Hornhautverpflanzung am Auge Laser statt Messer

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1 Hornhautverpflanzung am Auge Laser statt Messer Berthold Seitz Augenheilkunde Abb. 1: Augenärzte sind Organspender (Klinik für Augenheilkunde am Universitätsklinikum des Saarlandes in Homburg/Saar) Am führte Herr Dr. Eduard Konrad Zirm in Olmütz (heutiges Tschechien) die erste erfolgreiche durchgreifende Hornhautverpflanzung (Kornea-Transplantation/Keratoplastik) durch. Damit war Zirm die erste vollständige Transplantation in der Medizin überhaupt geglückt. Die Keratoplastik ist aber nicht nur die älteste, sondern auch die am häufigsten durchgeführte und erfolgreichste Form der Organ-/Gewebetransplantation. Jährlich werden in Deutschland etwa 4800 Keratoplastiken durchgeführt, davon an der Universitätsklinik des Saarlandes 171 im Jahr Der Bedarf an Hornhauttransplantaten ist jedoch weit größer, aber aufgrund mangelnder Spendenbereitschaft - insbesondere in Deutschland sind die Wartelisten für die Operation lang. Hornhautspendergewebe kann bis zu 72 Stunden nach dem Herz-Kreislauf-Stillstand ohne Rücksicht auf das Alter des Verstorbenen entnommen werden. Es spielt also die sog. Hirntodproblematik keine Rolle! Es sollte heute eine Selbstverständlichkeit sein, einen Organspendeausweis bei sich zu tragen, wie dies die Ärzte der Universitätsaugenklinik in Homburg/Saar signalisieren (vgl. Abb. 1). Abb. 2: Prinzip der Excimerlaser-Trepanation bei Spender und Empfänger Abb. 3: Spendermaske mit acht Orientierungszähnchen nach außen Abb. 4: Empfängermaske mit acht korrespondierenden Kerben 14 Universität des Saarlandes

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3 Eine klare Hornhaut nach Normalrisiko-Keratoplastik (~ 80% aller Kornea-Transplantationen) mit einem hohen und/oder irregulären Astigmatismus (Hornhautverkrümmung) kann heute nicht mehr als erfolgreich eingestuft werden. Es muss als Illusion angesehen werden, dass nach einer längeren Liegedauer der Fäden das Transplantat in einer adjustierten guten Form fixiert wäre. Den größten Einfluß auf den langfristig persistierenden Restastigmatismus und die optische Qualität des klaren Transplantates nach Fadenentfernung haben die morphologischen Verhältnisse und Wundheilungsvorgänge an der Spender-Empfänger-Stoßstelle. Diese sind untrennbar mit der Trepanationstechnik verknüpft. Abb. 5: Spendertrepanation unmittelbar vor der Perforation mit glatten Schnittkanten und Orientierungszähnchen (Makroskopie) Abb. 7: Orientierungszähnchen bei der Spendertrepanation (0,3 x 0,2 mm, Rasterelektronenn- mikroskopie) Abb. 8: Exakte Positionierung der zweiten Situationsnaht bei der Keratoplastik durch Zähn- chen und korrespondierende Kerbe zur Vermeidung der horizontalen Torsion (intraoperativ) Hintergrund und Problemstellung Hauptsächlich zwei Probleme beeinträchtigen die Zufriedenheit von Mikrochirurgen und Patienten nach initial erfolgreicher Hornhautverpflanzung am Auge: Im Verlauf können immunologische Abwehrreaktionen zur Eintrübung des Transplantates führen. Zum zweiten kann eine Hornhautverkrümmung, die teilweise durch den Eingriff bedingt ist, aber in der Regel erst nach Entfernung der Abb. 6: Spendertrepanation unmittelbar vor der Perforation mit perpendikulären Schnittkanten (Histologie) Fäden voll zu Tage tritt, die Sehkraft des Patienten stark beeinträchtigen. Methoden Wesentliche intraoperative Determinanten des Astigmatismus nach Keratoplastik sind: die Dezentrierung von Spender- und/oder Empfängertrepanation, die sog. vertikale Verkippung durch forcierte Nahtadaptation von nicht kongruenten Schnittkanten und die sog. horizontale Torsion des