En "All-laser" endotel 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

I dette arbeidet presenterer vi en original tilnærming til endotelial keratoplasty, basert på bruk av en laser for å fremstille femtosecond donorvev og en nær infrarød diodelaser til å sveise den på mottakeren sengen. Intraoperativ måling av donor hornhinnen som er nødvendig for å fullstendig lage donorvevet dimensjoner. Endotelial keratoplasty har vært foreslått i de senere år for å erstatte trengende keratoplasty i behandling av endotelial sykdom ^1,2. Den største fordelen med denne teknikken er en raskere visuell utvinning, med hensyn til gjennomtrengende keratoplasty, redusert anestesi under operasjonen, en redusert risiko for avstøting og bevaring av øyet integritet. Den viktigste risikofaktoren er postoperativ donor lenticule forvridning. Den vanlige teknikken utføres ved å sette donor endotelet i sin endelige stilling hvor det holdes ved injeksjon av en luftboble: ingen suturer blir brukt på grunn av de mekaniske, biofysiske og dimensjons characteristics av ​​endotelet. Videre kan synsskarphet utvinning begrenses hovedsakelig på grunn av en mismatch mellom giver- og mottaker vev på grunn av en tykk vev transplantert.

Her presenterer vi en prosedyre i å utføre endothelial keratoplasty som kan overvinne disse hovedproblemene. Donor endotelet kan sikres i sin endelige posisjon ved hjelp av lasersveising teknikk. Dette er en kontrollert og lokalisert fototermiske prosess: det kan induseres ved donor / mottaker-grensesnitt. Det har blitt studert i de siste ti årene, og foreslått i trengende keratoplasty og i transplantasjon av endotelet ^3-5. Nær infrarødt lys (bølgelengde: 810 nm) som sendes ut fra en laveffekts laser diode blir levert til det biologiske vev på sårstedet. Hornhinnen er naturligvis gjennomsiktig for denne bølgelengde: for å gjøre dette vev til å absorbere laserlyset, er det nødvendig å farge det med en kromofor. Den foreslåtte fargestoff er en steril mettetd vannoppløsning av indocyanine Grønn (ICG). Vi demonstrerte at når hornhinnen vev er riktig farget med dette preparatet ICG, viser den en absorpsjonstopp ved 810 nm ^6. Videre er ICG mye brukt i klinisk diagnostikk og dens sikkerhet allerede er påvist i mennesker. Den farget hornhinnen absorberer diodelaseren lysenergi og hoved resulterende effekt er en kontrollert temperaturstigning ved sveisestedet. Det er ingen termiske effekter er indusert i de ufargede vev. Temperaturen forbedring induserer reversibel termisk denaturering i stromal kollagen, med en umiddelbar closuring av såret vegger ved avkjøling. Denne lasersveising effekten ble først påvist i katarakt kirurgi ^7,8 og gjennomtrengende keratoplasty ^9,10. En optimalisert tilnærming som vi presenterer i denne artikkelen har blitt undersøkt for bruk i endothelial keratoplasty.

I den foreslåtte kirurgi, enkeltlaserpunkter (varige titalls millisekunder) are levert til vev, noe som resulterer i en fototermiske effekt lokalisert innenfor flekk dimensjon (noen få hundre mikrometer i diameter): den induserte effekten er en vanskelig lasersveising, som består av et fotokoagulasjon av kollagen begrenset til donor / vertsgrensesnittet. Resultatet av kollagen denaturering ved det sveisede området er en sterk adhesjon mellom giver- og vertsvev, og dermed gi en suturering effekt som er umulig å oppnå med standard teknikk (masker). Vevet får tilbake sin naturlige utseende i en kort oppfølging (1 måned) og adhesjonen mellom donor / vertsvev blir forbedret ved sveising anordnet i meget tidlig stadium av helbredelsesfasen.

For å unngå den andre hovedrisikoen i endothelial keratoplasty, dvs. transplantasjon av en tykk donor vev, er intrasurgical optisk koherens tomografi (OCT) som brukes: en kommersiell enhet måler tykkelsen av donor hornhinnen, en riktig cut profil slik at kan være utformet med denfemtosec laser. Den foreslåtte "all laser" endotelial transplantasjon synes således å forbedre de kliniske resultatene av denne minimal invasiv kirurgi.

Protocol

Studien ble gjennomført med prospektivt godkjenning av sykehusets etiske komiteen; informert samtykke ble innhentet. Studien var i tilslutning til de grunnsetningene i Helsinkideklarasjonen. 1. Donor endotelet Forberedelse Bruk en donor hornhinne som fremstilt ved den lokale øyet banken ved romtemperatur. I kirurgi rom, trekk ut donorhornhinnen fra sin leveranse container og beskikket løsningen for vev bevaring og ernæring som brukes for hornhinne transport. <li…

Representative Results

Den "all laser" kirurgisk prosedyre er foreslått for å utføre minimal invasiv hornhinnetransplantasjon. Fremgangsmåten er enkel å utføre (se figur 1): med hensyn til en standard endotelial transplantasjon bare trinnene med måling av hornhinnetykkelse, farging donorvevet og levere laserlyset blir tilsatt. De oppnådde fordeler i stor grad kompensere økt kirurgisk tiden av et par min. Bruken av intraoperativ oktober å måle donor hornhinnen tykkelse og femtosecond laser som brukes til ?…

Discussion

"All laser" endothelial transplantasjon er en original tilnærming til minimal invasiv hornhinnetransplantasjon.

Alle prosedyrene beskrevet i protokollen ble utført i kirurgi rom, observere hygienisk og steriliseringsprosessen som er vanlig praksis under operasjoner, som for eksempel bruk av sterilisert hansker, kappe, maske og cap. ICG ble fremstilt i operasjonen rommet, snart før dens anvendelse i farging av donor endotel. ICG pulver, vann og alle de verktøy som brukes til å …

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)