزر، فمن الضروري وصمة عار عليه مع حامل اللون. الصبغة المقترح هو تشبع العقيمةالحل المياه يوميا من الإندوسيانين الأخضر (ICG). أثبتنا أنه عندما اتسخت نسيج القرنية بشكل صحيح مع هذا المستحضر ICG، فإنه يدل على ذروة امتصاص عند 810 نانومتر 6. وعلاوة على ذلك، يتم استخدام ICG على نطاق واسع في التشخيص السريري، وقد أثبتت سلامته بالفعل في البشر. القرنية الملون تمتص الطاقة الضوئية ليزر ديود والأثر الناتج الرئيسي هو ارتفاع درجة الحرارة التي تسيطر عليها في موقع لحام. وبفعل أي آثار حرارية في الأنسجة غير ملوثين. تعزيز درجة الحرارة يدفع تمسخ الحراري عكسها في انسجة الكولاجين، مع closuring الفوري للجدران الجرح على التبريد. وقد تجلى هذا التأثير اللحام بالليزر أولا في جراحة الساد 7،8 واختراق القرنية 9،10. وقد تمت دراسة هذا النهج الأمثل الذي نحن نقدم في هذه الورقة لتطبيقها في القرنية البطانية.
في جراحة المقترحة، وبقع الليزر واحدة (عشرات دائم من ميللي ثانية) عالبريد تسليمها إلى الأنسجة، مما أدى إلى تأثير حراري ضوئي؛ ضوحراري المترجمة ضمن البعد بقعة (بضع مئات من ميكرون في القطر): التأثير الناجم هو اللحام بالليزر الصلب، ويتكون من الضوئي الكولاجين تقتصر على واجهة المانحة / المضيف. نتيجة لتمسخ الكولاجين في موقع الملحومة هي التصاق قوي بين الأنسجة المانحة والمضيفة، مما يوفر لها تأثير خياطة هو أن من المستحيل الحصول مع تقنية قياسية (غرز). الأنسجة يستعيد مظهره الطبيعي في فترة قصيرة متابعة (1 شهر) وتحسنت التصاق بين الأنسجة المانحة / المضيف عن طريق لحام المقدمة في مرحلة مبكرة جدا من مرحلة الشفاء.
لتجنب الخطر الرئيسي الآخر من القرنية البطانية، أي زرع الأنسجة المانحة سميكة، يتم استخدام intrasurgical التماسك البصري التصوير المقطعي (أكتوبر): يقيس جهاز التجاري سمك القرنية المانحة، بحيث خفض الشخصي الصحيح يمكن أن تكون مصممة مع الالليزر femtosec. وهكذا يبدو أن المقترح "عن ليزر" زرع الخلايا البطانية لتحسين النتائج السريرية لهذه الجراحات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد أجريت الدراسة بموافقة بأثر رجعي من لجنة الأخلاقيات في المستشفى. تم الحصول على الموافقة المسبقة. وكانت الدراسة في الانضمام إلى مبادئ إعلان هلسنكي.
1. المانحة تحضير البطانة Endothelium
- استخدام القرنية المانحة، من قبل بنك العيون محليين في درجة حرارة الغرفة.
- في غرفة الجراحة، وسحب القرنية المانحة من الحاويات تسليم والى جانب مجموعة الحل للحفاظ النسيج والتغذية الذي يستخدم لنقل القرنية.
- ضع-القرنوي الصلبة حافة المانحة على مدى الغرفة الأمامية اصطناعية، إلى التي السائل يمكن أن تتدفق وخلق ضغط متغير؛ تغطية القرنية مع رئيس الاحتفاظ الأنسجة.
- ربط الغرفة الأمامية الاصطناعي (AAC) من خلال موصل 3-الطريق إلى حقنة مليئة الحفاظ القرنية وسائل التغذية.
- استخدام حلقة ضغط لعقد التوكيل في مكان آمن.
- استخدام SYRاتصال إنجي إلى AAC للحفاظ على الضغط intracameral: ملء الغرفة الأمامية مع الحل الحفاظ على الأنسجة حتى تصل إلى ضغط الأمثل (انظر 1.7). إغلاق الموصل.
- اختبار الضغط داخل الغرفة الأمامية مع إصبع. تغيير الضغط داخل حتى الوصول إلى الضغط الداخلي الأيمن (في حدود 60-70 مم زئبق). إغلاق 3 في اتجاه الموصل.
