Μελέτη της διασύνδεσης κερατοειδικού κολλαγόνου και του συνδυασμού της με επιφανειακή φωτοεκτομή καθοδηγούμενη από την τοπογραφία για την αντιμετώπιση του κερατοκώνου

Abstract

Purpose: To evaluate experimentally and clinically the results of corneal collagen cross-linking (CXL) and of it’s combination with preceding simultaneous topography-guided photorefractive keratectomy (tPRK-CXL) with solid state laser for progressive keratoconus. In the experimental study, we focused on the in-vitro evaluation of the immediate effect of CXL on corneal hydration and stiffness. Clinically, the target of the study was to evaluate the results of CXL and of tPRK-CXL for progressive keratoconus and make comparison between techniques regarding topographic stability, visual acuity, keratometry and in vivo corneal microscopy. Additionally, we focused on the effect of CXL on corneal innervation, corneal sensitivity and tear function in patients with keratoconus. Methods: In the experimental study forty two corneal buttons were divided in two groups; one was irradiated to simulate CXL according to the clinically applied protocol. Subsequently, both groups were brought to osmotic equilibrium with dextran 20% and each button underwent thickness measurement, and measurement of force versus deformation by compression. The hydration (%) of each button was calculated. For the prospective comparative evaluation of CXL and tPRK-CXL thirty eyes received combined tPRK with a solid state laser (maximum ablation depth 50μm) followed by CXL, and 30 eyes received CXL alone. Groups were matched in terms of age and keratoconus stage and corrected distance visual acuity (CDVA), uncorrected distance visual acuity (UDVA), keratometry, and corneal confocal microscopy findings were compared. For the evaluation of innervation and tear film we conducted a prospective, interventional case series with twenty four patients with bilateral keratoconus (30 eyes) who underwent CXL. Confocal microscopic analysis of corneal subbasal nerve plexus (total nerve length per image), corneal sensitivity (assessed with the Cochet–Bonnet esthesiometer), basic tear secretion (assessed with Schirmer’s I test with anesthesia) and tear film stability (evaluated by means of tear film break up time [TFBUT]) were assessed preoperatively and at 1, 3, 6, 9, 12, 18 and 24 postoperative month time intervals and pre- to postoperative values were comparedResults: In the experimental study a significant dehydration effect of CXL on corneal buttons after the procedure was demonstrated. In the clinical study of CXL and tPRK-CXL we found that visual acuity and topography of patients in the tPRK-CXL group were significantly better than in the CXL group, without compromising postoperative stability up to three years postoperatively. Effect of CXL as seen in confocal microscopy was deeper in the tPRK-CXL group. No effect was detected on endothelial cells. Regarding effect on innervation and tear film, we found total nerve length per image and corneal sensitivity significantly decreased until the sixth postoperative month. Results of Schirmer’s I test and TFBUT had no statistically significant difference at any time point. Conclusions: Corneal dehydration is detected immediately after the CXL procedure. This phenomenon may contribute to increased mechanical stiffness of the cornea. Simultaneous tPRK followed by CXL in this series of keratoconus patients offered significantly improved vision to treated patients in comparison to CXL alone, and similar good results regarding postoperative stability. A transient decrease in corneal innervation and corneal sensitivity can be observed up to six months after CXL.

Σκοπός: Η πειραματική και κλινική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και της μικροσκοπικής εικόνας του κερατοειδούς μετά από επέμβαση διασύνδεσης κερατοειδικού κολλαγόνου με ριβοφλαβίνη και υπεριώδη ακτινοβολία (CXL), καθώς και μετά από τον συνδυασμό της με προηγηθείσα ταυτόχρονη τοπογραφικά καθοδηγούμενη φωτοδιαθλαστική κερατεκτομή με λέιζερ στερεάς κατάστασης (tPRK-CXL). Η αξιολόγηση της ενυδάτωσης, της παχυμετρίας και της συμπιεστότητας του κερατοειδούς με μία πρωτότυπη πειραματική διάταξη μετά από CXL. Επιπρόσθετα, σκοπός ήταν η συγκριτική αξιολόγηση των κλινικών αποτελεσμάτων ανάμεσα στην CXL και την tRK-CXL. Υλικό και μέθοδος: Στο πειραματικό μέρος της μελέτης 42 χοίρειοι κερατοειδείς υπεβλήθησαν στο κλασσικό πρωτόκολλο CXL και υπολογίστηκε η μεταβολή της ενυδάτωσης τους σε συνθήκες ωσμωτικής ισορροπίας με δεξτράνη 20%. Επίσης η συμπιεστότητα τους μετρήθηκε με ειδική πειραματική διάταξη. Στο κλινικό μέρος τα αποτελέσματα ως προς την όραση, την διάθλαση, και την τοπογραφία αξιολογήθηκαν και συγκρίθηκαν ανάμεσα σε ομάδα 30 οφθαλμών που υπεβλήθησαν σε CXL και ομάδα 30 οφθαλμών που υπεβλήθησαν σε tPRK-CXL. Η ποιότητα της δακρυϊκής στιβάδας, η αισθητικότητα του κερατοειδούς και το υποεπιθηλιακό νευρικό πλέγμα του κερατοειδούς αξιολογήθηκαν σε 30 οφθαλμούς που υπεβλήθησαν σε CXL.Αποτελέσματα: Η ενυδάτωση των κερατοειδών μετά την επέμβαση φαίνεται μειωμένη ενώ επίδραση στην συμπιεστότητα δεν μπόρεσε να μετρηθεί. Η όραση και τοπογραφική εικόνα των ασθενών που υπεβλήθησαν στην συνδυασμένη επέμβαση σε σχέση με την ομάδα ελέγχου είναι σημαντικά βελτιωμένες. Η συμπεριφορά των κερατοειδών ως προς τη σταθερότητα και στις δύο ομάδες μετεγχειρητικά ήταν όμοια μέχρι 3 χρόνια μετεγχειρητικά. Μεγαλύτερη διείσδυση της διασύνδεσης φαίνεται εμμέσως από το βάθος το αλλοιώσεων του στρώματος στην συνεστιακή μικροσκοπία στους ασθενείς της ομάδας tPRK-CXL. Οι ποσοτικές παράμετροι αξιολόγησης του υποεπιθηλιακού νευρικού πλέγματος και η αισθητικότητά του κερατοειδούς ήταν σημαντικά μειωμένες μέχρι έξι μήνες μετεγχειρητικά. Η δακρυϊκή στιβάδα δεν φάνηκε να επηρεάζεται. Συμπεράσματα: Η επέμβαση CXL φαίνεται να προκαλεί αφυδάτωση στον κερατοειδή, η οποία πιθανόν να συμμετέχει στην αύξηση της ακαμψίας του. Κλινικά προσφέρει σταθερότητα στους ασθενείς στο διάστημα παρακολούθησης της μελέτης μας, ενώ ο συνδυασμός της με PRK καθοδηγούμενο από την τοπογραφία με το λέιζερ στερεάς κατάστασης έχει πολύ καλά οπτικά αποτελέσματα, φαινομενικά μεγαλύτερη διείσδυση στο βάθος του κερατοειδούς και παρόμοια σταθερότητα με την απλή επέμβαση. Η επέμβαση CXL επηρεάζει προσωρινά την νεύρωση και την αισθητικότητά του κερατοειδούς.