60

Kapitel 5. Diskussion

Refraktive Eingriffe sind funktionelle Eingriffe mit dem Ziel, die Brechkraft fehlsichtiger Augen so auszugleichen, dass auf eine Brille oder Kontaktlinse verzichtet werden kann. Die photorefraktive Keratektomie zur Korrektur der geringen bis moderaten Myopie gilt als wissenschaftlich anerkanntes Verfahren und ist wegen ihrer Präzision und vergleichsweise geringen Komplikationsrate anderen Verfahren überlegen. Seit ihrer Einführung Anfang der 90er Jahre hat die PRK weltweit erheblich an Bedeutung gewonnen.

Das Ziel dieser Untersuchung bestand darin, den Einfluß der Laserstrahlformung und Laserstrahlführung auf das Hornhautprofil, seine Brechkraft und seine Mikrostruktur einzuschätzen.

5.1 Abtragung von Hornhautgewebe

Die Korrektur der Myopie mit dem Excimer Laser erfolgt durch einen von zentral nach peripher auslaufenden Gewebeabtrag, so dass der Hornhautradius analog zur Kontaktlinse vergrößert wird und damit die Brechkraft der Hornhaut sinkt. Die Berechnungsgrundlage der pro Dioptrien notwendigen zentralen Abtragtiefe bei gegebenen Durchmesser der optischen Zone, leitete Munnerlyn 1988 rechnerisch her [ 76 ]. Die direkte Vermessung der Hornhautradien während der PRK und die Einschätzung der Refraktionsänderung unmittelbar danach ist zur Zeit nicht zuverlässig möglich.

5.2 Kalibration des Lasers

Um eine präzise, stabile und reproduzierbare Refraktionsänderung zu erzielen, muß der Laserstrahl kalibiert werden. Dabei muß entsprechend der angestrebten Korrektur die Verteilung der Impulsenergie über der Oberfläche der optischen Zone überprüft werden. Diese Parameter sind abhängig vom Laserstrahlformungs- und Laserstrahlführungssystem und gewöhnlich in die Software integriert. Da der unmittelbar erzielte Effekt der Brechkraftänderung am biologischen Objekt nicht direkt meßbar ist, können ersatzweise verschiedene Korrekturen an PMMA Plättchen simuliert werden. Der erreichte Effekt kann mit einem Lensometer überprüft und ggf. die Laserparameter w.z.B. Intensität, Frequenz, etc. angepaßt werden. Die Abtragrate des polymeren, homogenen PMMA Materials unterscheidet sich aber von der Ablationsrate der wasserhaltigen und in ihrer Zusammensetzung

61

Neben der exakten Korrektur ist ein homogener Laserstrahl Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche Behandlung. Inhomogene Laserstrahlen führen zu irregulärer Ablation der stromalen Oberfläche und können das refraktive Ergebnis erheblich beeinflussen. Die Abtragrate und Homogenität der Ablation werden üblicherweise vor jeder Behandlung durch Perforation standardisierter Gelatineplättchen (Schwind) oder Metallfolien (Technolas Kerakor, Meditec Mel60) überprüft. Es werden außerdem verschiedene Systeme angeboten, die die Homogenität nach dem Vorbild der Hornhauttopographie überprüfen und kalibrieren [ 36 ].

5.3 Bestimmung des Hornhautprofils

Das refraktive Ergebnis ist erst nach Schluß des Epithels mit den klassischen Verfahren der Hornhauttopographie einzuschätzen [ 14 , 43 , 44 , 47 , 64 ]. Es unterliegt im epithelialen und stromalen Wundheilungsprozeß vielfältigen Einflüssen, die die Hornhautradien und -brechkräfte teilweise erheblich modifizieren können. Methoden, die schon während der Behandlung die Auswirkung der Einzelimpulse auf die Refraktionsänderung messen, befinden sich in der experimentellen Erprobungsphase und stehen im klinischen Alltag noch nicht zur Verfügung.

Mit zunehmender Abtragtiefe ändert sich die Mikrostruktur der stromalen Oberfläche. Die Rauheit und damit die Streuung projezierten Lichts nimmt zu, so dass aus der Analyse des Streulichts auf die Abtragtiefe und Verteilung der Impulsenergie geschlossen werden könnte. Rauheitsunterschiede zwischen den angewandten Laserstrahlformungssystemen, wie sie bei dieser Untersuchung mit dem Schwind Keratom und dem Aesculap Meditec MEL60 Laser beobachtet wurden, bleiben in diesem Fall zunächst unberücksichtigt.

