Versteviging van het hoornvlies, bij keratoconus

CROSSLINKING VAN COLLAGEEN

Bijkomende verbindingen in het collageen van het hoornvlies aan de hand van UV straling.

  AANGEWEZEN BIJ KERATOCONUS

Keratoconus is een progressieve uitpuiling van het hoornvlies (=cornea) .
Onderzoek bij keratoconus –patienten toont duidelijke verschillen in elasticiteit vergeleken met het normale hoornvlies:  de sterkte van de keratoconus is tot 2x kleiner dan die van een normaal hoornvlies.
Hierdoor kan de cornea de oogdruk niet weerstaan en puilt ze naar voren toe.
De keratoconus, meestal aan beide ogen , manifesteert zich voornamelijk na de puberteit met een frequentie van 1/2000, is gewoonlijk progressief en leidt dan vaak tot aanzienlijke zicht problemen.
In die mate zelfs dat bij 20% van de gevallen een hoornvlies-transplantatie zich opdringt.
Dat is : als de patienten geen harde contactlenzen  meer kan dragen. Harde contactlenzen vormen immers de eerste behandeling voor keratoconus.

  Tot nu waren  hoornvliestransplantaties en het dragen van harde contactlenzen de enige echte behandelings-mogelijkheden voor keratoconus .
Crosslinking van het collageen (= de bindweefsel bundels, die voorkomen in het hoornvlies) met behulp van ultraviolet-A (UVA) bestraling en  riboflavine-oogdruppels is een nieuwe behandelingsmethode voor het stabiliseren van een toenemende keratoconus.
 
  Crosslinking is een gekende standaardtechniek waarbij er chemische verbindingen gecreëerd worden om de STERKTE VAN HET WEEFSEL TE VERHOGEN. De techniek wordt reeds toegepast in keel , hart en orthopedische chirurgie.
Crosslinking kan gebeuren op verschillende manieren: met enzymes, chemisch (met aldehyden) en door bestraling met UV als dan niet na toedienen van “fotosensitizers” (= stoffen die de gevoeligheid aan straling verhogen ) .
 
  Uit studies blijkt dat het aanbrengen van UV-A , met de fotosensitiser  riboflavine (toegediend in oogdruppels )  de beste techniek is om het hoornvlies te verstevigen.
Bij de excitatie van de lichtgevoelige riboflavine door UV-A bestraling  wordt er geactiveerde zuurstof vrijgezet die het aantal moleculaire bindingen tussen de collageen bundels verhoogd,  waardoor de stijfheid van het hoornvlies weefsel met een factor van 1.5 wordt verhoogd.

Een soortgelijk proces is ook verantwoordelijk voor  cataract:  UV stralling prikkelt de riboflavine, die in de lens aanwezig is . Dit leidt tot crosslinking van de lens-eiwitten  waardoor de lens verstijft en hoog moleculaire gewicht kristallijnen proteïnen ontstaan.
De verhoogde rigiditeit van het hoornvlies bij diabetici wordt verklaard door de crosslinking eigenschappen van aldehyden, die in het bloed circuleren, en vrij gezet worden in de tranen .
 
  Maar kan UV-crosslinking van de cornea de progressieve uitpuiling van de cornea ( de “keratectasie”)  bij keratoconus effectief stoppen? Professor Seiler et al. (Dresden, Duitsland en nu Zürich, Zwitserland) stelden deze nieuwe behandelingsmethode voor keratoconus reeds in 1997 op punt.
In een pilootstudie werden 23 ogen van 22 patiënten met matige en ernstige evolutieve keratoconus (maximale K-waarde van 48 tot 72D) behandeld. De gemiddelde leeftijd was 31.7 +/- 11.9 jaar. 
Na het afschrapen van ded oppervlakkige laag van de cornea  (het “ epitheel”)  werd riboflavine gedruppeld op het oog. Daarna werd het oog bestraald met het UVA-licht op 5cm afstand gedurende 30 minuten.
 
  Met interval van 6 maanden werden die patient opnieuw onderzocht wat betreft zicht en keratoconus-evolutie .
De follow-up varieerde tussen 3 maanden en 4 jaar. In alle gevallen werd de evolutie van de ziekte gestopt.
Geen enkel nevenwerking werd vastgesteld en de evaluaties tonen geen enkele verandering met betrekking tot densiteit van de endotheelcellen of corneatransparantie.
De oppervlakkige laag  herstelde vlot. In 16 ogen oftewel 70% verminderde de uitpuiling (=de  maximale K-waarde)  met 2  dioptrie  en bril-correctie (= de “refractieve afwijking”)  verbeterde met 1 dioptrie .
Het optimale zicht met correctie  (de BCVA = best corrected visual acuity) verbeterde in 15 ogen (65%).
 
