Drei Verschiedene Protokolle der Hornhautkollagenvernetzung in Keratokonus: Konventionelle, beschleunigte und Iontophorese
Summary
Corneal collagen cross-linking (CXL) is the only conservative treatment currently available to halt keratoconus progression by improving the biomechanical rigidity of the corneal stroma. The aim of this manuscript is to highlight the methods of three different protocols of CXL: conventional CXL (C-CXL), accelerated CXL (A-CXL), and iontophoresis CXL (I-CXL).
Abstract
Keratokonus ist eine bilaterale und progressive Hornhaut Ektasie. Um ihr Fortschreiten verlangsamen, hat Hornhautkollagenvernetzung (CXL) kürzlich als effiziente Behandlungsmöglichkeit eingeführt. In der biologischen und chemischen Wissenschaften, bezieht sich Vernetzung, neue chemische Bindungen zwischen reaktiven Molekülen gebildet. Daher ist das Ziel der Hornhautkollagen CXL, um die Bildung von Vernetzungen zwischen den Kollagenfibrillen in dem Hornhautstroma synthetisch erhöhen. Trotz der Tatsache, dass der Wirkungsgrad des herkömmlichen CXL (C-CXL) Protokoll ist bereits in mehreren klinischen Studien konnte gezeigt werden, könnte es aus Verbesserungen der Dauer des Verfahrens und die Entfernung von Hornhautepithel nutzen. Daher, um eine zusammenhängende Evaluierung der beiden neuen und optimierten CXL Protokolle bieten, untersuchten wir Keratokonus Patienten, die eine der drei CXL-Behandlungen unterzogen hatten: Iontophorese (I-CXL), beschleunigte CXL (A-CXL) und herkömmlichen CXL ( C-CXL). A-CXL ist eine 6 mal schneller CXL Verfahren usingen ein zehn Mal höhere UVA-Strahlung, aber immer noch mit einem Epithel Entfernung. Iontophorese ist eine transepitheliale nichtinvasive Technik, bei der ein kleiner elektrischer Strom angelegt wird, um das Eindringen von Riboflavin in der gesamten Hornhaut zu verbessern. Mit Hilfe des vorderen Augenabschnitts der optischen Kohärenztomographie (AS Oktober) und in vivo konfokale Mikroskopie (IVCM) schließen wir, dass in Bezug auf die Tiefe der Behandlung Penetration bleibt herkömmlichen CXL-Protokoll zum Standard für die Behandlung von progressiven Keratokonus. Beschleunigte CXL scheint eine schnelle, effektive und sichere Alternative zu dünner Hornhaut zu behandeln. Die Anwendung der Iontophorese wird noch untersucht und sollte mit größerer Vorsicht betrachtet werden.
Introduction
Keratokonus ist eine bilaterale und progressive Hornhaut Ektasie der Regel in 1 in 2.000 in der allgemeinen Bevölkerung 1 was zu Modifikation der Form der Hornhaut ausgewiesen und damit verminderte Sicht 2. Keratokonus ist in der Regel in der frühen Pubertät Gegenwart und fortschreitet, bis die dritten bis vierten Lebensjahrzehnt, wenn die Krankheit in der Regel dazu neigt, sich zu stabilisieren, wenn auch das Fortschreiten kann während des gesamten Lebens des Patienten variabel sein. Durch Anhalten Keratokonus Progression soll Vernetzung bei aufzuschieben oder zu vermeiden Keratoplastik.