62

Die hier verwendete Methode der Hornhautradiusbestimmung geht von der Annahme aus, dass alle untersuchten Augen die Grundgesamtheit repräsentieren, von denen 10 unbehandelt als Kontrollgruppe fungierten, während alle anderen einen zusätzlichen Behandlungseffekt aufwiesen. Die Unterschiede zwischen den verschiedenen Gruppen wurden errechnet. Ein direkter Vergleich der Radien vor und nach der Behandlung eines jeden Auges wäre methodisch nur unter großem Aufwand möglich gewesen.

An jedes zentrale Hornhautprofil wurde eine ideale sphärische Funktion angepaßt, der entsprechende Radius bestimmt und auf den Radius der Kontrollgruppe bezogen. Förster et al. berechneten beide Parameter direkt an der bovinen Hornhaut mit dem UBM Microfocus Meßgerät [ 29 ]. Sie rekonstruierten das Profil der unbehandelten Hornhaut aus zwei 5 mm Segmenten der nicht behandelten Randzone. An das behandelte, zentrale Profil wurde ebenfalls eine Kreisfunktion angepaßt. Der Höhenunterschied zwischen beiden Profilen wurde als Abtragtiefe angesehen und Abweichungen von der Idealform erfaßt. Die Verwendung der bovinen Hornhaut erwies sich diesbezüglich als vorteilhaft, weil auf Grund der geringen Krümmung auch die Randbereiche noch im Meßbereich von ±500 µm des UBM Microfocus Sensors lagen. Hornhäute vom Rind, vom Schwein und des Menschen unterscheiden sich erheblich in ihren geometrischen Dimensionen. Die Hornhaut des Schweins ist stärker gekrümmt, so dass die Peripherie bei einem Behandlungsdurchmesser von 6 mm außerhalb des Meßbereichs des Sensors lag und nicht erfaßt werden konnte. Das Modell der Schweinehornhaut bietet aber den Vorteil, den Dimensionen der humanen Hornhaut, in Bezug auf Krümmung und Konsistenz ähnlicher zu sein.

Die gewonnenen Meßergebnisse lassen sich sowohl am Schwind Keratom, als auch am Aesculap Meditec Mel60 Laser, mit dem verwendeten Silikonabgußverfahren reproduzieren und evaluieren [ 1 , 3 , 4 , 5 ].

63

5.4 Refraktionsänderung

Die erzeugte Korrektur nach der PRK mit dem Aesculap Meditec MEL 60 Laser, lag durchschnittlich mit einer Abweichung von ± 0.5 D, im Bereich der angestrebten Korrektur, wobei die Reduktion des Ablationsdurchmessers auf 5 mm, bei gleicher Ablationstiefe, die Präzision erhöhte.

Beide Laser induzierten in der -3 D PRK Gruppe eine Überkorrektur von annähernd einer halben Dioptrie (0.4 D Meditec und 0.5 D Schwind). Während beim Meditec Laser die Überkorrektur mit steigender Ablationstiefe weiter zunimmt (0.75 D bei -6 D), wird die Zielrefraktion mit dem Schwind Keratom bei -6 D und -9 D mit 0.2 D und 0.6 D unterschritten.

Die Ganzfeldablation des Schwind Keratoms über der Bandmaske erzeugte mit dem Meditec Laser vergleichbare Brechkraftänderungen. Bei zusätzlicher Applikation zentraler Impulsserien beim Schwind Keratom zur Prävention zentraler Profilkuppen nahm die Präzision mit einer durchschnittlichen Überkorrektur von 0.7 D ab. Zusätzliche Impulsserien mit dem Meditec Laser zur Glättung der Oberfläche, hatten keinen Einfluß auf das Hornhautprofil und die Refraktion.

Die im ersten postoperativen Monat beobachteten Überkorrekturen von 0.5-0.8 D, können sowohl durch laserbedingte Profilabweichungen, als auch durch die epithelialen und stromalen Wundheilungsprozesse erklärt werden [ 19 , 23 , 26 ]. Pachymetrische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Hornhautdicke, sowohl durch Dickenzunahme des Epithels, als auch durch Akkumulation extrazellulärer Matrix im vorderen Stroma zunimmt und sowohl die anfängliche Hyperopiesierung, als auch die nachfolgend einsetzende Regression bedingen [ 19 ]. Sabetti et al. erklären die Regression durch Änderung des Brechungsindex in Folge der Akkumulation extrazellulärer Matrix im anterioren Stroma [ 85 ].

Die Ablation mit spaltförmigen Laserimpulsen des Meditec Lasers, die über die limbusfixierte, sich progressiv schließende Irisblende geführt wurden, erzeugte ein reproduzierbares, sphärisches Hornhautprofil, das mit dem der epithelfreien, unbehandelten Kontrollgruppe vergleichbar und mit dem Idealprofil nahezu identisch war. Deshalb können die erhobenen Meßwerte als valide angesehen werden.

Die Ergebnisse früherer klinischer Studien mit dem Meditec MEL 60 Laser zeigen,

64

In großen Studien lagen unabhängig vom Lasersystem (VISX, Summit, Technolas) 60 bis 88% der bis zu -6 Dioptrien behandelten Augen noch nach 36 Monaten, mit einer Refraktion von ± 1 D, innerhalb des angestrebten Bereiches. Dagegen erreichten höhergradig korrigierte Myopien nur bis zu 50% nach 6 und 42% nach 12 Monaten die Emmetropie mit einer Toleranz von ± 1 D. 83 % hatten eine unkorrigierte Sehschärfe von 0.5 oder besser [ 9 , 15 , 27 , 38 , 39 , 48 , 50 , 52 , 63 , 68 , 85 ].

Zunehmende Verbesserung der Qualitätsstandards in Bezug auf Impulsstabilität, Homogenisation des Laserstrahles, optimierte computergesteuerte Laserstrahlführung, wie beispielsweise fleckförmige Abtastsysteme („flying spot“ Systeme) (Meditec MEL70, Chiron Technolas Kerakor 217, Schwind Eseris) und Laserstrahlzentriersysteme haben die Präzision weiter erhöht [ 81 , 103 ].

Der Meditec Laser erzeugte in allen Korrekturstufen ein annähernd sphärisches Profil. Im Gegensatz dazu wiesen die Profile aller der mit dem Schwind Laser behandelten Augen zum Teil erhebliche Profilabweichungen auf, die eine Aussage bezüglich des refraktiven Ergebnisses erschweren.

5.5 Zentrale Profilunregelmäßigkeiten („Central Islands“)

Hornhauttopographische Studien ergaben, dass die Symmetrie der Hornhaut, gemessen als Oberflächenregularität und -irregularität, nach PRK höherer Korrekturen abnimmt [ 43 , 44 ].

Zentrale Profilkuppen treten ausschließlich bei Excimer Lasern auf, die mit großen rechteckigen Laserimpulsen die gesamte optische Zone gleichzeitig abladieren. Die Inzidenz schwankt in Abhängigkeit der angewandten Kriterien in der Literatur zwischen 26% und 51% [ 11 , 59 , 64 ]. Hohe Myopien und große Ablationsdurchmesser stellen weitere Risikofaktoren dar [ 65 ]. Inhomogene Energieverteilungen innerhalb eines Impulses und Verunreinigungen im optischen Strahlengang können ebenfalls zu zentralen Unregelmäßigkeiten führen.

65

Abb. 28: Darstellung einer zentrale Profilkuppe nach - 3 D PRK mit 6mm Ablationszone mit dem Schwind Keratom im ersten postoperativen Monat

Die hier herausgearbeiteten Hornhautprofile aller Korrekturstufen spiegeln die klinischen Erfahrungen mit dem Schwind Keratom wider.

Die zentralen Profilkuppen sind unmittelbares Ergebnis der Ablation und können durch den epithelialen und stromalen Wundheilungsprozeß weiter modifiziert werden. Die Profilkuppenhöhe beträgt 0.6 - 1.5 D bei einem mittleren Durchmesser von 1.60 mm und macht durchschnittlich 20-25% der intendierten Ablationstiefe aus. Der zusätzliche Anteil der reaktiven epithelialen Hyperplasie bleibt dabei unberücksichtigt. Bezieht man aber die Gesamtprofilhöhe in die Berechnung ein, so haben die zentralen Profilunregelmäßigkeiten sogar eine Höhe von 1.3 - 3.0 D.

Die erhobenen Daten stimmen mit den von Förster publizierten Ergebnissen annähernd überein, wobei Unterschiede in der Methodik, des verwendeten

66

Es werden vielfältige Entstehungsmechanismen diskutiert. Eine der favorisierten Theorien wurde durch Hochgeschwindigkeitsaufnahmen während des Ablationsprozesses durch Puliafito et al. und Noack et al. belegt [ 78 , 82 ]. So führt der Bruch intramolekularer Bindungen, die Absorption und Transformation überschüssiger Energie in kinetische Energie zu einer Volumenexpansion, bei der Fragmente bis 400 m/s beschleunigt werden [ 82 ]. Die entstehende Druckwelle erzeugt eine Strömung, die zu einer Konzentration der Teilchen im optischen Zentrum führt. In ca. 2 - 4 mm Höhe über dem Scheitel werden die Fragmente in Abhängigkeit ihrer Größe abgebremst und verwirbeln pilzartig [ 78 , 82 ]. Es entsteht in Folge der Druckgradienten und der Temperaturunterschiede, eine thermodynamische Zirkulation, in deren Verlauf auch periphere Spaltprodukte im Zentrum akkumulieren und unter Umständen sich niederschlagen. Nachfolgende Impulse treten im Zentrum in Wechselwirkung mit den Ablationsprodukten und verlieren ihre Energie. Die Ablationsrate im Zentrum sinkt und eine zentrale Profilkuppe entsteht. Die VISX 20/20 und Summit UV Excimed Laser applizieren die Impulse großflächig über der gesamten optischen Zone, während mit dem VISX Laser in bis zu 17% über zentrale Profilkuppen berichtet wurde, traten im Widerspruch zur Theorie beim Summit Laser, trotz höherer Ablationsfrequenz keine zentralen Profilkuppen auf [ 68 ].

Eine andere Hypothese diskutiert intrastromale Schockwellen, die Wasserverschiebungen innerhalb der Hornhaut induzieren. Hierbei sollen insbesondere in Randbereichen, also an den Kanten der Blenden, durch die Volumenexpansion photoakustische Schockwellen entstehen und sich nach zentral und peripher fortpflanzen. Intrastromales Wasser akkumuliert im optischen Zentrum und der Peripherie und führt zu einer inhomogenen Hydrations- und Ablationsrate. [ 25 , 49 , 102 ].

Die hier beschrieben Profilerhebungen und parazentralen Vertiefungen können sowohl durch die Pilz-, als auch durch die Schockwellentheorie erklärt werden. Die

67

Entsprechend den hier diskutierten zentralen Profilkuppen-Theorien wurden verschiedene Modelle zur Prävention in die Klinik eingeführt. Ansätze, die Ablationswolke durch Vakuumaspiration bzw. durch Stickstoffgebläse aus dem optischen Strahlengang zu entfernen, bestätigten teilweise die Theorie der Ablationsproduktwechselwirkung. Die Inzidenz von zentralen Profilkuppen konnte von 17 auf 11% signifikant gesenkt werden [ 69 ]. Mit Einsatz des Stickstoffgebläses waren die optischen Korrekturen aber weniger präzise. Während 92% der Augen ohne Einsatz des Gebläses den Toleranzbereich von ± 1D erreichten, lagen nur 72 % mit Stickstoffgebläse in diesem Zielbereich. Itoi et al. [ 45 ] hingegen berichtete über stärkere Unterkorrekturen bei Augen, die nicht mit dem N₂-Gebläse behandelt wurde. Die erhöhte Dehydration der stromalen Oberfläche bedingte die Zunahme der Ablationsrate, gleichzeitig nahmen subepitheliale Trübungen signifikant zu [ 10 , 57 , 58 , 68 ].

Die Verwendung wasserdampfgesättigter Gebläse zur Prävention der stromalen Dehydration erwies sich als problematisch, weil das Aerosol in Wechselwirkung mit den Impulsen trat und die Energie reduzierte [ 29 ].

Entsprechend der Schwockwellentheorie konnte in einer Serie die Inzidenz der zentralen Profilkuppen durch Entfernung zentral akkumulierender Flüssigkeit mit einem Zelluloseschwamm, effizienter, ohne gesteigertes Risiko einer subepithelialen Trübung reduziert werden [ 29 , 68 ].

Gottsch et al stellte in einer Pilotstudie ein Kalibrationssystem vor, mit dem die Homogenität eines Laserstrahles besser als mit den bisher bekannten Verfahren überprüft werden konnte [ 36 ]. Durch Transformation des rechteckigen Impulsprofiles in ein Glockenprofil, konnte die Entstehung von zentralen Profilkuppen verhindert werden. Damit wurden einerseits Druckgradienten an den Randzonen der Impulse reduziert und anderseits, Impulsenergie im Zentrum

68

Der klinische Verlauf von zentralen Profilkuppen ist zum Teil nicht vorhersehbar. In vielen Fällen kommt es zur spontanen Regression innerhalb der nächsten 6 Monate durch Reorganisation der stromalen Architektur, während in anderen Fällen, die Profilkuppen persistieren und eine erneute Behandlung erfordern. Castillo et al. behandelten zentrale Profilkuppen mit einer erneuten PRK durch das Epithel hindurch präzise nach [ 12 ]. In Zusammenhang mit den hohen Ansprüchen der Patienten an den Erfolg der Behandlung, scheint eine Wartezeit von 6 Monaten und ggf. Nachbehandlungen mit dem Laser wenig akzeptabel.

Um die Inzidenz zentraler Profilkuppen zu reduzieren, kann, wie oben beschrieben, entweder das Energieprofil verändert, oder zusätzlich zentrale Impulsserien appliziert werden. Diese können einerseits nach Beendigung der PRK im Zentrum entstandene Profilkuppen abtragen oder erzeugen vor den refraktiv wirksamen Impulsen eine zentrale Mulde, die durch die entstehende Profilkuppe ausgefüllt wird [ 67 ]. In die Software des Schwind Keratoms ist ein Programm integriert, dass den Bereich der zu erwartenden Profilkuppe mit einem Durchmesser von 25% der Gesamtzone, zu 100% der intendierten Korrektur behandelt. Förster et al. konnten damit die Höhe der zentralen Profilkuppe am Modell der Rinderhornhaut statistisch signifikant senken [ 29 ]. In der hier durchgeführten Untersuchung konnte die Profilkuppenhöhe ebenfalls signifikant gesenkt werden. Der klinische Effekt blieb jedoch deutlich hinter den Erwartungen zurück, da die Impulsserie des ACI Programmes den gleichen Wechselwirkungsbeziehungen wie die refraktiv wirksamen Impulsserien unterliegt. Die über das Idealprofil herausragende Profilkuppe wird lediglich abgesenkt, gleichzeitig aber eine parazentrale Profilvertiefung erzeugt. Insgesamt wird das Profil durch die Impulse des ACI 100% Programmes unter die Mittellinie verlagert. Im Endeffekt bleibt die Gesamtprofilhöhe unverändert. Es wurde ein Durchmesser der zentralen Profilunregelmäßigkeiten (zentrale Inseln) von 1.65 mm für 6mm-Ablationszonen und 1.42 mm für 5mm- Zonen gemessen. Die Außengrenzen werden somit vom ACI Programm in der 6mm-Zone mit einem Durchmesser von 1.5 mm, das entspricht 25% der Ablationszone, und bei 5mm-Ablationszonen mit 1.25 mm Durchmesser nicht erfaßt. Ob eine Vergrößerung des Durchmessers der ACI Impulsserie zu einer weiteren signifikanten Reduktion führt, müßte überprüft werden. Legt man die

69

Im Gegensatz zu den Ganzfeldlasern, traten bei dem Meditec Mel 60 Laser, keine zentralen Profilunregelmäßigkeiten auf. Die Ablationsprodukt- und Impulsinteraktionen werden durch zwei Mechanismen am Meditec Laser verhindert. Die limbusaufgesetzte Maske verfügt über eine Absaugvorrichtung, die die Ablationsprodukte aus dem Strahlengang entfernt. Zweitens erfolgt die Ablation der verschiedenen Areale durch den 2 mm Abtastmechanismus zeitlich versetzt, so dass die Ablationsproduktwolke bereits verflogen ist, wenn neue Impulse in diesem Gebiet eintreffen.

5.6 Beurteilung der Oberflächenrauheit

Die zentrale Rauheit der stromalen Oberfläche steigt mit der Ablationstiefe, d.h. je höher die Korrektur bei gleichem Durchmesser der optischen Zone ist, desto stärker nimmt die Rauheit der kornealen Oberfläche zu. Reduziert man gleichzeitig den Ablationsdurchmesser, so kann die Rauheitsinduktion mit steigender Korrektur verringert werden. Es besteht offenbar kein linearer Zusammenhang zwischen der induzierten Rauheit des optischen Zentrums und der angestrebten Korrektur bzw. der Ablationstiefe. Betrachtet man den arithmetischen Mittenrauhwert für sich allein und bezieht ihn auf die Ablationstiefe, so induzieren beide Laserstrahlformungssysteme ähnliche Rauheiten. Die Rauheit wäre dann bei dem Meditec Laser größer wegen der größeren Ablationstiefe bei gleicher Korrektur. Betrachtet man aber gleichzeitig die die Profilunregelmäßigkeiten beschreibenden Parameter, so stellt sich eindeutig heraus, dass die Ablation über die limbusfixierte, handgehaltene Irismaske mit Absaugvorrichtung, über die ein spaltförmiger Laserimpuls geführt wird, eine deutlich stärkere Rauheit der kornealen Oberfläche erzeugt. Der Erfolg der PRK in Bezug auf das refraktive Ergebnis, hängt aber wesentlich von den Eigenschaften der ablatierten Oberfläche ab. Ziel ist es, eine möglichst glatte Oberfläche zu erzeugen, um die Wundheilungsaktivität zu minimieren.

70

Wie bei jeder Verletzung der epithelialen Oberfläche, die über die Basalmembran hinaus geht, werden Wundheilungsprozesse initiiert, die mit einer Defektheilung, also Narbenbildung einhergehen. Das Ausmaß der Narbenbildung wird im wesentlichen durch die Defekttiefe im entsprechenden Milieu determiniert. Im Gegensatz zu Defektheilungen an anderen Orten des Körpers, nimmt das avaskuläre Hornhautstroma eine Sonderstellung ein.

Rauheitsparameter charakterisieren die Beschaffenheit der stromalen Oberfläche und ermöglichen, neben den morphologischen Details, vor allem eine quantitative Analyse. Sie stellen somit einen wesentlichen Qualitätsparameter der Ablation dar.

Es wird allgemein angenommen, dass die Profilspitzen und -täler durch den Reepithelialisationsprozeß ausgeglichen werden. Dennoch kann die regeneratorische epitheliale Hyperplasie bei der Entstehung von zentralen Profilkuppen, irregulären Astigmatismen und myoper Regression beitragen [ 32 , 33 ].

71

5.7 Beeinflussung der Oberflächenrauheit

5.7.1 Epithel der Hornhaut

Das Verhältnis zwischen Zehnpunkthöhe und normaler epithelialer Dicke von 50-100 µm schwankt zwischen 4 und 7% für das Schwind Keratom und zwischen 5 und 11% für den Aesculap Meditec Mel 60 Laser. Es hat sich gezeigt, dass die epitheliale Hyperplasie direkt von der Ablationstiefe abhängig ist und daher potentiell durch die Rauheit der stromalen Oberfläche moduliert wird. Gauthier et al. [ 32 ] korrelierten die Epitheldicke nach der PRK mit dem Ausmaß der myopen Regression und stellten fest, dass die Epitheldicke bis zu 27 Monate nach der PRK mit dem Summit Laser, um durchschnittlich 24 % angestiegen war. Ihrem Modell zu Folge, führte jede 18 µm zusätzliche Schichtdicke zu einer Regression von 1 D [ 32 ]. Im Gegensatz dazu war die Epitheldicke nach PRK mit dem VISX Laser um 7 % dünner als in der Kontrollgruppe unbehandelter Augen [ 32 , 33 ]. In einer PRK Studie von Hamberg-Nystrom et al mit beiden Lasern konnte zwar der signifikante Unterschied zwischen beiden Lasern nicht bestätigt werden, doch lag die Epitheldicke mit 60 bzw. 66 µm weit über den von Gauthier angegebenen Werten [ 39 , 74 ].

Die gesamte epitheliale Zellmasse und die Anzahl der Zellschichten nehmen zu. Der „xyz-Hypothese“ von Thoft et al. nach zu urteilen, stellt sich das Gleichgewicht zwischen Proliferation der limbalen und basalen Zellen, Migration, funktioneller Differenzierung und Desquamation an der Oberfläche auf ein neues Niveau ein [ 2 , 105 ]. Die epitheliale Regeneration erfolgt im engen Zusammenspiel mit der stromalen Wundheilung und ist durch das Ausmaß der stromalen Traumatisierung, also der Ablationstiefe und Rauheit der Oberfläche bestimmt. Der Verlust der Basalmembran und damit der Leitschiene für die Reepithelialisierung und des Aufbaus eines neuen epithelialen Verbandes mit Hemidesmosomen und Verschlußkontakten (tight junctions), kann als ein wesentlicher Faktor angesehen werden. Im Vergleich zur manuell durchgeführten lamellären Keratotomie, war die Reepithelialisation nach der PRK, wegen der glatteren Oberfläche im Tierexperiment, beschleunigt [ 86 ]. Diese Ergebnisse verdeutlichen den Einfluß der stromalen Oberflächeneigenschaften in Bezug auf die Wundheilung und heben die Excimer Laser PRK in Bezug auf andere Verfahren hervor. Kim [ 53 ] konnte an einer Studie der epithelialen Barrierefunktion zeigen, dass die strukturelle Integrität noch

72

Im Gegensatz zur stromalen Wundreaktion, bewirkt die epitheliale Hyperplasie in der Regel nur die Regression, ohne die korrigierte Sehschärfe zu beeinflussen, wenn irreguläre Astigmatismen und zentrale Profilkuppen vernachlässigt werden [ 18 ]. Es sind eine Reihe von Wundheilungsmediatoren, w.z.B. Integrin, Laminin, Fibronektin, Kollagen IV, isoliert worden, die die Interaktion zwischen epithelialer Reorganisation und stromaler Wundheilung widerspiegeln [ 16 , 30 , 61 , 62 , 111 ].

5.7.2 Hornhautstroma

Die stromale Reaktion kann sowohl eine subepitheliale Trübung als auch eine ausgeprägte Vernarbung erzeugen. Dieser Prozeß ist ebenfalls eine Funktion der stromalen Traumatisierung und damit abhängig von der Rauheit der Oberfläche. Während im Rahmen der Defektheilung einerseits, die Apoptose, d.h. der programierte Zelltod, anteriorer Keratozyten induziert wird, wandern andererseits chemotaktisch angelockte Leukozyten in das vordere Stroma ein, transformieren zu Fibroblasten und synthetisieren extrazelluläre Matrix, die die Profiltäler ausfüllen, ein Phänomen, das als fibröse Metaplasie bezeichnet wird [ 16 , 30 , 61 , 62 , 111 ]. Die subepithelialen Trübungen treten klinisch in der Regel nach 4 Wochen auf. Lipschitz et al. [ 65 ] beschrieben bei ca. 2% von 1000 Patienten das erstmalige Auftreten dieser kornealen Trübung nach 4 Monaten. Die Genese dieser Entität bleibt unklar. Die Zusammensetzung und strukturelle Ausrichtung der neusynthetisierten Matrix weicht vom normalen stromalen Gewebe zum Teil erheblich ab, so dass der Brechungsindex steigt und durchtretende Lichtstrahlen verstärkt streuen. Die Folge ist einerseits die myope Regression, die Abnahme der Kontrastsensitivität, erhöhtes Blendungsempfinden und sogar der Verlust der korrigierten Sehschärfe.

In den Studien von Dausch, Ehlers und Ditzen [ 19 , 23 , 26 ] waren nach PRK mit dem MEL 60 Laser bei 90% der Patienten geringradige subepitheliale Trübungen festzustellen, die ohne Einfluß auf die Sehschärfe blieben, während 8 %

73

Die Inzidenz subepithelialer Trübungen ist mit der Ablationstiefe und dem Ablationsdurchmesser positiv korreliert. Die Reduktion des Ablationsdurchmessers von 6 auf 5 mm, bei der Korrektur von - 6 und -9 D, erzeugte allerdings vergleichbare Rauheitsparameter. Die individuelle Pupillenweite stellt einen Risikofaktor für die Entstehung monokularer Doppelbilder in der Dunkelheit dar. In Abhängigkeit dieser Variablen könnte die Reduktion des Ablationsdurchmessers selbst bei höheren Korrekturen, die Inzidenz der subepithelialen Trübungen und der Regression senken. Es ist allgemein anerkannt, dass eine Reduktion des Durchmessers auf Werte kleiner als 5 mm, wegen der oben angeführten Problematik, nicht erfolgen sollte.

5.7.3 Laserimpulswechselwirkungen

In dieser Arbeit konnte die stromale Rauheit durch Applikation zusätzlicher Glättungsimpulse um durchschnittlich 50%, bei einer Korrektur von -6 D mit dem Meditec Laser reduziert werden. Ob damit die Regression und Inzidenz subepithelialer Trübungen vermindert wird, bleibt klinischen Studien vorbehalten.

Es hat sich im Rahmen dieser Untersuchung herausgestellt, dass die gleichzeitige Ablation mit Impulsen der Größe der gesamten optischen Zone (Schwind Keratom), eine im Durchschnitt bis zu 50 % glattere stromale Oberfläche, im Vergleich zur Ablation mit dem spaltförmig geführten Laserimpulsen des Aesculap Meditec Mel 60 Lasers erzeugt. Eine Ursache für den Unterschied könnte in der oben bereits ausgeführten Pilztheorie liegen, d.h. in der Energieabsorption durch empor geschleuderte Fragmente und deren potentieller Niederschlag im optischen Zentrum. Dabei sinken sowohl die Ablations- und auch die Rauheitsinduktionsrate gegenüber einer „ungehinderten“ Impuls-Gewebe-Wechselwirkung [ 78 , 82 ]. Beim Meditec Laser werden im Gegensatz zur großflächigen Ablation des Schwind Keratoms zeitlich versetzt nur kleine Areale der optischen Zone behandelt und somit eine Impuls-Ablationsprodukt-Wechselwirkung verhindert. Durch die ständige Entfernung der Debris aus dem Strahlengang wird dieser Effekt noch verstärkt. Andererseits besitzt der Meditec Mel 60 Laser keinen Laserstrahlhomogenisator, der schwankende Impulsenergien gleichmäßig über den gesamtem Querschnitt der

74

Die Rauheitsunterschiede zwischen beiden hier getesteten Lasern beruhen unter anderem auch darauf, dass oberflächliche stromale Schichten stärker durch die in die Maske des Meditec Lasers integrierte Absaugvorrichtung dehydrieren. Daraus würde eine Zunahme der Ablationsrate resultieren. Im Gegensatz dazu führte eine potentielle intrastromale Wasserverschiebung in Folge photoakustischer Schockwellen beim Schwind Keratom zu einer lokalen Reduktion der Ablationsrate [ 24 ]. Es bleibt zu vermuten, dass die Evaporation und damit die Dehydration während des Ablationsprozesses durch die unmittelbar an der Oberfläche auftretende Wolke der Ablationsprodukte blockiert wird.

Die Beobachtung, dass die Rauheitsinduktion pro µm Ablationstiefe mit steigender Abtragtiefe sinkt, könnte mit einem Hydrationsgradienten innerhalb der stromalen Schichten erklärt werden. Sicherlich spielen die Zeitspanne zwischen Epithelentfernung, Zentrierung des Lasers und Beginn der Ablation und auch die Methode der Ablation eine wichtige Rolle.

Neben der Schrittweite hat die Steuerung der Blenden einen großen Einfluß auf die Rauheit der stromalen Oberfläche. Die sich progressiv verengende Irisblende des Meditec Lasers erzeugt auch deshalb rauhere Oberflächen, weil die im Stroma erzeugten Blendenkanten früherer Strahldurchgänge nicht geglättet werden können [ 100 ]. Im Gegensatz dazu erfolgt die Steuerung des Durchmessers der Ablationszone am Schwind Keratom mechanisch durch ein Blendenband mit unterschiedlichen Durchmessern und optisch durch Fokussierung/ Defokussierung des Laserstrahls. Die Schrittweite der Blendendurchmesser ist im Vergleich zur Irismaske des MEL 60 Lasers deutlich größer. Außerdem erfolgt die Ablation progressiv zentrifugal, so dass eine Kantenglättung der vorangegangen Impulse gewährleistet ist. Außerdem ist das Blendenband weit proximal in den Strahlengang integriert, so dass auch Beugungserscheinungen an kleinen Blendendurchmessern stromale „Kanten“ glätten können. Diese Effekte wären an der unmittelbar über dem Hornhautscheitel positionierten Irismaske nicht wirksam.

75

5.7.4 Weitere Faktoren

Die morphologische Analyse der stromalen Oberfläche nach PRK unter Verwendung von Stickstoffgebläsen, wie sie beim VISX und experimentell beim Schwind Laser eingesetzt wurden, um zentrale Profilkuppen zu eliminieren, haben zu einer signifikanten Zunahme anteriorer stromaler Trübungen bis zur Narbenbildung geführt [ 69 ]. Die Rauheit der stromalen Oberfläche nahm unter Einfluß des Stickstoffgebläses signifikant zu [ 69 ]. Der Einsatz wasserdampfgesättigter Gebläse reduzierte die Rauheit, war aber immer noch signifikant größer als die Oberfläche ohne Gebläse [ 57 ]. Diese Studien unterstreichen den direkten Einfluß der Rauheitsparameter auf den stromalen Wundheilungsprozeß. Ob die Rauheit der Oberfläche nach Ablation mit dem MEL 60 Laser vergleichbar ist mit der Oberfläche des VISX Lasers mit Gebläse kann hier nicht bestimmt werden. Tatsache ist, dass die Verwendung derartiger Gebläse zu einer Zunahme der Ablationsrate führt, die mit der zunehmenden Dehydration erklärt werden kann. In die Berechnung der anzustrebende Korrektur müßte dann ein “Gebläse“-Koeffizient eingefügt werden [ 10 , 24 , 29 , 57 , 69 ]. Die signifikant erhöhte Inzidenz subepithelialer Trübungen in der Gebläsegruppe ist direkt auf die rauhere Oberfläche zurückzuführen und unterstreicht die Bedeutung der Oberflächenbeschaffenheit [ 54 , 68 ].

Es liegt nahe, die Wundheilung, insbesondere die subepithelialen Trübungen und damit auch das refraktive Ergebnis pharmakologisch zu beeinflussen. Der Einsatz von lokalen Kortikosteroiden unter der Vorstellung die Synthese von Entzündungsmediatoren zu supprimieren, wird in verschiedenen Studien kontrovers diskutiert. Gartry et al. [ 31 ] konnten in einer prospektiven, doppelblinden randomisierten Studie keinen statistisch signifikanten Unterschied im Vergleich zum Placebopräparat feststellen. Corbet et al. [ 18 ] empfehlen ebenfalls nicht den routinemäßigen Einsatz topischer Steroide. Im Gegensatz dazu, empfehlen Caubet et al. [ 13 ] die Applikation topischer Steroide wegen des erhöhten Risikos der Entwicklung subepithelialer Trübungen. In ihrer Studie an 245 Patienten lag die Inzidenz derartiger Trübungen, in Abhängigkeit der Korrektur zwischen 8% bei geringer Myopie und 38% bei -8 D. Andere Substanzen wie z.B. Aprotinin [ 79 ] hatten keine Wirkung auf die Entwicklung derartiger Trübungen, während die Applikation von Interferon alpha 2b [ 35 ] bei höheren Korrekturen diese reduzieren

76

Ob der Unterschied der Rauheit von durchschnittlich 50% sich in der Inzidenz der klinischen Komplikationen widerspiegelt, können nur vergleichende klinische Studien belegen. Sicher ist, das die Vorhersagbarkeit des refraktiven Ergebnisses durch die Ablation mit dem Aesculap Meditec MEL 60 Laser besser einzuschätzen ist, als das mit zentralen Profilkuppen komplizierte Ablationsprofil des Schwind Keratoms.

© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.