- قياس سمك القرنية المانحة مع البصرية بالاتساق Thomography (أكتوبر). الحفاظ على الغرفة الأمامية مع أن القرنية في وضع ثابت أمام البصريات الصك ومن ثم اتخاذ اقتناء سمك-OCT الكامل.
2. إعداد الفيمتو ثانية ليزر من البطانة Endothelium المانحة
- أداء تسطح القرنية المانحة تحت جهاز ليزر الفيمتو ثانية. استخدام الليزر femtosec لقطع الأنسجة المانحة مع ثلاثة تخفيضات لاحقة: خفض الجانب الخلفي، رقائقي كاملة وخفض الجانب الأمامي. تعيين المعلمات التالية للتخفيضات الثلاثة.
- لقطع كامل رقائقي (نمط النقطية، تبدأ)، تعيين عمق قطع المقابلة لأنحف نقطة القرنية المانحة (قياس مع أكتوبر كما هو موضح في 1.8)، ليحذف دائما 95 ميكرون. ضبط الطاقة نبضة في نطاق 0،8-0،9 μJ (اعتمادا على عمق العمل). تعيين قطرها إلى 8.7 مم. تعيين فصل بقعة عرضية إلى 2 ميكرون. تعيين فصل بقعة شعاعي إلى 2 ميكرون.
- لخفض الجانب الأمامي، تعيين عمق الخلفي 30 ميكرون أعمق من خفض رقائقي الكامل السابق. تعيين الطاقة النبض إلى 2.10 μJ. قطر 8.6 مم؛ فصل بقعة إلى 3 ميكرون، في حين أن الفصل طبقة إلى 3 ميكرون.
- لخفض الجانب الخلفي، حدد عمق الأمامي من الجانب الخلفي قطع 30 ميكرون الأمامية من قطع رقائقي الكامل. تعيين عمق الخلفي إلى 900 ميكرون. تعيين الطاقة النبض إلى 2.10 μJ. قطر 8.3 مم؛ فصل بقعة إلى 2 ميكرون. فصل طبقة إلى 2 ميكرون.
3. إعداد مستلم العين
- تحضير المريض لعملية جراحية. جعل واحدة 4.00 ملم شق القرنية في 12:00 مع 4.0 ملم precalibrated النصل. جعل بزل الحوفي واحد مع 1.2 ملم precalibrated شفرة، وضعت في 02:00. جعل بزل الحوفي واحد آخر في 6:00 مع 30 درجة بسكين طعنة.
- إدراج غرفة معيل الأمامي في غرفة المريض الأمامية، من خلال بزل 02:00.
- نفذ أحد 8.2 مم descemetorexis التعميم مع ربط مخصص.
- تجريد الغشاء ديسميه والبطانة من سدى الخلفي وإزالة الأنسجة مع ربط ديسميه.
4. حامل اللون التحضير
- وضع 1 ملغ من الإندوسيانين مسحوق أخضر في أنبوب microcentrifuge 1.5 مل.
- إضافة 9 ملغ من الماء المعقم (الحل المياه ICG هو 10٪ ث / ث).
- خلط مسحوق ICG والماء مع النمام المعادن يدويا.
5. تلون البطانة Endothelium المانحة
- وضع البطانة المانحة على جزء أوسع من بوسين حاقن، مع الجانب الداخلي في اتصال مع سطح حاقن.
- وصمة عار على الجانب الداخلي من البطانة المانحة مع الحل حامل اللون، في جانبها المحيطي، وذلك باستخدام ملعقة. النسيج الملون بشكل صحيح لديها اللون الأخضر متجانسة. انتظر 3 دقائق قبل البدء في الخطوة 5.3.
- سحب البطانة المانحة على الجزء الأمامي من بوسين حاقن، تدحرجت.
6. إدراج البطانة المانحة
- فهم وإدراج البطانة المانحة مطوية باستخدام ملقط المحورية ارضحي لالبطانية lenticule.
- إزالة غرفة معيل الأمامي.
- خياطة شق القرنية وبزل (ينجز في الخطوة 3.1) مع ستيتش واحد نايلون 10.0.
- حقن فقاعة الهواء تتكشف الأنسجة المانحة وللضغط عليها ضد القرنية المتلقي. فقاعة الهواء يجب أن شركاتملء letely مساحة الغرفة الأمامية.
