Bernhard Ralla

• Einleitung: Die Kollagenquervernetzungs-Behandlung mit Riboflavin und UV-A-Licht (CXL) ist eine neue Behandlungsmethode, die als einziges Verfahren die Stabilität der Hornhaut erhöht und dadurch eine Progression eines Keratokonus verhindern kann. Die hierbei oft verzeichnete Rückbildung der Keratektasie reicht jedoch in der Regel nicht aus, um die damit verbundenen Brechungsfehler des Auges zu beheben. In einigen Fällen kann die Sehschärfe sogar mit formstabilen Kontaktlinsen nicht wieder hergestellt werden und es müssen operative Methoden, wieEinleitung: Die Kollagenquervernetzungs-Behandlung mit Riboflavin und UV-A-Licht (CXL) ist eine neue Behandlungsmethode, die als einziges Verfahren die Stabilität der Hornhaut erhöht und dadurch eine Progression eines Keratokonus verhindern kann. Die hierbei oft verzeichnete Rückbildung der Keratektasie reicht jedoch in der Regel nicht aus, um die damit verbundenen Brechungsfehler des Auges zu beheben. In einigen Fällen kann die Sehschärfe sogar mit formstabilen Kontaktlinsen nicht wieder hergestellt werden und es müssen operative Methoden, wie Excimer-Laserbehandlungen, in Erwägung gezogen werden. Die Gefahr der Progression der Hornhautverdünnung bis hin zur Keratolyse bleibt jedoch bestehen. Die Festigung der Cornea durch eine CXL- Behandlung vor einer Excimer-Laserbehandlung könnte diese Gefahr verringern und die Sehschärfe des Patienten entscheidend verbessern oder vollständig restituieren. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, in wie weit eine CXL-Behandlung einen Einfluss auf refraktiv-chirurgische Verfahren hat: Es sollte die Auswirkung einer CXL-Behandlung auf einen Mikrokeratomschnitt, insbesondere auf die Flapdicke, sowie die Auswirkung auf das refraktive Ergebnis einer LASIK-Behandlung untersucht werden. Material und Methoden: An frisch enukleierten Schweineaugen (n=100 je Gruppe) wurde eine CXL-Behandlung durchgeführt. Die Augen der Kontrollgruppe erhielten nur eine Epithelabrasio. Die Präparation des Flaps erfolgte mit einem Cariazzo- Pendular Mikrokeratom, die Excimer-Laser-Photoablation mit dem ESIRIS Excimer- Laser. Die Flapdickenmessung wurde durchgeführt mittels optischer Kohärenzpachymetrie und einem mechanischem Dickenmessgerät. Die Bestimmung der Refraktion erfolgte mittels Placido-basierter Videokeratographie. Ergebnisse: Die mit dem optischen Kohärenzpachymeter (OCP) gemessene mittlere Flapdicke nach einem intendierten 150μm Mikrokeratomschnitt betrug 135 ± 25μm in der Gruppe mit CXL-Behandlung und 105 ± 25μm in der Kontrollgruppe (p<0.0001), respektive 164,7 ± 16μm und 132,6 ± 19,6μm gemessen mit dem mechanischem Dickenmessgerät (p<0,0001). Dies entspricht einer Flapdickenzunahme von 22%. Die mit dem mechanischen Dickenmessgerät gemessene mittlere Flapdicke nach einem intendierten 130μm Mikrokeratomschnitt betrug 115 ± 15μm in der CXL-Gruppe und 95 ± 10μm in der Kontrollgruppe (p<0.0001). Dies entspricht ebenfalls einer Zunahme von 22%. Das refraktive Ergebnis bei einer intendierten Flapdicke von 150μm und intendierten Korrekturen um -6D und -4D war in der CXL-behandelten Gruppe signifikant verringert: Bei intendierter Korrektur um -6D wurden -4,0 ± 1,8D in der CXL-Gruppe und -5,5 ± 1,6D in der Kontrollgruppe erreicht (p=0.005), bei intendierter Korrektur um -4dpt wurden -3,0 ± 1,2D in der CXL-Gruppe und -4,1 ± 2,0D in der Kontrollgruppe erreicht (p=0.038). Bei einer intendierten Korrektur um -2D zeigten CXL-behandelte Hornhäute ein verringertes refraktives Ergebnis, das jedoch nicht mehr signifikant war: -1,7 ± 1,1D vs. -2,5 ± 1,8D (p=0.057). Bei Benutzung eines 130μm Mikrokeratomschneidkopfes war