Introduction
Dans ce travail, nous présentons une approche originale de la kératoplastie endothéliale, basé sur l'utilisation d'un laser femtoseconde pour préparer tissu du donneur et une diode laser proche infrarouge à souder sur le lit receveur. Mesure peropératoire de la cornée du donneur est nécessaire de concevoir correctement les dimensions de tissu du donneur. Kératoplastie endothéliale a été proposée dans les dernières années pour remplacer kératoplastie dans le traitement de la maladie 1,2 endothéliale. Le principal avantage de cette technique est une récupération visuelle plus rapide, par rapport à la kératoplastie, l'anesthésie réduite pendant la chirurgie, une diminution du risque de rejet du greffon et de la préservation de l'intégrité de l'oeil. Le principal facteur de risque est postopératoire donateurs lenticulaire dislocation. La technique standard est effectuée en insérant l'endothélium des bailleurs de fonds dans sa position finale où il est maintenu par l'injection d'une bulle d'air: pas de sutures sont utilisés en raison de la chara mécanique, biophysique et dimensionscteristics de l'endothélium. En outre, la récupération de l'acuité visuelle peut être limitée en raison principalement d'une inadéquation entre les tissus donateurs et bénéficiaires en raison d'un épais tissu transplanté.
Ici, nous présentons une procédure dans l'exécution de kératoplastie endothéliale qui peut surmonter ces problèmes principaux. L'endothélium du donneur peut être assuré dans sa position finale par l'utilisation de la technique de soudage au laser. Ceci est un processus photothermique contrôlée et localisée: elle peut être induite à l'interface donneur / receveur. Il a été étudié au cours des dix dernières années et proposé dans kératoplastie et la greffe de l'endothélium 3-5. La lumière du proche infrarouge (longueur d'onde: 810 nm) émis par une diode laser de faible puissance est délivré vers le tissu biologique au niveau du site de la plaie. La cornée est naturellement transparent à cette longueur d'onde: afin de rendre ce tissu à absorber la lumière laser, il est nécessaire de teindre avec un chromophore. Le colorant est proposé un saturer stérilesolution d'eau d de vert d'indocyanine (ICG). Nous avons démontré que lorsque le tissu cornéen est correctement colorée avec cette préparation d'ICG, elle montre un pic d'absorption à 810 nm 6. En outre, l'ICG est largement utilisé dans le diagnostic clinique et sa sécurité a déjà été démontrée chez des sujets humains. La cornée teinté absorbe l'énergie de lumière laser à diode et le principal effet résultant est une élévation de la température contrôlée au niveau du site de soudage. Pas d'effets thermiques sont induites dans les tissus non colorées. La mise en valeur de la température provoque une dénaturation thermique réversible dans le collagène du stroma, avec un closuring immédiate des parois de la plaie lors du refroidissement. Cet effet de soudage au laser a d'abord été mise en évidence dans la chirurgie de la cataracte et 7,8 kératoplastie 9,10. Une approche optimisée que nous présentons dans le présent document a été étudié pour l'application dans la kératoplastie endothéliale.
Dans l'opération proposée, spots laser simples (des dizaines durables de msec) are délivrée au tissu, résultant en un effet photothermique localisée dans la dimension du spot (quelques centaines de um de diamètre): l'effet induit est un soudage laser dur, constitué d'une photocoagulation du collagène confinée à l'interface donneur / hôte. Le résultat de la dénaturation du collagène au niveau du site est soudée une forte adhérence entre les tissus de donneur et l'hôte, fournissant ainsi un effet de suture qui est impossible à obtenir avec la technique standard (points). Le tissu retrouve son apparence naturelle dans un court suivi (1 mois) et l'adhérence entre les tissus donneur / accueil est améliorée par le soudage prévu dans le stade très précoce de la phase de guérison.
Pour éviter l'autre risque principal de la kératoplastie endothéliale, à savoir la transplantation d'un tissu de donneur d'épaisseur, intraoperatorie tomographie par cohérence optique (OCT) est utilisé: un dispositif commercial de mesurer l'épaisseur du donneur cornée, de telle sorte qu'un bon profil de coupe peut être conçu avec lafemtosec laser. Le projet de «tout laser» endothéliale greffe semble donc d'améliorer les résultats cliniques de cette chirurgie mini-invasive.
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Protocol
L'étude a été réalisée avec l'approbation du comité d'éthique prospective de l'hôpital; le consentement éclairé a été obtenu. L'étude était dans le respect des principes de la Déclaration d'Helsinki.