7. الليزر لحام
- وضع lenticule المانحة في وسط القرنية المتلقي، من الداخل مع هوك أو تحريك فقاعة الهواء من خارج القرنية مع ملعقة.
- استخدام الليزر الصمام الثنائي الباعث على 810 نانومتر، مجهزة 300 قطرها ميكرون الأساسية الألياف البصرية معقمة، مع 0.22 باعتبارها الفتحة العددية (NA).
- الحفاظ على غيض من الألياف خارج مقلة العين، وتسليم ضوء الليزر نحو البطانة الملون، من خلال نسيج القرنية شفافة. غيض من الألياف في تكوين عدم الاتصال.
- استخدام الإعدادات التالية ليزر: واحد وضع الانبعاثات الفور، 70-80 ميللي ثانية مدة النبضة، 35-40 ميغا جول لكل نبضة. انه ني تهدف شعاع جرا.
- تسليم بقع الليزر واحدة في محيط الملون من البطانة المانحة. تسليم البقع بالتتابع: الجانب الأخير هو حلقة من المواقع في محيط lenticule المانحة. المسافة بين اثنين من adjaمركز البقع المائة هو ضعف قطرها الفور.
- تطبيق العدسات اللاصقة على العين المريض، جنبا إلى جنب مع 0.3٪ التوبراميسين و 0.1٪ ديكساميثازون تعليق العيون.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
واقترح "عن ليزر" إجراء العمليات الجراحية لإجراء زراعة القرنية الغازية الحد الأدنى. هذا الإجراء هو السهل القيام بها (انظر الشكل 1): فيما يتعلق زرع البطانية القياسية فقط خطوات قياس سمك القرنية، تلطيخ الأنسجة المانحة وتقديم ضوء الليزر تضاف. المزايا التي تحققت تعوض إلى حد كبير زيادة الوقت الجراحي لدقائق قليلة. استخدام أثناء العملية أكتوبر لقياس سمك القرنية المانحة ويزر الفيمتو ثانية استخدامها لتخصيص الأبعاد lenticule المانحة يتيح تحسين واجهة المانحة / المضيف التصاق (انظر الشكل 2). في القيام بذلك، تم تصميم عملية جراحية إثر الاحتياجات والخصائص المورفولوجية للمريض واحد. وينص الإجراء اللحام بالليزر لإغلاق فوري من واجهات المانحة / المضيف 4. في تقنية القياسية، فإنه ليس من الممكن خياطة الأنسجة المانحة في أي حال من الأحوال، لأنه سو خصائصه النشاط الحيوي والمكان. خطر بعد العملية الجراحية شيوعا هو خلع lenticule المانحة. في تجربتنا، لم البطانة المانحة الخلع لا يحدث في أي من ال 15 مريضا عولجوا. للوصول إلى هذا الهدف المهم لتقديم حلقة كاملة من البقع، الذي يغطي القطر الخارجي للواجهة المانحة / المتلقي. في بداية التجارب السريرية، أجرينا مسار اللحام نصف دائري في المرضى المختارين. في واحدة من هؤلاء المرضى يعانون من ضمور Fuch مع العجز القرنية، لوحظ وجود خلع جزئي للlenticule (انظر الشكل 3): كان واجهة التصاق واضحا فقط في موقع الملحومة. لهذا السبب، فإننا جربت الإجراء تقديم حلقة كاملة من البقع، وكانت النتائج الأمثل.
الشكل 1: زرع البطانية. (A) والبطانة المانحة على حاقن واتسخت سطحه الداخلي بمحلول ماء الإندوسيانين الأخضر. يتم إدخال (B) والبطانة داخل عين المريض والمتمركزة في الموقع النهائي والصحيح لها. وتقدم (C و D) اللحام بالليزر من الخارج، وتقديم البقع واحدة مع الألياف البصرية 300 قطرها ميكرون الأساسية، التي شنت على قطعة اليد.
الشكل 2: نتائج ما بعد الجراحة (A) الشق مصباح صورة العين المزروعة، 1 في الاسبوع بعد الجراحة. لا المتبقية ICG موجودة، تلف ضوئي؛ ضوحراري في واجهة المانحة / المضيف ليس واضحا. (B) أكتوبر صورة البطانة المزروعة مع تقنية "عن ليزر" المقترحة وبدون تنفيذ المانحة القرنية قياس سمك (1بعد أسبوع والجراحة). البطانة المزروعة سميكا، مع التصاق الفقراء في محيط. (C) أكتوبر صورة البطانة المزروعة مع "كل ليزر" تقنية المقترحة وأكتوبر القرنية المانحة قياس سمك (1 في الاسبوع بعد الجراحة). وlenticule سمك غير العادية والتصاق جيدة.
