Abstract

SO.04.04

Biophysikalische Grundlagen der Kollagenvernetzung

Spörl E., Raiskup-Wolf F., Pillunat L. E.
Universitäts-Augenklinik Dresden

Der Kerantokonus ist eine Augenerkrankung, die zur Hervorwölbung der Hornhaut infolge der reduzierten Festigkeit des Stromas führt. Daraus resultiert eine zunehmende Verschlechterung der Sehfähigkeit. Diese Progression konnte bisher nur mit einer Hornhauttransplantation aufgehalten werden.
Verschiedene Verfahren zur Vernetzung des Kollagens wurden untersucht, um die Progression der Hornhautverformung zu verhindern, z.B. chemische Vernetzung, Aldehydzucker und photochemische Vernetzung. Allgemeine Anforderungen an die Methode waren: a) Vernetzungswirkung soll streng lokal auf das Zentrum der Hornhaut begrenzt sein, b) leichte Handhabbarkeit, c) kurze Behandlungszeit, d) keine Nebenwirkungen. Die Applikation von Riboflavin/UVA erfüllt all diese Forderungen und liefert die beste Verfestigungswirkung. Die Behandlung beginnt mit einer zentralen Epithelentfernung auf einer Fläche von 9 mm Durchmesser, um die Penetration des Riboflavins in das Stroma zu verbessern. Dann wird 0,1% Riboflavinlösung auf die Hornhautoberfläche getropft und für 20 – 30 min in das Stroma diffundieren lassen. Danach erfolgt die Bestrahlung mit UVA (370 nm, 3 mW/cm² für 30 min, Strahldurchmesser 8 mm). Dies garantiert, dass die Peripherie der Hornhaut, wo sich die limbalen Stammzellen befinden, nicht durch die Strahlung beeinflusst wird.
Die Vernetzungwirkung wurde nachgewiesen anhand von Spannungs-Dehnungs-Messungen, wobei die vernetzte Hornhaut eine erhöhte Festigkeit zeigt. Die behandelten Hornhäute weisen auch eine geringere Quellungsrate, eine höhere Schrumpfungstemperatur, Verdickung der Kollagenfibrillen und einen erhöhten Widerstand gegen enzymatische Abbauprozesse auf. Die photochemische Vernetzung mit den oben beschriebenen Parametern erfolgt nur im vorderen Teil der Hornhaut, wo etwa 70% der UV-Strahlung absorbiert werden, während die innere Zellschicht unbeeinflusst bleibt. Diese Verfestigung des vorderen Stromas ist ausreichend für die Behandlung des Keratokonus.

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