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Die Herstellung von hochpräzisen Transplantaten für die lamellierende Keratoplastik und von Epikeratophakie-Lentikeln mit Hilfe des Excimer-Lasers bei 193 nm und eines computergesteuerten Positioniersystems

Spektrum der Augenheilkunde (Impact Factor: 0.18). 08/1992; 6(4):176-179. DOI: 10.1007/BF03162995

ABSTRACT

Es wird ein neues System vorgestellt, welches es ermöglicht, mittels Laserablation aus Spenderhornhäuten Lentikeln für die aphake und myope Epikeratophakie sowie für die lamellierende Keratoplastik herzustellen. Unter Verwendung eines computergesteuerten Positioniersystems wird die Spenderhornhaut in einem fokussierten Excimer-Laserstrahl (ArF, 193 nm) bewegt. Der hier verwendete Photoablationsprozeß ermöglicht eine effektive Abtragung mit Schädigungszonen kleiner 0,3 um im Gewebe, das die Abtragezone umgibt.
Die Computersoftware ermöglicht eine benutzerfreundliche Auswahl verschiedenster Parameter, so wie den Durchmesser der optischen Zone, die Form der Randzone, die Brechkraft, die zentrale und minimale Dicke sowie die Umrißform des Transplantates.
Es werden Daten über die Stabilität der Hornhautdicke während des Bearbeitungsprozesses sowie eine Methode zur Kontrolle der Qualität und Reproduzierbarkeit des Ablationsprozesses unter Verwendung von PMMA-Scheiben präsentiert. Histologische und elektronenmikroskopische Ergebnisse von Lentikeln, die mit dem „Excimer-Laser-Corneal Shaping System“ hergestellt wurden, werden gezeigt.

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    ABSTRACT: To present the excimer laser corneal shaping system (ELCS-S), an add-on device to the Keratom, a commercially available 193-nm excimer laser built by Schwind. The system is designed for the preparation of donor corneas under sterile conditions using the ultraviolet laser to offer greatest possible flexibility. Lenticules for planolamellar grafting and refractive epikeratoplasty, as well as donor buttons for penetrating keratoplasty can be computer-designed by the surgeon or technician and lathed with the system. Using the excimer laser corneal shaping system (ELCS-S) on human donor corneas, the central surface of the epikeratoplasty lenticule exhibited only narrow, flat concentric notches corresponding to the single lathing steps. Transmission electron microscopy revealed a damage zone of less than 0.3 microm in close approximation to the treated surface. The final thickness revealed a difference of less than +/-53 microm from the intended, initially programmed value. Ultrastructural studies showed the perpendicular stromal surface of the penetrating keratoplasty buttons to be smooth with minimal protrusion of Descemet's membrane. Endothelial injury was observed in a zone averaging between 40 and 100 microm adjacent to the cutting edge only. The excimer laser corneal shaping system (ELCS-S) allows a computer-controlled, surgeon-designed, sterile preparation of lamellar and penetrating corneal grafts with the use of the excimer laser. This could offer significant advantages in comparison to presently available systems for lamellar dissection and trephination.
    Full-text · Article · Jan 2000 · Journal of refractive surgery (Thorofare, N.J.: 1995)
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    ABSTRACT: Das schon vor Jahren in einer Zusammenarbeit mit dem Institut für Allgemeine Physik der Technischen Universität Wien und der Universitätsklinik für Augenheilkunde entwickelte System (ELCS-System), welches eine universelle Bearbeitung von Spenderhornhäuten mittels eines Excimer-Lasers erlaubt, ist seit kurzem als Teil des Schwind-Labor-Excimer-Lasers erhältlich. Es können damit sowohl Hornhaut-Lentikel für die lamelläre und refraktive Keratoplastik als auch Transplantate für die penetrierende Keratoplastik angefertigt werden. Neuerliche Laboruntersuchungen nach der Bearbeitung zeigten eine sehr gute Oberflächenqualität mit lediglich geringen konzentrischen Stufenbildungen, welche den Abtragekreisen entsprechen. Die Schädigungszone im Gewebe unter der Abtragezone war kleiner als 0,3 μm. Dickemessungen wiesen eine Schwankungsbreite zum Sollwert von ± 53 μm auf (Ultraschall-Pachymeter mit Hornhaut-Kontakt). Die Schnittfläche der penetrierenden Transplantate, bei deren Präparation der Durchmesser, die Form, sowie der Schnittwinkel frei gewählt werden können, zeigte eine regelmäßige Oberfläche und eine minimale Protrusion der Descemet’schen Membran. Eine Endothelzellschädigung erfolgte lediglich in einem Bereich von ca. 50 μm von der Kante an gemessen. Das ELCS-System wird eine wesentliche Verbesserung der Präparation gegenüber den bisher verwendeten Methoden (Kryodrehbank, Mikrokeratom, Rotorkeratom) zur Herstellung von lameliierenden Hornhauttransplantaten ermöglichen, da einerseits eine mechanische Schädigung der Spenderhornhaut entfällt und andererseits eine höhere Präzision gegeben ist. The commercially available Schwind-excimer-laser has been equipped with an additional device, the “Excimer Laser Corneal Shaping system”, that allows a variable UV-laser preparation of donor corneas. The technique has been developed some years ago in a collaboration between the Institute for General Physics, Vienna University of Technology and the Second Department of Ophthalmology. With its use both, lenticules for planolamellar keratoplasty and refractive epikeratoplasty, as well as donor buttons for penetrating keratoplasty can be designed and cut according to the surgeons specifications. Recent laboratory results showed an excellent quality of the centrally ablated surface as well as surface of the penetrating cut with only narrow concentric “notches” corresponding to the lathing steps starting close to the central area. Higher stromal magnification on TEM revealed a damage zone of less than 0.3 μm in close approximation to the treated surface. The resulting thickness revealed a difference of less than ± 53 μm from the intended value (measured by using contact ultrasound pachymetry). In penetrating keratoplasty, where the shape, the diameter and the cutting angle can be choosen independently, ultrastructural studies showed the perpendicular stromal surface to be smooth with a minimal protrusion of Descemet’s membrane. Endothelial injury was only observed in a narrow zone of about 50 μm adjacent to the cutting edge. The ELCS-system will offer a considerable improvement for the preparation of corneal grafts when compared to presently available techniques like the cryolathe, the mikrokeratome or rotorkeratome, because it can avoid mechanical damage to the donor cornea and potentially allows for a much higher precision.
    No preview · Article · Apr 1997 · Spektrum der Augenheilkunde