Biologischer Hornhautersatz - Alternative zu Keratoplastik und Keratoprothese? - Eine Pilotstudie mit heterologem, hyalinem Knorpel am Kaninchenmodell

Zusammenfassung

Hintergrund Patienten mit Hornhauttrübungen im Rahmen bestimmter Erkrankungen wie z.B. dem okulären Pemphigoid, dem Stevens-Johnson-Syndrom oder (bilateralen) Verätzungen sind nur durch eine Keratoplastik mit sehr schlechter Prognose oder hinsichtlich der Langzeitverträglichkeit problematischen Keratoprothesen optisch zu rehabilitieren. Ein biologischer Hornhautersatz könnte unter Umständen die Vorteile von Keratoplastik (keine Interaktion von Kunststoff und Wirtsgewebe) und Keratoprothese (dauerhaftere Transparenz) kombinieren. Theoretische Überlegungen und praktische Erfahrungen legen nahe, dass als Hornhautersatzmaterial am ehesten hyaliner Knorpel in Frage kommt.

Material und Methoden Aus Rindersternum wurden etwa 60 µm dicke, rundliche Knorpelscheibchen mit einem Durchmesser von ca. 6 mm gewonnen und anstelle der natürlichen Hornhaut in jeweils ein Auge von vier Kaninchen implantiert. Die Enukleation der Augen erfolgte nach 8 bis 29 Tagen.

Ergebnisse Die Knorpelscheibchen blieben insoweit transparent, als dass die Irides und zum Teil Fundusgefäße sichtbar waren. Die Verbindung von Wirtshornhaut und Knorpel wurde durch Bindegewebe hergestellt, welches den Knorpel nicht infiltrierte. Bei drei Tieren kam es zur Perforation. Die Knorpelscheibchen wurden zu etwa 30% bis 95% epithelisiert. Eine nennenswerte Entzündungsreaktion im Transplantatbereich war bei keinem Tier zu verzeichnen. Der Knorpel proliferierte nicht und blieb avaskulär. Intraokulare Sekundärveränderungen waren bis auf vordere Synechien nicht erkennbar.

Schlußfolgerungen An ein biologisches Hornhautersatzmaterial sind verschiedenartigste Anforderungen zu stellen, die von hyalinem Knorpel teilweise erfüllt werden. Trotz noch zahlreicher, ungelöster Probleme scheint ein biologischer Hornhautersatz als Alternative zu Keratoplastik und Keratoprothese bei kornealer Erblindung nicht undenkbar.

Summary

Background In patients with corneal opacity caused by diseases like okular pemphigoid, Stevens-Johnson-Syndrome or burns, visual rehabilitation can only be achieved with keratoplasty or keratoprosthesis. The first has generally a poor prognosis in these circumstances, and the latter bears several problems in the postoperative course as well. A biological, corneal replacement could possibly combine the advantages offered by keratoplasty (no interaction between host tissue and plastic) and keratoprosthesis (more permanent transparency). Theoretical considerations and practical experience suggest that the best candidate would be hyaline cartilage.

Material and methods Bovine sterni were used to obtain circular cartilage slices which were appoximately 60µm thick, having a diameter of approximately 6 mm. These slices were implanted in one eye each of 4 rabbits instead of the natural cornea. The eyes were enucleated after 8 to 29 days.

Results The cartilage remained so transparent that the iris and to a certain extent the fundus blood vessels could be visualized. Connective tissue served to bind the host cornea to the cartilage, but did not infiltrate the cartilage. Perforation was observed in 3 animals. The extent of epithelialization of the cartilage slices ranged form ca. 30% to 95%. None of the animals exhibited an intraocular inflammation. The cartilage did not proliferate and remained avascular. Secondary intraocular changes, with the exception of anterior synechiae. could not be detected.

Conclusions A tissue for biological corneal replacement has to fullfill many requirements which to a certain extent can be achieved with the use of hyaline cartilage. Despite numerous, unsolved problems, a biological corneal replacement as an alternative to keratoplasty and keratoprosthesis in cases of corneal blindness does not seem out of imagination.

Schlüsselwörter

biologischer Hornhautersatz - hyaliner Knorpel - Keratoplastik - Keratoprothese - Hornhautvaskularisation

Key words

Biological corneal replacement - hyaline cartilage - keratoplasty - keratoprosthesis - corneal neovascularization