 
De cytotoxiciteit met betrekking tot het corneale endotheel na applicatie van riboflavine/UVA werd overigens nog eens afzonderlijk uitvoerig bestudeerd door Prof. Seiler et al.
Aan de hand van een studie met 34 konijnenogen, geënucleerd na behandeling met riboflavine en UVA kon hij aantonen dat de combinatie riboflavine/UVA veilig is voor het endotheel zolang de gebruikte dosis kleiner is dan de endotheliale cytotoxische dosis van 0.65 J/cm². Geëxtrapoleerd naar humane cornea’s betekent dit dat de endotheliale cytotoxische sois enkel bereikt wordt wanneer men cornea’s dunner dan 400µ behandelt.

  Ook Caporossi et al. (Italië), Kanellopoulos et al. (Griekenland), Boxer Wachler (VSA) deelden hun recentere resultaten met betrekking tot UV-crosslinking en het behandelen van keratoconus mee.
De resultaten van deze studies, waarvan de postoperatieve opvolging zich soms uitspreidde over 5 jaar, hebben eveneens aangetoond dat de combinatie van riboflavine en UV-bestraling niet schadelijk én efficiënt is  om de corneale rigiditeit op een betekenisvolle wijze te verhogen.
 

  HOE VERLOOPT EEN UV-CROSSLINKING VAN DE CORNEA PRAKTISCH?

De behandelingsprocedure begint met topicale verdoving met oxyvenprocaïne.
Na het verwijderen van het corneale epitheel over een zone 9 mm diameter, wordt de riboflavine zorgvuldig op het corneale oppervlak gedruppeld tot corneale impregnatie gedurende 12 minuten.
Vervolgens wordt nagegaan of het Ribofalvine voldoende de cornea en de voorkamer heeft geïmpregneerd: een gele Tyndall wijst op een voldoende concentratie en beschermt tevens de onderliggende oogstructuren  -lens en netvlies – van de irradiatie: riboflavine-shielding. Daarna wordt het oppervlak bestraald met UVA-licht op een afstand van 5 cm gedurende 30 min.
 
  De bestralingszone wordt gelimiteerd tot 8 mm diameter, dit om te vermijden dat de limbale stamcellen (periferie van het hoornvlies), verantwoordelijk voor de epitheliale heling, zouden aangetast worden.
 
  Op het einde van de procedure wordt – net zoals na eenPRK laser behandeling – een verband contactlens op de cornea geplaatst gedruende 3 dagen om postoperatieve pijn en inflammatie te verminderen.
Antibiotische oogdruppels worden voorgeschreven tot re-epithelialisatie van het hoornvlies.
De behandeling duurt een 45-tal minuten en kan gemakkelijk ambulatoir gebeuren.
 
  Verdere opvolging van het stabilisatieproces van de cornea berust aan de hand van regelmatig onderzoek met o.a. refractie en visus meting, aangevuld met corneale topografie.
 
  Eens stabilisatie aangetoond kan worden, dan zou men de residuele refractieafwijking (myopie of onregelmatig astigmatisme) kunnen corrigeren d.m.v. een topografisch-geleide oppervlakkig e laser behandeling (PRK) of een torisch Artisan fake intra-oculaire lens.
 
  De behandeling met UV-crosslinking kan tevens nuttig zijn bij de behandeling van progressieve uitpuiling van het hoornvlies ( “ corneale ectasie”) , een zeldzame complicatie na een LASIK operatie. Wel hebben we liefst een resterende cornea-dikte  van 400 `µ

  De andere potentiële indicaties zijn de fruste keratoconus (een matige en niet evolutieve vorm van de keratoconus), de marginale pellucide degeneratie, de gedestabiliseerde corneas ten gevolge van een radiale keratotomie, enz….

In de volgende YouTube film zie je mooi de verschillende stappen:
- oppervlakkige laag ("epitheel") van het hoornvlies wegschrapen
- gele riboflavine druppelen
- met UV licht bestralen
- de dikte van het hoornvlies wordt tijdens de procedure regelmatig gemeten, omdat het hoornvlies niet te dun mag worden. Dit kan bijgestuurd worden met de concentratie van de riboflavine druppels: laag geconcentreerde druppels geven zwelling
- de hele procedure duurt ongeveer 1 uur
- nadien wordt een verbandlens op het hoornvlies geplaatst