Transplantates im Empfängerbett durch asymmetrische Gewebeeinpassung. Insbesondere der korrekten Positionierung der zweiten Situationsnaht exakt gegenüber der ersten kommt hier entscheidende Bedeutung bei. Außerdem spielt in diesem Zusammenhang die nicht kreisrunde Trepanation von Spenderscheibchen und Empfängerbett eine Rolle. Wir sind der Überzeugung, dass sowohl Spender- als auch Empfängertrepanation von epithelial mit derselben Methode erfolgen sollten, um die Grundvoraussetzung für identische Spender- und Empfängerdimensionen sowie kongruente Schnittkanten und -winkel zu schaffen. Darüber hinaus sollten die ausgeübten Druck- und Scherkräfte so gering wie möglich gehalten werden, um Schnittkantendistorsionen zu vermeiden. Außerdem soll die Trepanation möglichst unter kompletter Mikroskopsicht für den Operateur erfolgen, nachdem die Horizontalausrichtung der Limbusebene sichergestellt ist. Hierfür prädestiniert ist die nichtmechanische Trepanation mittels 193 nm Excimerlaser entlang von Metallmasken (vgl. Abb. 2, 3, 4), die bisher klinisch bei über 2600 Augen in Homburg/Saar und Erlangen erfolgreich eingesetzt wurde. Ergebnisse Abb. 9: Excimerlaser-Keratoplastik (7,0/7,1 µm) mit doppelt-fortlaufender Kreuzstichnaht bei makulärer Dystrophie (vorher/nachher) Die Ergebnisse klinischer Studien haben gezeigt, dass mit dieser Technik, die eine Traumatisierung intraokulärer Gewebe vermeidet, sowohl die Spender- als auch die Empfängerdezentrierung signifikant vermindert werden kann. In der Frühphase nach Keratoplastik war der tyndallometrisch bestimmte Vorderkammerreizzustand signifikant geringer als bei konventioneller Trepanation. Durch die Erzeugung von glatten, annähernd perpendikulären und zwischen Spender und Empfänger kongruenten 16 Universität des Saarlandes

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5 Abb. 10: Excimerlaser-Keratoplastik (8,0/8,1 mm) mit doppelt-fortlaufender Kreuzstichnaht bei Keratokonus 1. Keine Traumatisierung intraokulärer Gewebe Schnittkanten und -winkeln kann die vertikale Verkippung (vgl. Abb. 5, 6), durch den Einsatz der Homburger/Erlanger Orientierungszähnchen kann die horizontale Torsion minimiert werden. Acht Zähnchen am Rande der Spendertrepanation und acht korrespondierende Kerben beim Patienten Abb. 11: Homburger Schraubverschluss Zukunftsvision im Hinblick auf die Nostitch-Keratoplastik unter Nutzung der Femtosekunderlaser-Technologie 2. Vermeidung von Quetsch- und Scherkräften bei der Trepanation 3. Minimierung der horizontalen Torsion ( Orientierungszähnchen ) 4. Minimierung der vertikalen Verkippung ( perfekte kongruente Schnittränder) 5. Minimierung von Empfänger-/und Spenderdezentrierung 6. Möglichkeit der Harmonisierung von Spender- und Empfängertopographie 7. Geringerer Vorderkammerreizzustand in der Frühphase nach Keratoplastik 8. Geringerer Astigmatismus nach Fadenentfernung 9. Höhere Regularität der Topographie 10. Signifikant bessere Sehschärfe 11. Möglichkeit der Trepanation am offenen Auge (z.b. Keratoplastik à chaud) Tab. 1: Vorteile der nicht-mechanischen Trepanation mittels 193 nm Excimerlaser erlauben eine 360 -symmetrische Einpassung des Spenders durch exakte Positionierung der ersten acht Situationsnähte ( Schlüssel- Schloss-Prinzip ) (vgl. Abb. 7, 8). Außerdem besteht die Möglichkeit der Harmonisierung von Spender- und Empfängertopographie. Berthold SEITZ arbeitete nach seinem Medizinstudium als Wissenschaftlicher Mitarbeiter/Assistenzarzt an der Augenklinik mit Poliklinik der Universität Erlangen-Nürnberg, wo er im Jahr 1994 die Hornhautsprechstunde etablierte und seither leitete war er als DFG-Stipendiat und Research-Fellow in Cornea