Late Postoperative Opacification of Hydrogel Intraocular Lenses: Analysis of 13 Explanted Lenses

Zusammenfassung

Hintergrund: Bericht über klinische, morphologische und ultrastrukturelle Befunde von 13 nacheinander explantierten, eingetrübten Hydrogel-Intraokularlinsen (IOLs). Zweck war die Untersuchung möglicher Einflussfaktoren auf eine späte, postoperative Eintrübung dieser IOL. Patienten und Methoden: 13 eingetrübte IOL (Hydroview® H 60 M, Bausch & Lomb) wurden aufgrund hoher Visuseinschränkung nacheinander explantiert und makroskopisch sowie per Elektronentransmissionsmikroskopie (TEM), Electronen-Scan-Mikroskopie (SEM), Energiedispersions-Röntgen-Spektroskopie (EDS) und Protein-Elektrophorese untersucht. Drei ungebrauchte Hydroview® -IOL dienten zum Vergleich. Ergebnisse: Die makroskopische Untersuchung ergab eine diffuse bzw. ortständige grauweißliche Eintrübung im optischen IOL-Teil. TEM wies auf Läsionen im optischen Teil der IOL hin, zudem auf 3 Formen tiefer Einlagerungen: a) diffuse, dicke, granuläre, elektronendichte, b) kleine, dünne, gitterförmige mit Elektronendurchlässigkeit, c) lange, elektronendichte Deposits mit elektronendurchlässigen Halos. SEM zeigte Oberflächenablagerungen bei 4 IOL. EDS zeigte Sauer- und Kohlenstoff-Anteile in allen IOL sowie innere kalzium-, phosphor-, silizium- und/oder eisenhaltige Einlagerungen. Zwei Patienten mit Eisenablagerungen hatten bereits intraokuläre Eingriffe vor der Phakoemulsifikation. Eisen korrelierte gut mit Ablagerungsform b), Kalzium hingegen mit Einlagerungsform c). Es konnten mittels Elektrophorese keine spezifischen Proteinbanden gefunden werden. Die Kontrolllinsen wiesen keine Auffälligkeiten auf. Schlussfolgerungen: Diese Studie unterstützt die Präsenz chemischer Veränderungen im Polymer des optischen Teils bei spät postoperativ eingetrübten Hydroview-IOL. Die Trübungen weisen aufgrund der ultrastrukturellen Untersuchung auf keinen einheitlichen Reaktionsweg hin, sondern scheinen von verschiedenen Faktoren abhängig zu sein. Mechanischer Stress während der Operation könnte zu einer chemischen Reaktion unter Beteiligung von Kalzium-, Phosphor-, Silizium-, und Eisen-Ionen führen, die das Polymer verändern. Intraokuläre Entzündungsreize durch vorangegangene Operationen könnten Eintrübung durch Erhöhung der Eisenbindungskapazität im Kammerwasser bewirken. Kalkeinlagerungen spielen bei der Eintrübung dieser IOL nur teilweise eine Rolle.

Abstract

Purpose: We report the clinical, morphological, and ultrastructural findings of 13 consecutively explanted opacified Hydroview® (hydrogel) intraocular lenses (IOLs). Our purpose was to provide a comprehensive account on the possible factors involved in late postoperative opacification of these IOLs. Patients and Methods: Thirteen consecutive opacified hydrogel IOLs (Hydroview® H 60 M, Bausch & Lomb) were explanted due to the significant visual impairment they caused. The IOLs underwent macroscopical examination, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and electrophoresis for protein detection. Three unused control Hydroview® IOLs served for comparison. Results: Macroscopical examination showed a diffuse or localized grey-whitish opacification within the IOL optic. TEM confirmed the presence of lesions inside the optic in all the explanted IOLs and revealed 3 patterns of deep deposits: a) diffuse, thick, granular, electron-dense ones; b) small, thin, lattice-like ones, with prominent electron-lucent areas; and c) elongated electron-dense formations surrounded by electron-lucent halos. SEM showed surface deposits on four IOLs. EDS revealed oxygen and carbon in all IOLs and documented calcium, phosphorus, silicon and/or iron in the deposits. Two of the patients with iron in their IOLs had eye surgery prior to their phacoemulsification. Iron correlated well with the second TEM pattern of deep lesions, whereas calcium with the third TEM pattern. No protein bands were detected on electrophoresis. Control lenses did not show any ultrastructural or chemical abnormality. Conclusions: The present study supports the presence of chemical alterations inside the polymer of the optic in late postoperative opacification of Hydroview® IOLs. This opacification does not follow a unique pathway but may present under different ultrastructular patterns depending on the responsible factors. Mechanical stress during surgery may initiate a sequence of events where ions such as calcium, phosphorus, silicon, and/or iron, participate in a biochemical cascade that leads to gradual alteration of the polymer network. Intraocular inflammation due to previous operation may be a factor inducing opacification through increase of iron-binding capacity in the aqueous humour. Calcification accounts only partially for the opacification noted in this type of IOL.

Schlüsselwörter

eingetrübte Hydrogel-Intraokularlinsen - späte postoperative Eintrübung - ultrastrukturelle Untersuchung - Elektronenmikroskop - Kalzium - Silizium - Eisen

Key words

hydrogel intraocular lenses - late postoperative opacification - ultrastructural analysis - electron microscope - calcium - silicon - iron

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