Bisher die einzige effiziente und sichere Behandlung von progressiven Keratokonus in klinischen Studien nachgewiesen ist die konventionelle Hornhautkollagenvernetzung (C-CXL) Protokoll, das zur Erhöhung der Steifigkeit und damit zu stoppen Keratokonus Progression 3-8 zielt. Um den Betrieb Zeit und andere mögliche Risikofaktoren der C-CXL wie infektiöse Keratitis oder stromale Trübung 9 zu reduzieren, mehrere verbesserte Protokollebeschrieben worden. Zuerst wird in beschleunigter CXL (A-CXL), eine höhere Strahlungsintensität von UVA wird auf die Hornhaut über einen verringerten Zeit 10 geliefert. Zweitens, um die Notwendigkeit für epitheliale Debridement zu vermeiden, wurden transepithelialen Ansätze verwendet worden. Leider haben sie nur begrenzten Erfolg, verglichen mit dem herkömmlichen Protokoll 11. Die jüngste transepithelialen Verfahren zur Hornhaut Riboflavin Lieferung im Laufe CXL ist die Iontophorese (I-CXL), aber rigorose Evaluierung dieser Behandlung wurde noch nicht durchgeführt 12. Iontophorese ist eine nicht-invasive Technik, bei der ein kleiner elektrischer Strom angelegt wird, um das Eindringen eines ionisierten Medikaments durch ein Gewebe zu verbessern. In CXL durch Iontophorese wird das Riboflavin ionisiert, um die Hornhaut durch das Epithel zu durchdringen.
In-vivo-Konfokalmikroskopie (IVCM) ist ein Verfahren zur Abbildung der Kornea, das die zelluläre Veränderungen abnormer Hornhäute in Krankheiten wie Keratokonus 13 hervorheben können. Tatsächlich IVCMhat Änderungen auf alle Schichten der Hornhaut bei Keratokonus mit einer bestimmten Verringerung in der Dichte der Untergrund Nervenplexus demonstriert und stromalen Keratozyten 13-15. Plus IVCM hat sich als sehr günstig für Mikrostrukturanalyse der Hornhaut nach der C-CXL 16.
Die Hornhaut-Demarkationslinie als hyperreflektive Linie in vorderen Segment der optischen Kohärenztomographie (OCT AS) gesehen 1 Monat nach der C-CXL in einer Tiefe von 300 um 17,18 beschrieben. IVCM folgenden C-CXL liefert Informationen über Hornhaut strukturelle Veränderungen, einschließlich der Abwesenheit von cornealen Keratozyten zu einer Tiefe von 300 um. Die Tiefe dieser zellfreien Zone, wie auch die Tiefe der Demarkationslinie innerhalb der Hornhautstroma zeigte auf AS Oktober, scheint mit der effektiven Tiefe des CXL-Behandlung 19, und die Messung der Hornhaut Demarkationslinie Tiefe in AS 1. Oktober in Verbindung gebracht werden Monat nach CXL hat sich als effiziente klinische vorgeschlagenVerfahren zur Bewertung der Wirksamkeit CXL 18.
In der vorliegenden Studie untersuchen wir die Wirksamkeit von drei verschiedenen Protokollen der Hornhautkollagenvernetzung (konventionell, beschleunigt und Iontophorese) mit Messung der Hornhaut Stromatumoren Demarkationslinie von AS Oktober und konfokale Mikroskopie. Wir weiterhin verwendet IVCM um quantitativ zu analysieren Hornhaut-Mikrostruktur Veränderungen nach drei Behandlungen.
Protocol
Representative Results
Discussion
CXL mit UVA-Bestrahlung und Riboflavin ist die Standardtherapie für die Verhaftung der Progression des Keratokonus. Riboflavin ist ein Photosensibilisator, die chemische kovalente Bindungen (Querverbindungen) induziert, wenn sie mit UV-A-3 bestrahlt. In der Hornhaut, erzeugt dieses Phänomen Vernetzungen zwischen Kollagenfibrillen, die Hornhaut Steifigkeit zu erhöhen. Obwohl dieses Phänomen ist gut beschrieben, bis jetzt hat es keine direkten Beweise für intrakorneale Vernetzungen. Dennoch haben mehrere S…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Riboflavin Product number | |||
| C-CXL | Sooft SPA, Montegiorgio, Italy | Ricrolin 468465-6 | |
| A-CXL | Avedro Inc, Waltham, Massachusetts | VibeX 520-01863-006 | |
| I-CXL | Sooft SPA, Montegiorgio, Italy | Ricrolin+ 975481-6 | Passive electrode: PROTENS ELITE 4848LE/ Active electrode: IONTOFOR CXL |
| UVA Machine | |||
| X-Vega | UVA: 3 mW/cm2 30 min | ||
| KXL System | UVA: 30 mW/cm2 10 min | ||
| X-Vega | UVA: 10 mW/cm2 9 min |
References
- Rabinowitz, Y. S. Keratoconus. Surv Ophthalmol. 42 (4), 297-319 (1998).
- Tuori, A. J., et al. The immunohistochemical composition of corneal basement membrane in keratoconus. Curr Eye Res. 16 (8), 792-801 (1997).
- Wollensak, G., Spoerl, E., Seiler, T. Riboflavin/ultraviolet-A-induced collagen cross-linking for the treatment of keratoconus. Am J Ophthalmol. 135 (5), 620-627 (2003).
- Raiskup-Wolf, F., Hoyer, A., Spoerl, E., Pillunat, L. E. Collagen cross-linking with riboflavin and ultraviolet-A light in keratoconus: long-term results. J Cataract Refract Surg. 34 (5), 796-801 (2008).
- Vinciguerra, P., et al. topographic, tomographic, and aberrometric analysis of keratoconic eyes undergoing corneal cross-linking. Ophthalmology. 116 (3), 369-378 (2009).
- Caporossi, A., Mazzotta, C., Baiocchi, S., Caporossi, T. Long-term results of riboflavin ultraviolet-A corneal collagen cross-linking for keratoconus in Italy: the Siena eye cross study. Am J Ophthalmol. 149 (4), 585-593 (2010).
- Greenstein, S. A., Fry, K. L., Hersh, P. S. Corneal topography indices after corneal collagen cross-linking for keratoconus and corneal ectasia: one-year results. J Cataract Refract Surg. 37 (7), 1282-1290 (2011).
- Ghanem, R. C., Santhiago, M. R., Berti, T., Netto, M. V., Ghanem, V. C. Topographic corneal wavefront, and refractive outcomes 2 years after collagen cross-linking for progressive keratoconus. Cornea. 33 (1), 43-48 (2014).
- Koller, T., Mrochen, M., Seiler, T. Complication and failure rates after corneal cross-linking. J Cataract Refract Surg. 35 (8), 1358-1362 (2009).
- Rocha, K. M., Ramos-Esteban, J. C., Qian, Y., Herekar, S., Krueger, R. R. Comparative study of riboflavin-UVA cross-linking and “flash-linking” using surface wave elastometry. J Refract Surg. 24 (7), 748-751 (2008).
- Caporossi, A., et al. Transepithelial corneal collagen crosslinking for progressive keratoconus: 24-month clinical results. J Cataract Refract Surg. 39 (8), 1157-1163 (2013).
- Bikbova, G., Bikbov, M. Transepithelial corneal collagen cross-linking by iontophoresis of riboflavin. Acta Ophthalmol. 92 (1), 30-34 (2014).
- Efron, N., Hollingsworth, J. G. New perspectives on keratoconus as revealed by corneal confocal microscopy. Clin Exp Optom. 91 (1), 34-55 (2008).
- Patel, D. V., McGhee, C. N. Mapping the corneal sub-basal nerve plexus in keratoconus by in vivo laser scanning confocal microscopy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (4), 1348-1351 (2006).
- Ku, J. Y., Niederer, R. L., Patel, D. V., Sherwin, T., McGhee, C. N. Laser scanning in vivo confocal analysis of keratocyte density in keratoconus. Ophthalmology. 115 (5), 845-850 (2008).
- Mazzotta, C., et al. Corneal healing after riboflavin ultraviolet-A collagen cross-linking determined by confocal laser scanning microscopy in vivo: early and late modifications. Am J Ophthalmol. 146 (4), 527-533 (2008).
- Seiler, T., Hafezi, F. Corneal cross-linking-induced stromal demarcation line. Cornea. 25 (9), 1057-1059 (2006).
- Doors, M., et al. Use of anterior segment optical coherence tomography to study corneal changes after collagen cross-linking. Am J Ophthalmol. 148 (6), 844-851 (2009).