and Refractive Surgery am Doheny Eye Institute, University of Southern California School of Medicine, Los Angeles. Er habilitierte sich 1999 für das Fach Ophthalmologie in Erlangen. Seit 2000 war er der Leiter der Kornea Bank Erlangen wurde er zum Professor und Extraordinarius für Ophthalmologie in Erlangen ernannt. Seit 2006 ist Berthold Seitz Professor für Augenheilkunde an der Universität des Saarlandes und Direktor der Klink für Augenheilkunde am Universitätsklinikum des Saarlandes. Er ist der Landesarzt für Blinde und Sehbehinderte im Saarland. Die Ergebnisse einer prospektiven randomisierten Studie belegen, dass bei der konventionellen Motortrepanation der keratometrische Astigmatismus nach Fadenentfernung bei 80% der Augen anstieg, und zwar im Durchschnitt von 3,7 D auf 6,1 D. Dagegen nahm er nach der Lasertrepanation bei 52% weiter ab, und zwar von durchschnittlich 3,4 D auf 3,0 D. Außerdem war der Visus nach Lasertrepanation (0,72) um etwa 2 Dezimalzeilen besser als nach konventioneller Trepanation (0,51). Dieses liegt unter anderem an der signifikant höheren Regularität der Topographie des Transplantates nach Lasertrepanation, nicht zuletzt auch bedingt durch die doppelt fortlaufende 10-0-Nylon-Kreuzstichnaht nach Hoffmann (30 µm dünner Faden) (vgl. Abb. 9). Besondere Bedeutung haben diese Ergebnisse vor allem für die meist jungen, voll im Beruf stehenden Patienten mit KERATOKO- NUS, die von einer frühen und vollständigen visuellen Rehabilitation besonders profitieren. Wir konnten in diesem Zusammenhang zeigen, dass die refraktiven Ergebnisse nach Keratoplastik nicht ungünstiger sind, wenn mit der Operation bis zur Kontaktlinsenintoleranz gewartet wird (vgl. Abb. 10). Nicht zuletzt ermöglicht der Laser die kontaktfreie Trepanation bei primär instabiler Kornea. Hierunter fallen das offene Auge (z.b. bei Keratoplastik à chaud wegen eines perforierten Hornhautulkus), die komplizierte radiale Keratotomie oder posteriore lamelläre Keratoplastik bzw. die iatrogene Keratektasie nach LASIK. Durch die kurzgepulste UV-Licht-Applikation wurde weder eine vermehrte Kataraktbildung noch ein verstärkter Endothelschaden beobachtet. Außerdem wurde weder die Rate immunologischer Transplantatreaktionen noch die Inzidenz einer postoperativen Augeninnendruckerhöhung durch die Lasertrepanation negativ beeinflusst. Schlussfolgerungen Nachdem immunologische Transplantatreaktionen und Sekundärglaukome als Hauptursachen der irreversiblen Transplantateintrübung bei Normalrisiko-Keratoplastik weitgehend beherrschbar sind, gewinnen für den Erfolg der Hornhauttransplantation heute immer mehr auch refraktiv-chirurgische Faktoren an Bedeutung. Um den gefürchteten Astigmatismus-Anstieg nach Fadenentfernung zu vermeiden, sollte ein Trepansystem für die perforierende Keratoplastik verwendet werden, das die spannungsfreie symme- 18 Universität des Saarlandes

6 trische Einpassung eines kreisrunden Spenderscheibchens in ein kreisrundes Empfängerbett mit kongruenten unproblematisch wasserdicht adaptierenden Schnittkanten sicherstellt. Diese Ansprüche an eine optimale Trepanation werden derzeit am ehesten durch die nichtmechanische Lasertrepanation erfüllt. Der Einsatz eines Femtosekundenlasers, der uns in Homburg/Saar seit 08/2008 zur Verfügung steht, lässt zukünftig echte 3-dimensionale Schnitte zu. Neben Zähnchen und Kerben lassen sich durch entsprechende Programmierung korrespondierende Schlüssel-Schloss-Konfigurationen (z.b. invers pilzförmig) am Trepanationsrand kreieren, die einen wasserdichten Wundverschluss (evtl. unter Einsatz von Gewebeklebern) ohne Naht ermöglichen könnten. Der Traum jedes Kornea-Mikrochirurgen von der No-stitch-Keratoplastik ist durch den Einsatz der Femtosekundenlaser in greifbare Nähe gerückt ( Homburger Schraubverschluss ) (vgl. Abb. 11). Literatur 1. Behrens A, Seitz B, Küchle M, Langenbucher A, Kus MM, Rummelt C, Naumann GOH: "Orientation teeth" in non-mechanical laser corneal trephination for penetrating keratopasty: 2.94 µm Er:YAG vs 193 nm ArF excimer laser. Br J Ophthalmol 1999; 83: Behrens A, Seitz B, Langenbucher A, Kus MM, Küchle M, Naumann GOH: Lens opacities after nonmechanical vs. mechanical corneal trephination for penetrating keratoplasty in keratoconus. J Cataract Refract Surg 2000; 26: Ferreira de Souza R, Seitz B, Langenbucher A, Viestenz A, Hofmann-Rummelt C, Küchle M, Naumann GOH: Q-switched 2.94 mm Er:YAG laser trephination with convergent and divergent cut angles for penetrating keratoplasty. Cornea 2003; 22: Küchle M, Seitz B, Langenbucher A, Naumann GOH: Nonmechanical excimer laser penetrating keratoplasty for perforated or predescemetal corneal ulcers. Ophthalmology 1999; 106: Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, Naumann GOH: Thermal effects in excimer laser trephination of the cornea. Graefe s Arch Clin Exp Ophthalmol 1996; 234:S142-S Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, Vilchis E, Naumann GOH: Regularität der Topographie nach perforierender Keratoplastik - Vergleich zwischen nichtmechanischer Trepanation (Excimer Laser 193nm) und mechanischer Trepanation. Klin Monatsbl Augenheilkd 1996; 208: Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, Vilchis E, Naumann GOH: Graft decentration in penetrating keratoplasty - Nonmechanical trephination with the excimer laser (193 nm) versus the motor trephine. Ophthalmic Surg Lasers 1998; 29: Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, Naumann GOH: Transplantatverkippung nach perforierender Keratoplastik - Vergleich zwischen nichtmechanischer Trepanation mittels Excimerlaser und Motortrepanation. Klin Monatsbl Augenheilkd 1998; 212: Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, Naumann GOH: Zernike representation of corneal topography height data after nonmechanical penetrating keratoplasty. Invest Ophthalmol Vis Sci 1999; 40: Langenbucher A, Seitz B, Kus MM, van der Heyd G, Küchle M, Naumann GOH: Design of a computer-generated hologram with a ring focus for nonmechanical corneal trephination with the Er:YAG laser in penetrating keratoplasty. Jpn J Ophthalmol 1999; 43: Langenbucher A, Seitz B, Nguyen NX, Naumann GOH: Graft endothelial cell loss after nonmechanical penetrating keratoplasty depends on diagnosis: a regression analysis. Graefe s Arch Clin Exp Ophthalmol 2002; 240: Langenbucher A, Nguyen NX, Seitz B: Predictive donor factors for chronic endothelial cell loss after nonmechanical penetrating keratoplasty in a regression model. Graefe s Arch Clin Exp Ophthalmol 2003; 241: Naumann GOH, Seitz B, Lang GK, Langenbucher A, Kus MM: Excimer Laser 193nm Trepanation bei der perforierenden Keratoplastik - Bericht über die ersten 70 Patienten. Klin Monatsbl Augenheilkd 1993; 203: Seitz B, Behrens A, Langenbucher A, Kus MM, Naumann GOH: Experimental 193-nm excimer laser trephination with divergent cut angles in penetrating keratoplasty. Cornea 1998; 17: Seitz B, Langenbucher A, Kus MM, Küchle M, Naumann GOH: Immunologische Transplantatreaktionen nach nichtmechanischer Hornhauttrepanation mit dem Excimerlaser. Ophthalmologe 1998; 95: Seitz B, Langenbucher A, Fischer S, Kus MM, Vilchis E, Naumann GOH: Regularity of laser keratectomy depth in non-mechanical trephination for penetrating keratoplasty. Ophthalmic Surg Lasers 1998; 29: Seitz B, Langenbucher A, Kus MM, Küchle