Lichtmikroskopische Untersuchungen zur kornealen Wundheilung nach tierexperimenteller perforierender Keratoplastik nach Excimer-Laser-Trepanation in freier Form

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Die klinischen postoperativen Verläufe nach Excimer-Laser-Keratoplastik in freier Form mit dem geführten Strahl eines Excimer-Lasers wurden bereits vorgestellt. Hier wird untersucht, ob sich histologisch Unterschiede in der kornealen Wundheilung nach tierexperimenteller perforierender Keratoplastik mittels Laser-Trepanation bzw. konventioneller mechanischer Trepanation im Kaninchenmodell darstellen. Material und Methoden: Bei 12 NZW-Kaninchen wurde eine homologe perforierende Keratoplastik durchgeführt (6 Tiere mechanische Trepanation, 6 Tiere Excimer-Laser-Trepanation). Es erfolgte die lichtmikroskopische Untersuchung der verbliebenen Spenderringe zur vergleichenden Bewertung der Schnittkantenqualität zwischen den beiden Trepanationstechniken. Im postoperativen Verlauf wurden jeweils nach 3 und 6 Wochen und nach 6 Monaten Versuchstiere getötet. Die nach der Tötung entnommenen Hornhautscheiben wurden zur Bewertung von Unterschieden hinsichtlich der kornealen Wundheilung zwischen den beiden Trepanationsgruppen ebenfalls lichtmikroskopisch untersucht. Ergebnisse: Die Untersuchung der Schnittkanten bestätigt die in der Literatur beschriebene Präzision von mit dem Excimer-Laser angelegten kornealen Exzisionen, mit nur minimalem Begleitschaden in benachbarten Gewebestrukturen. Zu den verschiedenen Untersuchungszeitpunkten ist in beiden Trepanationsgruppen ein vergleichbarer Ablauf der kornealen Wundheilung mit epithelialer Regeneration, stromaler Fibroblasteneinwanderung mit Neubildung kollagener Fasern und Reparatur des Defektes der Descemet’schen Membran durch endotheliale Basalmembranneubildung zu verzeichnen. Nach 6 Monaten hat in beiden Gruppen eine vollständige Wundheilung mit weitgehend paralleler lamellärer Ausrichtung der neu gebildeten Kollagenfasern, bei annähernd gleicher Dicke der Hornhaut im ehemaligen Schnittbereich, im Vergleich zur sonstigen Hornhaut stattgefunden. Schlussfolgerungen: Nach den klinischen Untersuchungen zur Einsatzfähigkeit der entwickelten Technologie am lebenden Auge und zum klinischen postoperativen Verlauf demonstrieren die hier dargestellten histologischen Untersuchungen zur kornealen Wundheilung keine signifikanten Unterschiede zwischen mechanischer und Laser-Trepanation. Nach dem seit Jahren etabliertem Verfahren zur Excimer-Laser-Trepanation unter Einsatz von Metallmasken erscheint die hier vorgestellte Technologie zur Trepanation mit frei wählbarer Transplantatgeometrie als weitere Bereicherung des chirurgischen Repertoires bei Vorliegen spezieller kornealer Pathologien.

Abstract

Background: The postoperative clinical course after penetrating keratoplasty and trephination in free form using a guided excimer laser beam has been published before. Here the findings of light-microscopy comparing corneal wound healing after experimental penetrating keratoplasty after laser trephination and after conventional mechanical trephination are presented. Materials and Methods: Homologous penetrating keratoplasty was performed on 12 NZW rabbits (6 animals with mechanical trephination, 6 animals with excimer laser trephination). The cutting edges achieved by both trephination techniques were examined by light microscopy in the remaining donor rings. During the postoperative follow-up animals were sacrificed at 3 and 6 weeks and at 3 months. Corneal specimens were retrieved and corneal healing processes were evaluated by light microscopy. Results: The cutting edges of corneal excisions with the excimer laser demonstrated a high precision with only minimal collateral damage to adjacent tissue structures. At the different intervals both trephination groups demonstrated comparable stages of corneal wound healing regarding epithelial regeneration, stromal fibroblast migration with collagen synthesis and Descemet repair by endothelial synthesis of basement membrane. After 6 months corneal specimens of both groups demonstrated complete healing with nearly parallel orientation of newly synthesised collagen lamellae. Corneal thickness in the wound areas did not differ significantly from normal corneal tissue. Conclusions: Experimental follow-up studies to evaluate the feasibility of the developed technology of laser trephination in the living eye have shown no differences between conventional mechanical and excimer laser trephination with a guided beam. The present histology study also does not demonstrate any significant differences in corneal wound healing between the two trephination groups. Although excimer laser trephination along metal masks has now been established for several years, the here presented technique for trephination with individualised transplant geometries appears to be a valuable addition to the surgical repertoire in the presence of selected corneal pathologies.

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PD Dr. Klaus Schmitz

Universitätsklinikum Essen, Zentrum für Augenheilkunde

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45122 Essen

Email: klaus.schmitz@uk.uni-essen.de