Un «All-laser" Endothelial Transplant

Summary

An all laser procedure is proposed in the endothelial transplant. The surgical technique is based on the use of a femtosecond laser to prepare the donor tissue. Laser welding technique is then used to secure the donor endothelium in the correct position.

Abstract

The “all laser” assisted endothelial keratoplasty is a procedure that is performed with a femtosecond laser used to cut the donor tissue at an intended depth, and a near infrared diode laser to weld the corneal tissue. The proposed technique enables to reach the three main goals in endothelial keratoplasty: a precise control in the thickness of the donor tissue; its easy insertion in the recipient bed and a reduced risk of donor lenticule dislocation. The donor cornea thickness is measured in the surgery room with optical coherence tomography (OCT), in order to correctly design the donor tissue dimensions. A femtosecond laser is used to cut the donor cornea. The recipient eye is prepared by manual stripping of the descemetic membrane. The donor endothelium is inserted into a Busin-injector, the peripheral inner side is stained with a proper chromophore (a water solution of Indocyanine Green) and then it is pulled in the anterior chamber. The transplanted tissue is placed in the final and correct location and then diode laser welding is induced from outside the eyeball. The procedure has been performed on more than 15 patients evidencing an improvement in surgery performances, with a good recovery of visual acuity and a reduced donor lenticule dislocation event.

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.

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…

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…

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 ap…

Materials

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)