Purpose: To analyze the clinical outcomes after Bowman layer (BL) onlay grafting for the treatment of progressive, advanced keratoconus. Design: Prospective, interventional case series. Methods: Twenty-one eyes underwent BL onlay grafting. After removing the epithelium, a single or double BL graft was «stretched» onto the corneal surface, allowed to dry-in, and a soft bandage lens was placed until the graft was re-epithelialized. Best spectacle- and/or best contact lens-corrected visual acuity (BSCVA/BCLVA), corneal tomography, and postoperative complication rates were analyzed for the total group and 2 subgroups (group 1: preoperative maximum keratometry [Kmax] <69 diopters [D; n = 7); group 2: preoperative Kmax ≥69 D [n = 14]). Follow-up ranged from 6 to 36 months (mean 21 ± 11 months). Results: All 21 surgeries were uneventful. Overall, Kmax changed from 76 ± 12 D preoperatively to 72 ± 9 D at 6 to 36 months postoperatively (P = .015). Kmax decreased by 6 D in group 2 (P = .002) but did not change in group 1. Average BSCVA remained stable for group 1 and improved from preoperatively 0.8 ± 0.4 to 0.4 ± 0.2 logarithm of the minimum angle of resolution postoperatively in group 2 (P = .032); BCLVA remained stable (P > .05). Within the first postoperative weeks, 2 eyes required BL graft repositioning after inadvertent bandage lens removal and 4 eyes underwent BL retransplantation for incomplete re-epithelialization. One eye underwent BL regrafting 12 months postoperatively after traumatic corneal erosion. All eyes showed a completely re-epithelialized graft at the last available follow-up. Conclusion: BL onlay grafting is a completely extraocular, minimally invasive surgical technique, providing up to 6 D of corneal flattening in eyes with advanced progressive keratoconus, allowing for continued (scleral) contact lens wear and therefore preserving the BCLVA.

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Abstract aus van der Star L, Vasiliauskaitė I, Oellerich S, et al.: Bowman layer onlay grafting as a minimally invasive treatment for the most challenging cases in keratoconus. Am J Ophthalmol 2023;261:54–65.

Hintergrund

Keratokonus (KK) ist eine bilaterale, multifaktorielle Hornhauterkrankung, die häufig in einer progressiven Hornhautvorwölbung und -ausdünnung resultiert. Diese führt mehrheitlich zu unregelmäßigem Astigmatismus und in wenigen Fällen zu einer Narbenbildung, aus der heraus eine Verschlechterung der Sehschärfe folgt. Der KK tritt häufig bei jungen Menschen auf [1‒3].

Im Jahr 2003 führten Wollensak et al. [4] das Riboflavin-UVA-Crosslinking (CXL) für die milden KK ein. Das Ziel ist hierbei, die Stabilität der Hornhaut im Frühstadium zu verbessern und somit die Notwendigkeit einer Hornhauttransplantation zu verzögern oder zu vermeiden. Das CXL ist allerdings nur bei der Versteilung von maximalen Keratometrie-Werten (Kmax) am häufigsten in der milden Form von weniger als 58 Dioptrien (dpt) und einer minimalen Hornhautdicke von mindestens 400 µm indiziert; andernfalls kann die Rate der Behandlungsfehler und der visusbedrohenden Komplikationen deutlich ansteigen [5]. In Deutschland sind die Kriterien zur Indikation des CXL in diesem Sinne, hinsichtlich der präoperativen Pachymetrie, als Kassenleistung auf präoperative topografische Befunde beschränkt [6].

Das CXL ist daher nur für die Fälle mit frühen Stadien der Ektasien indiziert. Des Weiteren besteht aber immer noch eine Patientengruppe, die eine Operation benötigt, um die Progression des KK zu unterbinden oder die Sehschärfe zu optimieren [7, 8]. In den letzten Jahren wurden ebenso zahlreiche Sub400-Crosslinking-Verfahren für ultradünne Hornhäute bei einigen Fällen mit präoperativen Kmax-Werten > 60 dpt angewandt, wobei die Progression im Stadium des Eingriffs gestoppt wurde, der Visus jedoch unverändert blieb [7‒10].

Die Implantation von intrastromalen cornealen Ringsegmenten (ICRS) wird auch zur Behandlung von mildem und moderatem KK erfolgreich bei der Versteilung der keratokonen Hornhaut in eine optisch günstigere Position eingesetzt, um somit den unkorrigierten und bestkorrigierten Visus zu verbessern [11]. Darüber hinaus kann die ICRS-Implantation die Hornhaut wie durch eine Art Korsett in gewissem Umfang stabilisieren und damit die Gefahr einer fortschreitenden Ektasie verringern [12]. Es gelten jedoch, ähnlich wie im Falle des CXL, Einschränkungen: Kmax-Werte > 58 dpt werden häufig als ungeeignet für das Verfahren angesehen. Eine Pachymetrie von mindestens 400 µm sowie der vorgesehene Einführungspfad bzw. Hornhauttunnel gelten oft als obligatorisch [13].

Die perforierende Keratoplastik (PK) und die tiefe anteriore lamelläre Keratoplastik (DALK) sind daher in den letzten Jahren zum Goldstandard beim fortgeschrittenen KK mit vermindertem Visus geworden [14]. Bei diesen Verfahren kommt es jedoch häufig zu postoperativen Komplikationen wie Wundheilung, nahtbedingten Problematiken, tektonischer Instabilität, rezidiver Progression (typischerweise am Empfänger-Hornhautrand), zum anhaltenden Risiko einer Transplantatabstoßung, zu einer chronischen Steroidbelastung, die zur Kataraktbildung und zum Glaukom führen kann, und häufig enttäuschenden Visusbesserungen [14, 15].

Daher ist in den letzten 10 Jahren der Bedarf nach einer sichereren therapeutischen Lösung für die Patientengruppe mit zu steiler oder zu dünner Hornhaut gestiegen. Neue alternative chirurgische Verfahren wie die isolierte Bowman-Schichttransplantation (BLT), entweder intrastromal als «Inlay» (BLIT) oder auf die vordere Hornhaut der Patientinnen und Patienten als «Onlay» (BLOT) angewendet [16‒19], weisen vielversprechende Ergebnisse bezüglich des Unterbindens des Fortschreitens oder bei der Verbesserung des bestkorrigierten Visus auf.

Bowman-Schichttransplantation (BLT)

Die Bowman-Membran ist eine azelluläre und nicht regenerierende Schicht, die sich zwischen der Basalmembran des Hornhautepithels und dem anterioren Hornhautstroma befindet. Die Kollagenfibrillen sind zufällig miteinander verwoben und bilden eine dichte, filzartige Schicht, im Gegensatz zum darunterliegenden Stroma, in dem die Kollagenfasern in einer Linie über den Durchmesser der Hornhaut verlaufen und charakteristische Lamellen bilden [20]. Die Störung dieser anatomischen Barriere kann angeboren oder, was häufiger vorkommt, sekundär zu einer Fragmentierung sein, wie sie beim KK auftritt [21].

Die BLT wurde in erster Linie entwickelt, um eine regelmäßige Abflachung der Hornhaut sowie das Aufhalten einer weiteren Progression zu erreichen, insbesondere bei den Fällen mit fortgeschrittenem KK. Die Patienten mit fortgeschrittenem KK werden oft als schlechte Kandidaten für das CXL und die ICRS-Implantation angesehen. Die invasive PK oder DALK bleibt daher bei diesen Fällen die Therapiemöglichkeit. