Klinische und Okt-Studie zur Kollagenvernetzung

Die Vernetzung von Kollagen bezieht sich auf die Fähigkeit von Kollagenfibrillen, starke chemische Bindungen mit benachbarten Fibrillen zu bilden. In der Hornhaut kommt es aufgrund einer oxidativen Desaminierungsreaktion, die innerhalb der Endketten des Kollagens stattfindet, zu einer natürlichen Kollagenvernetzung mit zunehmendem Alter. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass diese natürliche Quervernetzung von Kollagen erklärt, warum Keratektasie (Hornhautektasie) oft am schnellsten in der Adoleszenz oder im frühen Erwachsenenalter fortschreitet, sich aber bei Patienten nach dem mittleren Alter tendenziell stabilisiert.

Humanstudien zur UV-induzierten Hornhautvernetzung begannen 2003 in Dresden, und erste Ergebnisse waren vielversprechend. In die anfängliche Pilotstudie wurden 16 Patienten mit schnell fortschreitendem Keratokonus aufgenommen, und alle Patienten hörten nach der Behandlung auf, fortzuschreiten. Darüber hinaus kam es bei 70 % zu einer Abflachung ihrer steilen vorderen Hornhautkrümmung (Abnahme der durchschnittlichen und maximalen keratometrischen Werte) und bei 65 % zu einer Verbesserung der Sehschärfe. Es wurden keine Komplikationen berichtet.

Gemäß dem typischen Vernetzungsprotokoll wird 0,1 % Riboflavinlösung mit 20 % Dextran zu der deepithelisierten Hornhaut gegeben und dann mit UV-A-Licht bei 365 nm mit einer Bestrahlungsstärke von 3 mW/cm2 für 30 Minuten photoaktiviert. Die Hornhaut wird deepithelisiert, um ein angemessenes Eindringen von Riboflavin in das Hornhautstroma zu ermöglichen. Riboflavin wirkt als Photosensibilisator; es erzeugt freie Radikale, bildet neue molekulare Vernetzungen und erhöht schließlich die mechanische Festigkeit der Hornhaut.

Die Kollagenvernetzung erlebte aufgrund der offensichtlichen Sicherheit und der breiten Palette potenzieller Anwendungen einen schnellen Übergang von Laborverfahren zu klinischen Eingriffen. Eine solche klinische Anwendung ist die Behandlung von Keratokonus, der eine degenerative Erkrankung des Auges ist, die mit einer Ausdünnung und anschließenden Ausbeulung der Hornhaut verbunden ist, was ein schlechtes Sehvermögen verursacht. Die Kollagenvernetzung stoppt das Fortschreiten des Keratokonus bei Patienten mit leichter Erkrankung, vermutlich durch Stärkung der Hornhaut und Verhinderung einer weiteren Vorwölbung.

Die Kollagenvernetzung wurde auch erfolgreich bei der Behandlung von pellucider marginaler Degeneration und zur Behandlung von iatrogener (postoperativer) Ektasie eingesetzt. Studien haben gezeigt, dass CXL bei Patienten mit bullöser Keratopathie aufgrund unterschiedlicher Ursachen eine Verringerung des Hornhautödems und der Hornhautdicke mit Verbesserung der Sehschärfe bewirkt. Diese Veränderungen halten jedoch nur etwa sechs Monate an und aufgrund dieser vorübergehenden Wirkung kann CXL vorerst, wenn überhaupt, nur eine palliative Rolle spielen.

Die Wirkung der Quervernetzung kann postoperativ klinisch und auch durch einige Geräte wie Ocular Response Analyzer (Reichert Inc., Buffalo, NY, USA) beurteilt werden. Die Behandlungstiefe kann anhand der Demarkationslinie gemessen werden, die normalerweise 10 bis 14 Tage nach CXL erscheint und mittels Hornhauttopographie und Tomographie überwacht werden kann.

Optische Kohärenztomographie (OCT) ist eine Modalität, die Interferometrie mit niedriger Kohärenz verwendet, um eine berührungslose In-vivo-Bildgebung von Augenstrukturen zu ermöglichen. Seit ihrer Einführung ist die OCT-Bildgebung zu einem wichtigen Bestandteil der klinischen Beurteilung der Hornhaut und des vorderen Augenabschnitts geworden.

Mit zunehmender Verbesserung der Technologie, z.B. die Geschwindigkeit und Auflösung der aufgenommenen Bilder, der Einfluss der OCT-Bildgebung des vorderen Segments (AS-OCT) auf die klinische Praxis, hat schnell zugenommen, und das klinische Potenzial der Technik zur Bewertung der Hornhaut wurde erkannt. Speziell für die Hornhaut ermöglicht uns AS OCT nun, Hornhautschichten und -strukturen detaillierter abzubilden, d. h. Epithel, Bowman-Schicht, Stroma, Descemet-Membran und Endothel.

Das AS OCT ist äußerst nützlich bei der Untersuchung der Pathologie des vorderen Segments durch eine ödematöse Hornhaut, wie z. B. bei Descemet-Membranablösungen, Hornhautstroma selbst und Hornhautinfiltraten infolge von Infektionen.

AS OCT ist auch nützlich bei der Beurteilung von postoperativen Hornhautveränderungen, einschließlich Hornhautveränderungen nach Cross-Linking. Die am häufigsten berichtete Veränderung, die bei Querschnitts-OCT nach CXL beobachtet wurde, war das Auftreten einer „Abgrenzungslinie“ innerhalb des Hornhautstromas. Es wurde postuliert, dass diese Linie die Tiefe der CXL-Behandlung darstellt und das behandelte vordere Stroma vom unbehandelten hinteren Stroma trennt. Die Demarkationslinie ist hyperreflektierend, wenn sie mit OCT, Scheimpflug-Bildgebung und Spaltlampen-Biomikroskopie betrachtet wird. OCT bietet die Möglichkeit, die Tiefe der Demarkationslinie zu messen und wurde als wichtiger Ergebnisparameter beim Vergleich verschiedener CXL-Protokolle verwendet. Die Demarkationslinie verblasst normalerweise nach drei Monaten und wird bei einigen Hornhäuten durch schwache, unregelmäßige, hyperreflektierende Linien im tiefen Stroma ersetzt.

Andere Veränderungen, die auf OCT-Bildern nach CXL festgestellt werden können, umfassen ein erhöhtes Reflexionsvermögen des behandelten Stromas und das Auftreten schwächerer, sekundärer Stroma-Abgrenzungslinien.