DZ/CWZ/CZE/EZ/MMC

Corneale Cross linking

Inhoudsopgave Collageen cross-linking van het hoornvlies (CXL)

Anatomie van het hoornvlies
Een optimaal optisch (brekend) systeem van het hoornvlies is pas mogelijk bij een optimale traanfilm, een regelmatig hoornvlies-oppervlak en optimale opbouw/functie van de verschillende lagen van het hoornvlies.

  

Het hoornvlies bestaat uit 5 lagen (zie tekening): het epitheel (de oppervlakkige 'huid' van het hoornvlies, paars), de membraan van Bowman (groen),  het stroma (middelste deel, geel), de Descemet-membraan (rood) en het endotheel (binnenste laagje van het hoornvlies):
 doorsnede van het hoornvlies

Een regelmatige opbouw/structuur van de cellen/macromoleculen van het stroma van het hoornvlies is daarbij van belang. Een normaal hoornvlies bestaat uit een fijnmazig netwerk van collageenvezeltjes (collageenfibrillen) in het stroma (middelste laag van het hoornvlies).

Het hoornvlies (de cornea) is opgebouwd uit collageen-vezels. Dit is een soort lijmvormende eiwitstof die het hoofdbestanddeel vormt van alle bindweefsels in het lichaam, en dus ook van het hoornvlies. Deze collageen-vezels dragen bij aan de structuur en stabiliteit van het hoornvlies. Het vormt a.h.w. het skelet (en stevigheid) van het hoornvlies.
Bij een verminderde mechanische stabiliteit kan het hoornvlies meer uitpuilten (kegelvorm). Bij een keratoconus is het hoornvlies niet een bolvorm, maar puilt naar voren uit in de vorm van een kegel (zie folder keratoconus). Er is  sprake van een verminderde structuuropbouw van de collageenvezels, een vermindering van collageenlamellen en verminderde cross-links (bruggetjes) tussen collageenvezels. Hierdoor neemt de stevigheid van het hoornvlies af (60% van een normaal hoornvlies).
  

Werking van Collageen Cross-linking (CXL)
Corneale collagene cross linking is een nieuwe techniek. De doelstelling van de behandeling is het versterken van de collagene structuur (stroma) van het hoornvlies door het ontstaan van nieuwe verbindingen. Hierdoor wordt de stijfheid (rigiditeit) en de stabiliteit van het hoornvlies verbeterd. Bij een keratoconus kan daarmee de progressie (achteruitgang) van de aandoening worden verminderd of worden afgeremd. De voortgaande verdunning en verzwakking van het hoornvlies wordt vertraagd en in sommige gevallen zelfs helemaal gestopt. CXL wordt het vaakst toegepast bij een keratoconus.
De behandeling met UV-A licht en vitamine B2 leidt tot een aantal veranderingen in weefsel, zoals:

  1. Biochemische veranderingen van de collagene matrix (het skelet van het hoornvlies): cross-linking tussen de collageen moleculen in het hoornvlies en versterken van de collagene matrix. Dit mechanisme wordt gebruikt bij de behandeling van een keratoconus.

    Riboflavine (vitamine B2) is een niet-toxische photomediator. Na bestraling met UV-A stralen ontstaan vrije zuurstofradicalen, welke reageren met verschillende moleculen in het hoornvlies-stroma waardoor er een chemische verbinding ontstaat tussen de aminogroepen van de collageenfibrillen. Dit proces wordt cross-linking genoemd.

    Bij collageen cross-linking (CXL) wordt het hoornvlies vóóraf gedruppeld met een fotosensibele vloeistof (riboflavine = vitamine B2) hetgeen doordringt in het hoornvlies (gedurende 15-30 min). Vervolgens wordt het hoornvlies bestraald met Ultraviolet-A licht (370 nm golflengte, gedurende 30 min). Tijdens de bestraling wordt  ook nog gedruppeld met riboflavine.
    De behandeling veroorzaakt het vrijkomen van vrije onstabiele zuurstof-radicalen in het stroma van het hoornvlies die cross-links veroorzaken. Dit leidt tot verbindingen en bruggetjes tussen de collageenfibrillen, zowel tussen de moleculen (intermoleculair of interfibrillair genoemd) als binnenin de moleculen (intramoleculair of  intrafibrillair genoemd). De collageenmatrix (het skelet van het hoornvlies) wordt hierdoor versterkt.
    Er ontstaan additionele chemische verbindingen (dmv photopolymerisatie) in de buitenste 200-300 μm van het stroma van het hoornvlies. Daanaast zou de dikte van de collageenvezels ook toenemen. De crosslinking-reactie veroorzaakt een stugger en sterker hoornvlies en verbetert daardoor de biomechanische eigenschappen van het hoornvlies. Het collageen, en daarmee het hoornvlies, wordt stugger en sterker (toename van ongeveer 300%). Bij bepaalde aandoeningen van het hoornvlies, zoals een keratoconus, is het belangrijk om het hoornvlies op bepaalde plaatsen te verstevigen.

    Riboflavine dient ervoor om UV-A licht te absorberen en daardoor om cross-linking te bewerkstelligen. Het dient ook als een schild om de dieperliggende structuren, zoals het hoornvlies-endotheel, de lens en het netvlies, te beschermen tegen UV-A licht (mn bij een te hoge dosis bestraling). Door het kiezen van een optimale stof (Riboflavine), de juiste concentratie ervan in een optimaal oplosmiddel, vindt de cross-linking precies in het buitenste deel van het hoornvlies plaats waardoor schade in dieperliggende delen (hoornvlies-endotheel, iris, lens, netvlies) voorkómen wordt.
  2. overige werkingsmechanismen.
    De behandeling met UV-A licht en vitamine B2 leidt waarschijnlijk ook tot andere processen in het hoornvlies, zoals:
    • bescherming tegen enzymatische afbraakprocessen: Bij bepaalde aandoeningen, zoals infecties en cornea-melting (wegsmeltend weefsel) kunnen bepaalde enzymen vrijkomen (bijv. collagenase, metalloproteinase) die de collagene matrix afbreken. De UV-A/vit B2 behandeling kan het collageen meer weerstand bieden tegen deze enzymatische afbraakprocessen. Dit effect kan een bijdrage leveren bij de behandeling van een hoornvliesinfectie (hetgeen vaker bij contactlensdragers wordt waargenomen) en bij de behandeling van cornea-melting.
    • genoom schade (schade van het erfelijke materiaal in de cel). Dit mechanisme kan een rol spelen bij infecties van het hoornvlies (zoals de acanthamoebe, stafylococ, strptococ). De behandeling ervan heeft tot doel om de celdeling van de bacteriën stil te leggen zodat de ontsteking niet verder gaat en geneest.
      Licht geactiveerde flavine (B2) kan het chromosomaal materiaal van de cel beïnvloeden. Het gaat in het DNA zitten waardoor structurele schade ontstaat van deze moleculen. Hierdoor vindt er geen celdeling van de bacterie meer plaats. De UV-A/B2 behandeling heeft ook een ander effect. Er komen vrije zuurstof-radicalen vrij die een zgn "oxidatieve reactie" tot stand brengen (zie ad 1). Er ontstaat genoom-schade (schade erfelijk materiaal) door een minder specifieke oxidatieve schade aan de DNA moleculen. Ook dit kan een celdeling van de bacterie voorkómen.
      Het voordeel van de laser is dat de behandeling op een bepaalde diepte in het hoornvlies kan plaatsvinden (vaak tussen de 300 - 350 μm), afhankelijk van de gekozen instellingen (energie, laserduur). Hierdoor worden andere weefsels niet of minder beschadigd. De normale keratocyten (de steuncellen van het hoornvlies) raken helaas ook beschadigd. Echter dit verlies van keratocyten is tijdelijk omdat het regeneratieve (herstel) vermogen en repopulatie van deze cellen vaak optreden binnen 6 maanden.
  3. Neveneffecten. Bij behandeling van keratoconus-patiënten is, d.m.v."in vivo confocale microscopie (IVCM)", zichtbaar gemaakt dat de zenuwvezels op het nivo van de Bowmanse laag (sub-basale zenuwtjes) verdwijnen en dat het aantal cellen in het voorste deel van het stroma (keratocyten in het anterieure stroma) vermindert. Dit herstelt zich echter weer in de loop van 3-12 maanden [Ophthalmology 2014; 469].

Behandeling
De behandeling vindt poliklinisch plaats onder plaatselijke verdoving. Eerst wordt een 9 mm wijde cirkel op het epitheel gemarkeerd. Vervolgens wordt dit deel van het epitheel afgeschraapt, zodat de Riboflavine en het UV-A licht beter kunnen doordringen in het stroma.
Hierna wordt er begonnen met het druppel van Riboflavine (elke 2 minuten gedurende 30 minuten), gevolgd door UV-A bestraling van 30 minuten (waarbij elke 5 min een nieuwe druppel Riboflavine wordt toegediend en wordt beoordeeld of de fixatie nog goed is). Een diameter van 8 mm wordt bestraald (de randen van de cornea, de limbus genoemd, wordt afgeschermd).
Als de behandeling klaar is, wordt een bandagelens op het oog geplaatst (een verbandlens) ter bescherming van het hoornvlies en om de pijn te verminderen. De lens wordt na ongeveer 3 dagen weer verwijderd. Na de behandeling moet de patiënt druppelen met antibiotica en kunsttranen.

Het effect is dat de collageenvezels compacter worden. De cornea-dikte neemt af en herstelt zich in de loop van een jaar.

Randvoorwaarden
CXL wordt pas toegepast als aan de volgende voorwaarden wordt voldaan:

Indicaties / toepassingen
De techniek van Cross-linking is in ontwikkeling en wordt gebruikt voor verschillende toepassingen:

Resultaten

Risicofactoren
CXL wordt bij voorkeur niet toegepast indien:

Risico's, Complicaties
De kans op complicaties tijdens en na deze behandeling is klein. Bij de behandeling bestaat een klein risico op de volgende complicaties:

Animatiefilm (Engels)


 



Deze folder is eigendom van www.oogartsen.nl, afkomstig van het Deventer ziekenhuis, CWZ (Nijmegen), Catharina ziekenhuis (Eindhoven), Elisabeth-TweeSteden ziekenhuis (Tilburg), HAGA ziekenhuis (Den Haag), Albert Schweitzer (Dordrecht), Rijnstate (Arnhem), Alrijne ziekenhuis (Leiderdorp, Leiden), Gelre ziekenhuizen (Apeldoorn, Zutphen);  copyright. Voor de aandachtsgebieden van oogartsen, zie aandachtsgebieden (subspecialisaties).

print deze pagina
 
ga naar boven