1. Préparation donateurs endothélium
- Utilisez une cornée du donneur tel que préparé par la banque des yeux locale à la température ambiante.
- Dans la salle de chirurgie, tirez la cornée du donneur de son conteneur de livraison et mis à part la solution pour la préservation des tissus et de la nutrition qui est utilisé pour le transport de la cornée.
- Placez le donneur cornéo-sclérale sur une jante chambre antérieure artificielle, dans lequel un liquide peut couler et créer une pression variable; couvrir la cornée avec la tête de retenue de tissu.
- Branchez la chambre antérieure artificielle (AAC) par un connecteur 3-way à une seringue remplie de la préservation de la cornée et du liquide de la nutrition.
- Utilisez l'anneau de compression pour maintenir la retenue solidement en place.
- Utilisez le syringe reliée à l'AAC pour maintenir la pression intracamérulaire: remplir la chambre antérieure avec la solution de conservation de tissu jusqu'à atteindre la pression optimale (voir 1.7). Fermez le connecteur.
- Test de la pression à l'intérieur de la chambre antérieure avec un doigt. Changez la pression à l'intérieur jusqu'à atteindre la pression interne droite (dans la gamme 60-70 mmHg). Fermez le connecteur 3-way.
- Mesurer l'épaisseur de la cornée du donneur avec cohérence optique Thomography (OCT). Maintenir la chambre antérieure avec cette cornée dans une position fixe à l'avant de l'optique de l'instrument et puis prendre une acquisition épaisseur-OCT plein.
2. Préparation Laser femtoseconde de l'endothélium des donateurs
- Effectuer aplanissement de la cornée du donneur dans le cadre du dispositif de laser femtoseconde. Utilisez le laser femtosec pour couper le tissu du donneur avec trois coupes ultérieures: coupe latérale postérieure, plein lamellaire et la coupe de côté antérieur. Définissez les paramètres suivants pour les trois coupes.
- Pour la coupe pleine lamellaire (de configuration de trame, commencer), régler la profondeur de coupe correspondant au point de la cornée du donneur (mesurée avec les PTOM comme décrit dans 1.8) plus mince, toujours soustrayant 95 um. Réglez l'énergie d'impulsion dans la gamme 0,8-0,9 pJ (en fonction de la profondeur de travail). Réglez le diamètre à 8,7 mm. Réglez la séparation spot tangentielle à 2 pm. Réglez la séparation spot radiale à 2 pm.
- Pour la coupe de côté antérieur, régler la profondeur de 30 um plus profond que la coupe lamellaire complète précédente postérieure. Réglez l'énergie d'impulsion à 2.10 pJ; le diamètre de 8,6 mm; la séparation spot à 3 pm, tandis que la séparation de la couche à 3 pm.
- Pour la coupe de côté postérieur, localiser la profondeur antérieure de la face postérieure coupé 30 um avant qu'en coupe lamellaire complet. Réglez la profondeur postérieure à 900 um. Réglez l'énergie d'impulsion à 2.10 pJ; le diamètre de 8,3 mm; la séparation de place à 2 pm; la séparation de la couche à 2 pm.
3. Préparation bénéficiaire Eye
- Préparer le patient pour la chirurgie. Faire une incision de la cornée 4,00 mm à 12 heures avec une lame de 4,0 mm précalibrés. Faire une paracentèse limbique avec une lame préétalonné 1,2 mm, placé à 02 heures. Faire un autre ponction limbique à 6 heures avec un coup de couteau 30 °.
- Insérez une chambre mainteneur antérieure dans la chambre antérieure du patient, à travers les 2 paracentèse o'clock.
- Effectuer un diamètre de 8,2 mm descemetorexis circulaire avec le crochet dédié.
- Dépouiller la membrane Descemet et de l'endothélium du stroma postérieur et enlever les tissus avec un crochet de Descemet.
4. Préparation Chromophore
- Mettez 1 mg de poudre Indocyanine vert dans un tube de 1,5 ml.
- Ajouter 9 mg de l'eau stérile (la solution aqueuse est ICG 10% en poids / poids).
- Manuellement mélanger la poudre ICG et l'eau avec un agitateur métallique.
5. Coloration de l'endothélium des donateurs
- Mettre l'endothélium donneur sur la partie la plus large d'un Busin-injecteur, avec la face intérieure en contact avec la surface de l'injecteur.