الرقم 3: ليزر كفاءة لحام أكتوبر صورة البطانة ملحومة جزئيا في المريض مع ضمور Fuch (1)، بعد يوم من الجراحة. في هذا المريض، وملحومة سوى جزء من البطانة على سدى المستلم: لوحظ المانحة lenticule خلع في اليوم الأول بعد الجراحة. هذه الصورة تظهر أدلة على أن تأثير اللصق كان موجودا فقط في مواقع اللحام (السهم الأبيض).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
و"عن ليزر" زرع الخلايا البطانية هو نهج الأصلي لزرع القرنية الغازية الحد الأدنى.
تم تنفيذ جميع الإجراءات الموضحة في البروتوكول في غرفة الجراحة، ومراقبة إجراءات النظافة والتعقيم التي هي الممارسات الشائعة أثناء العمليات الجراحية، مثل استخدام معقم القفازات، وثوب، وقناع وقبعة. وقد أعد الحل ICG في غرفة الجراحة، قريبا قبل تطبيقه في تلطيخ البطانة المانحة. كان مسحوق ICG، والماء وجميع الأدوات المستخدمة في إعداد الحل تلطيخ معقمة والمتاحة تجاريا لاستخدامها في البشر. تم تعقيمها الألياف الضوئية الليزر وأقيم على قطعة جهة معينة، بحيث يمكن استخدامها تحت المجهر الجراحي.
في النهج المقترح، واستخدام وأكتوبر أثناء العملية يوفر القياس الصحيح من سمك الأنسجة المانحة. يتم استخدام هذه المعلومات لمنتدياتGN خفض الشخصي شخصية، مع المطلوب وانخفاض سماكة lenticule المانحة، عن طريق استخدام ليزر الفيمتو ثانية لقطع الأنسجة المانحة. وتقدم الليزر إجراء لحام، وبالتالي ترسيخ مكانة lenticule المانحة في السرير المتلقي. هذه التقنية تتيح للحد من الأنسجة المانحة خطر التفكك: إلى حد علمنا، هذا هو السبيل الوحيد لخياطة البطانة المانحة إلى السرير المتلقي.
وثمة جانب بالغ الأهمية من هذا الإجراء هو أن الحل ICG أن يكون مستعدا في غرفة الجراحة، قريبا قبل استخدامه. ويرجع ذلك إلى الخصائص البصرية لICG التي تحط بسرعة هذا. تحسن يمكن أن يكون تحقيق مجموعة جاهزة للاستخدام. الجانب الحاسم آخر هو أن هذا الإجراء تلطيخ يدخل صعوبة في إجراء عملية زرع البطانية، لأن الجراح له وصمة عار على الجانب الداخلي من lenticule المانحة. وعلاوة على ذلك، لا يمكن تنفيذ الإجراء اللحام بالليزر في الأنسجة المانحة التي هي أرق من 50 ميكرون. ومع ذلك، فإن النتائج بعد العملية الجراحية مشجعة نشر الداخلي ومزيد من الاستغلال في مجالات جراحية أخرى. كما أنه يوفر طريقة لخياطة الأنسجة الرقيقة الموجودة في المواقع التي يتعذر الوصول إليها، وإمكانية تطبيق نفس الإجراء في التحام الاوعية الدموية الدقيقة أو في closuring من الحقيبة عدسة الكبسولة. للوصول إلى هذه الأهداف، فإن الخطوة التالية في الأنشطة البحثية أن يكون توحيد الإجراء، تصميم منصة تكامل نظام رؤية ونظام التسليم الآلي لضوء الليزر لحام الأنسجة التي يمكن تكييفها لمشاهد الجراحية المختلفة والهدف الأنسجة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
الكتاب أود أن أشكر مشروع FORTE، بتمويل من توسكانا المنطقة (POR كريو FESR 2007-2013، باندو خطواته R & S 2012) والاتحاد الاوروبي FP7 ECHORD ++ تجربة LA-الورود التي دعمت جزئيا الأنشطة البحثية، وFP7 BiophotonicPlus مشروع "لايت" منح بواسطة توسكانا المنطقة.
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).