- Mazzotta, C., et al. Treatment of progressive keratoconus by riboflavin-UVA-induced cross-linking of corneal collagen: ultrastructural analysis by Heidelberg Retinal Tomograph II in vivo confocal microscopy in humans. Cornea. 26 (4), 390-397 (2007).
- Kymionis, G. D., et al. Correlation of the corneal collagen cross-linking demarcation line using confocal microscopy and anterior segment optical coherence tomography in keratoconic patients. Am J Ophthalmol. 157 (1), 110-115 (2014).
- Yam, J. C., Chan, C. W., Cheng, A. C. Corneal collagen cross-linking demarcation line depth assessed by Visante OCT After CXL for keratoconus and corneal ectasia. J Refract Surg. 28 (7), 475-481 (2012).
- Jordan, C., Patel, D. V., Abeysekera, N., McGhee, C. .. N. .. In vivo confocal microscopy analyses of corneal microstructural changes in a prospective study of collagen cross-linking in keratoconus. Ophthalmology. 121 (2), 469-474 (2014).
- Touboul, D., et al. Corneal confocal microscopy following conventional, transepithelial, and accelerated corneal collagen cross-linking procedures for keratoconus. J Refract Surg. 28 (11), 769-776 (2012).
- Bouheraoua, N., et al. Optical coherence tomography and confocal microscopy following three different protocols of corneal collagen-crosslinking in keratoconus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 55 (11), 7601-7609 (2014).
- Hafezi, F., Mrochen, M., Iseli, H. P., Seiler, T. Collagen crosslinking with ultraviolet-A and hypoosmolar riboflavin solution in thin corneas. J Cataract Refract Surg. 35 (4), 621-624 (2009).
- Cınar, Y., et al. Comparison of accelerated and conventional corneal collagen cross-linking for progressive keratoconus. Cutan Ocul Toxicol. 33 (3), 218-222 (2013).
- Cingü, A. K., et al. Transient corneal endothelial changes following accelerated collagen cross-linking for the treatment of progressive keratoconus. Cutan Ocul Toxicol. 33 (2), 127-131 (2013).
- Spoerl, E., Mrochen, M., Sliney, D., Trokel, S., Seiler, T. Safety of UVA-riboflavin cross-linking of the cornea. Cornea. 26 (4), 385-389 (2007).
- Gokhale, N. S. Corneal endothelial damage after collagen cross-linking treatment. Cornea. 30 (12), 1495-1498 (2011).
- Rootman, D. S., et al. Pharmacokinetics and safety of transcorneal iontophoresis of tobramycin in the rabbit. Invest Ophthalmol Vis Sci. 29 (9), 1397-1401 (1998).
- Vinciguerra, P., et al. Transepithelial iontophoresis corneal collagen cross-linking for progressive keratoconus: initial clinical outcomes. J Refract Surg. 30 (11), 746-753 (2014).
- Caporossi, A., et al. Riboflavin-UVA-induced corneal collagen cross-linking in pediatric patients. Cornea. 31 (3), 227-231 (2012).
- Buzzonetti, L., Petrocelli, G., Valente, P., Larossi, G., Ardia, R., Petroni, S. Iontophoretic transepithelial corneal cross-linking to halt keratoconus in pediatric cases: 15-month follow-up. Cornea. 34 (5), 512-515 (2015).
- Baiocchi, S., Mazzotta, C., Cerretani, D., Caporossi, T., Caporossi, A. Corneal crosslinking: riboflavin concentration in corneal stroma exposed with and without epithelium. J Cataract Refract Surg. 35 (5), 893-899 (2009).
- Wollensak, G., Iomdina, E. Biomechanical and histological changes after corneal crosslinking with and without epithelial debridement. J Cataract Refract Surg. 35 (3), 540-546 (2009).
- Soeters, N., Wisse, R. P., Godefrooij, D. A., Imhof, S. M., Tahzib, N. G. Transepithelial versus epithelium-off corneal cross-linking for the treatment of progressive keratoconus: a randomized controlled trial. Am J Ophthalmol. 159 (5), 821-828 (2015).