das refraktive Ergebnis einer intendierten Korrektur um -6D von CXL-behandelten Augen signifikant verringert: -4,6 ± 0,9D vs. -5.5 ± 1,4D (p=0.016). Eine intendierte Korrektur um -4dpt zeigte ein verringertes Ergebnis, das jedoch nicht mehr statistisch signifikant war: -3,0 ± 1,5D vs. -3,5 ± 1,3D (p=0.324). Diskussion: Eine an Keratokonus erkrankte Hornhaut zuerst durch eine CXL-Behandlung zu stabilisieren und anschließend eine Mikrokeratom- und/oder Excimer-Laserbehandlung zur visuellen Rehabilitation durchzuführen, kann ein vielversprechendes Behandlungskonzept sein. In dieser Arbeit konnte an einem ex-vivo Modell bei statistisch genügender Fallzahl gezeigt werden: • Eine CXL-Behandlung wirkt sich auf einen Mikrokeratomschnitt, insbesondere auf die Flapdicke aus: Die Flaps werden im Durchschnitt um 22% dicker. Zwei Ursachen könnten dafür verantwortlich sein: Eine geringere Deformation der Corneakurvatur beim Schnittvorgang und/oder ein erhöhter Verformungswiderstand der Cornea während der Schneidkopfapplanation. • Eine CXL-Behandlung wirkt sich auf das refraktive Ergebnis einer LASIK-Behandlung aus: Bei Verwendung eines 150μm Schneidkopfs waren Korrekturwerte von mehr als -4dpt, bei Verwendung eines 130μm Schneidkopfs von mehr als -6D signifikant verringert. Dafür könnten zwei Ursachen verantwortlich sein: Ein ungenügendes Wiederanliegen des Flaps bei der Reposition und/oder eine Veränderung der biomechanischen Eigenschaften der Cornea nach Photoablation. • Die Mikrokeratom- oder Excimer-Laserparameter müssen modifiziert werden, wenn man eine CXL-Behandlung und LASIK-Behandlung direkt nacheinander durchführt: Bei Benutzung eines Mikrokeratoms für 150μm/130µm intendierte Flapdicke muss bei angestrebten refraktiven Korrekturen von mehr als -4D/-6D ein Ablationsprofil für höhere Korrekturen eingestellt werden.…
• Introduction: Riboflavin/ultraviolet A (UVA) cross-linking (CXL) of corneal collagen is a novel method of stabilizing corneal mechanical properties and preventing progression of keratectasias. Although until now CXL has been the only therapy to stop the progression of keratoconus, it also induces some regression of keratectasia-associated refractive changes. However, these refractive effects are not sufficient to result in the visual rehabilitation of the patient. In those who do not benefit from spectacles or rigid gas-permeable contactIntroduction: Riboflavin/ultraviolet A (UVA) cross-linking (CXL) of corneal collagen is a novel method of stabilizing corneal mechanical properties and preventing progression of keratectasias. Although until now CXL has been the only therapy to stop the progression of keratoconus, it also induces some regression of keratectasia-associated refractive changes. However, these refractive effects are not sufficient to result in the visual rehabilitation of the patient. In those who do not benefit from spectacles or rigid gas-permeable contact lenses, surgical options such as excimer laser treatments, have to be considered. Recently, corneal excimer laser surgery has been proposed as an alternative treatment for irregular astigmatism in selected patients with keratectasia, but the fear of progressive corneal thinning and even keratolysis remains. Stiffening the cornea by CXL before excimer laser ablation could be effective in reducing this risk and improve or fully restitute visual acuity of the patients. The objective of this study was to examine whether CXL has an impact on refractive surgery procedures: on tissue response to a microkeratome lamellar cut (flap), in particular the flap thickness, and on the refractive result of myopic LASIK procedures. Materials