M, Naumann GOH: Nonmechanical corneal trephination with the excimer laser improves outcome after penetrating keratoplasty. Ophthalmology 1999; 106: Seitz B, Langenbucher A, Zagrada D, Budde W, Kus MM: Hornhautdimensionen bei verschiedenen Hornhautdystrophien und ihre Bedeutung für die perforierende Keratoplastik. Klin Monatsbl Augenheilkd 2000; 217: Seitz B, Langenbucher A, Beyer A, Kus MM, Behrens A: Hornhautrückflächenkrümmung nach perforierender Keratoplastik vor und nach Fadenentfernung. Klin Monatsbl Augenheilkd 2000; 217: Seitz B, Langenbucher A, Meiller R, Kus MM: Dezentrierung der Spenderhornhaut bei mechanischer und Excimerlaser Trepanation für die perforierende Keratoplastik. Klin Monatsbl Augenheilkd 2000; 217: Seitz B, Langenbucher A, Nguyen NX, Kus MM, Küchle M, Naumann GOH: Graft endothelium and thickness after penetrating keratoplasty comparing mechanical and excimer laser trephination - A prospective randomised study. Graefe s Arch Clin Exp Ophthalmol 2001; 239: Seitz B, Langenbucher A, Diamantis A, Cursiefen C, Küchle M, Naumann GOH: Immunreaktionen nach perforierender Keratoplastik - Eine prospektive randomisierte Vergleichstudie zwischen Excimerlaser- und Motortrepanation. Klin Monatsbl Augenheilkd 2001; 218: Seitz B, Langenbucher A, Nguyen NX, Küchle M, Naumann GOH: Long-term follow-up of intraocular pressure after penetrating keratoplasty for keratoconus and Fuchs' dystrophy - Comparison of mechanical and laser trephination. Cornea 2002; 21: Seitz B, Langenbucher A, Viestenz A, Dietrich T, Küchle M, Naumann GOH: Katarakt und Keratoplastik simultane oder sequentielle Operation? Klin Monatsbl Augenheilkd 2003; 220: Seitz B, Langenbucher A, Hofmann-Rummelt C, Schlötzer-Schrehardt U, Naumann GOH: Nonmechanical posterior lamellar keratoplasty using the femtosecond laser (femto-plak) for corneal endothelial decompensation. Am J Ophthalmol 2003; 136: Seitz B, Langenbucher A, Küchle M, Naumann GOH: Impact of graft diameter on corneal power and the regularity of postkeratoplasty astigmatism before and after suture removal. Ophthalmology 2003; 110: Seitz B, Langenbucher A, Nguyen NX, Kus MM, Küchle M, Naumann GOH: Ergebnisse der ersten 1000 konsekutiven elektiven nichtmechanischen Keratoplastiken mit dem Excimerlaser - Eine prospektive Studie über mehr als 12 Jahre. Ophthalmologe 2004; 101: Seitz B, Brünner H, Viestenz A, Hofmann-Rummelt C, Schlötzer-Schrehardt U, Naumann GOH, Langenbucher A: Inverse mushroom-shaped nonmechanical penetrating keratoplasty using a femtosecond laser. Am J Ophthalmol 2005; 139: Seitz B, Langenbucher A, Naumann GOH: Die perforierende Keratoplastik - Eine 100-jährige Erfolgsgeschichte. Ophthalmologe 2005; 102: Seitz B, Langenbucher A, Szentmary N, Naumann GOH: Corneal curvature after penentrating keratoplasty before and after sture removal: A comparison between keratoconus and Fuchs dystrophy. Ophthalmologica 2006; 220: Szentmáry N, Seitz B, Langenbucher A, Naumann GOH: Repeat keratoplasty for correction of high or irregular postkeratoplasty astigmatism in clear corneal grafts. Am J Ophthalmol 2005; 139: Szentmáry N, Langenbucher A, Naumann GOH, Seitz B: Intra-individual variability of penetrating keratoplasty outcome after excimer laser versus motorized corneal trephination. J Refract Surg 2006; 22: Szentmáry N, Langenbucher A, Kus MM, Naumann GOH, Seitz B: Long-term refractive results of elliptical excimer laser penetrating keratoplasty (EELPK). Curr Eye Res 2007; 32: Yi Liu, Seitz B, Langenbucher A, Nguyen NX, Naumann GOH: Impact of preoperative corneal curvature on the outcome of penetrating keratoplasty in keratoconus. Cornea 2003; 22: magazin forschung 2/