- Colorer le côté intérieur de l'endothélium du donneur avec la solution de chromophore, dans sa partie périphérique, à l'aide d'une spatule. Le tissu correctement colorés a une couleur verdâtre homogène. Attendre 3 min avant l'étape 5.3 de départ.
- Tirez l'endothélium des bailleurs de fonds sur la partie antérieure de la Busin-injecteur, laminés.
6. Mise en place de l'endothélium des donateurs
- Saisir et insérez l'endothélium des donateurs plié en utilisant une pince coaxiaux atraumatiques pour endothéliale lenticulaire.
- Retirer la chambre antérieure mainteneur.
- Suturer l'incision de la cornée et de la paracentèse (effectuée à l'étape 3.1) avec un Nylon 10,0 seule Stich.
- Injecter une bulle d'air de se dérouler le tissu du donneur et pour le presser contre la cornée bénéficiaire. La bulle d'air doit completely remplir l'espace de la chambre antérieure.
7. Soudage laser
- Placer la lenticule donneur dans le centre de la cornée de destinataire, à partir de l'intérieur d'un crochet ou le déplacement de la bulle d'air de l'extérieur de la cornée avec une spatule.
- Utilisation d'un laser à diode émettant à 810 nm, équipé d'un diamètre de 300 um de noyau de fibre optique stérile, à 0,22 comme une ouverture numérique (NA).
- Gardez la pointe de la fibre à l'extérieur du globe oculaire, et de fournir la lumière laser vers l'endothélium taché, à travers le tissu de la cornée transparente. La pointe de la fibre est dans la configuration non-contact.
- Utilisez les paramètres suivants pour le laser: mode Spot d'émission unique, 70-80 durée d'impulsion ms, 35-40 mJ par impulsion. He-Ne visant faisceau sur.
- Livrer spots laser unique à la périphérie teinté de l'endothélium des bailleurs de fonds. Livrer les taches séquentiellement: l'aspect final est un anneau de taches dans la périphérie de la lenticule des bailleurs de fonds. La distance entre deux adjacentre de taches de cent est le double d'un diamètre de spot.
- Appliquer une lentille de contact sur l'oeil du patient, ainsi que 0,3% de tobramycine et 0,1% de dexaméthasone suspension ophtalmique.
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Representative Results
Le «tout laser" procédure chirurgicale est proposé d'effectuer la greffe de cornée minimalement invasive. La procédure est facile à réaliser (voir la figure 1): par rapport à une greffe endothéliale norme uniquement les étapes de mesure de l'épaisseur de la cornée, la coloration du tissu du donneur et la prestation de la lumière laser sont ajoutés. Les avantages obtenus compensent largement un temps opératoire augmenté de quelques minutes. L'utilisation de peropératoire OPO pour mesurer l'épaisseur donneur de cornée et le laser femtoseconde utilisé pour personnaliser les dimensions des donateurs lenticulaires permet l'amélioration de l'adhérence d'interface donneur / hôte (voir la figure 2). Ce faisant, la chirurgie est conçue suivant les besoins et les caractéristiques morphologiques du patient unique. La procédure de soudage par laser fournit une fermeture immédiate des interfaces donneur / 4 hôtes. Dans une technique classique, il est impossible de suturer le tissu du donneur en aucune manière, car of ses caractéristiques biomécaniques et l'emplacement. Le risque post-opératoire commun est la dislocation donneur de noyau lenticulaire. Dans notre expérience, donateurs endothélium dislocation n'a pas eu lieu dans l'un des 15 patients traités. Pour atteindre cet objectif, il est important de fournir un anneau complet de taches, couvrant le diamètre externe de l'interface donneur / receveur. Au début des essais cliniques, nous avons effectué une trajectoire de soudage semi-circulaire chez des patients sélectionnés. Dans un de ces patients atteints de la dystrophie de Fuchs avec déficit de la cornée, une dislocation partielle de la lenticule a été observée (voir la figure 3): une interface d'adhérence était évident seulement au niveau du site de soudure. Pour cette raison, nous avons expérimenté la procédure délivrer un anneau complet de taches, avec des résultats optimisés.
Figure 1: Transplant endothéliale. (A) L'endothélium du donneur est placé sur l'injecteur et sa surface intérieure est colorée avec une solution aqueuse de vert d'indocyanine. (B) L'endothélium est inséré à l'intérieur de l'oeil du patient et positionné dans son emplacement final et exact. (C et D) Le soudage au laser est fournie de l'extérieur, offrant des points simples avec une fibre optique de diamètre 300 um de base, montée sur une pièce à main.