and Methods: Corneal epithelium was removed from enucleated porcine eyes (n=100 each group), and CXL was performed with riboflavin 0.1% and UVA radiation (365 nm, 3 mW/cm(2)) for 30 minutes. Control eyes received epithelial abrasion only. Microkeratome cuts were performed with a Cariazzo- Pendular microkeratome (Schwindt, Germany), the excimer laser photoablation with the excimer ESIRIS Laser (Schwindt, Germany). During LASIK for myopia, the flap thickness of microkeratome cuts was measured by optical coherence pachymetry (online OCP) and mechanically by a manual micrometer caliper. The induced refractive change was assessed by Placido topography. Data were analyzed by Shapiro-Wilk test and Student's t-test. Results: Mean corneal flap thickness after an intended 150μm microkeratome cut was 135 ± 25µm in the group with CXL treatment and 105 ± 25 µm in the control group (p <0.0001, n = 60 per group), both measured by OCP. Measured by mechanical micrometer caliper, the mean corneal flap thickness after an intended 150µm microkeratome cut was 164.7 ± 16μm in the group with CXL-treatment and 132.6 ± 19.6µm in the control group (p <0.0001, n = 60 in each group). This corresponds to an increase of 22%. Mean corneal flap thickness after an intended 130µm microkeratome cut was 115 ± 13µm in the CXL-group and 95 ± 10µm in the control group (p <0.0001, n = 40 per group). This also corresponds to an increase of 22%. With the 150µm microkeratome head, differences in refractive outcome were significantly reduced in the CXL-treated corneas, down to an intended myopic correction of 4 D (3.0 D was achieved correction in CXL eyes versus 4.1 D in control eyes, p=0.038). At 2 D intended refractive change, the cross-linked corneas showed a reduced refractive outcome that was not statistically significant (p=0.057). With the 130µm microkeratome head, the refractive outcome of a 6 D intended correction was significantly reduced in the cross-linked corneas (4.6 D achieved correction in CXL-treated eyes versus 5.5 D in control eyes, p=0.016), whereas a 4-D correction showed a reduced refractive outcome that was not statistically significant (3.0 D vs. 3.5 D, p=0.324). Discussion: To first stabilize a keratoconic cornea with UVA/riboflavin collagen cross-linking and then employ refractive surgery procedures to improve visual acuity is a tempting treatment concept. We investigated the effects of CXL on LASIK in porcine eyes ex-vivo: • A CXL treatment has an influence on a microkeratome cut, especially on the flap thickness: The flaps are on average 22% thicker. Two causes might be responsible: a lower deformation of the corneal curvature during the cutting process and / or an increased resistance to deformation of the cornea during the applanation of the cutting- head of the microkeratome. • A CXL treatment has an influence on the refractive result of LASIK treatments: When using a 150μm cutting head correction values of more than -4D, when using a 130µm cutting head correction values of more than -6D were significantly reduced. This result could be due to a lack of alignment of the thicker, more rigid flap to the stromal bed, thereby masking the altered curvature of the underlying stroma and / or a change in the biomechanical properties of the cornea after photoablation. • The microkeratome or excimer laser parameters need to be modified when performing a CXL treatment and LASIK treatment consecutively: When performing a LASIK procedure with an intended 150μm flap and refractive correction >4D or an intended 130μm flap and refractive correction >6D, an ablation profil for higher refractive corrections has to be used.…