Figure 2: les résultats postopératoires image de lampe (A) à fente d'un oeil transplanté, 1 semaine après la chirurgie.. Aucune ICG résiduelle est présente, des dommages photothermique à l'interface donneur / hôte est pas évident. (B) image OCT d'un endothélium transplanté avec la technique proposée «tout laser» et sans effectuer donateurs cornée mesure d'épaisseur (1semaines après l'intervention chirurgicale). L'endothélium est transplanté d'épaisseur, avec une mauvaise adhérence à la périphérie. (C) l'image PTOM endothélium transplanté avec la technique proposée «tout laser» et PTOM mesure de l'épaisseur de la cornée donateurs (1 semaine après la chirurgie). Le lenticule épaisseur est régulière et l'adhérence est bonne.
Figure 3: l'efficacité de soudage au laser l'image PTOM endothélium partiellement soudé dans un patient atteint de la dystrophie de Fuch, un jour après la chirurgie.. Chez ce patient, une partie seulement de l'endothélium a été soudé sur le stroma du destinataire: donneur lenticulaire dislocation a été observée le premier jour après la chirurgie; Cette image montre la preuve que l'effet adhésif était présent uniquement sur les sites de soudage (flèche blanche).
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Discussion
Le «tout laser» endothéliale greffe est une approche originale de la greffe de cornée minimalement invasive.
Toutes les procédures décrites dans le protocole ont été effectués dans la salle de chirurgie, en observant la procédure d'hygiène et de stérilisation qui sont des pratiques courantes lors de chirurgies, telles que l'utilisation de stérilisée gants, blouse, masque et chapeau. On a préparé la solution ICG dans la salle d'opération, peu de temps avant son application dans la coloration de l'endothélium des bailleurs de fonds. La poudre ICG, l'eau et tous les outils utilisés pour préparer la solution de coloration étaient stériles et disponibles dans le commerce pour l'utilisation chez des sujets humains. La fibre optique de laser a été stérilisée et elle a été montée sur une pièce à main notamment, de sorte qu'il peut être utilisé sous le microscope chirurgical.
Dans l'approche proposée, l'utilisation d'un PTOM peropératoire fournit une mesure correcte de l'épaisseur du tissu du donneur. Cette information est utilisée pour design un profil de coupe personnalisé, avec une épaisseur désirée lenticule donneur et réduit, par l'utilisation d'un laser femtoseconde à couper le tissu du donneur. Laser procédure de soudage est fourni, stabilisant ainsi la position de lenticule des donateurs dans le lit receveur. Cette technique permet de réduire le risque de dislocation de tissu du donneur: au mieux de notre connaissance, il est le seul moyen de suturer l'endothélium des donateurs au lit receveur.
Un aspect essentiel de cette procédure est que la solution ICG doit être préparé dans la salle de chirurgie, dès avant son utilisation. Cela est dû à des propriétés optiques du GIC qui se dégrade rapidement. Une amélioration pourrait être la réalisation d'un kit prêt à l'emploi. Un autre aspect important est que la procédure de coloration introduit une difficulté dans la procédure de transplantation endotheliale, car le chirurgien doit pas tacher le côté intérieur de la lenticule du donneur. De plus, la procédure de soudage par laser ne peut pas être réalisée dans un tissu de donneur qui est plus mince que 50 um. Cependant, les résultats sont encourageants postopératoires la diffusion de la procédure et de poursuite de l'exploitation dans d'autres domaines de la chirurgie. Comme on fournit un procédé pour suturer des tissus minces qui sont situés dans des sites difficiles d'accès, une application possible de la même procédure est l'anastomose microvasculaire ou dans la closuring du sac lentille de la capsule. Pour atteindre ces objectifs, la prochaine étape dans les activités de recherche sera la normalisation de la procédure, la conception d'une plate-forme intégrant un système de vision et d'un système de livraison automatisé pour la lumière laser pour souder le tissu qui peut être adapté à différentes scènes chirurgicales et cible tissu.
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Acknowledgments
Les auteurs tiennent à remercier projet FORTE, financé par la Région Toscane (POR Creo FESR 2007-2013, Bando Unico R & S 2012), les EU FP7 ECHORD ++ Expérience LA-ROSES que partiellement pris en charge les activités de recherche, et le 7e PC BiophotonicPlus projet "LITE" accordé par la Région Toscane.
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
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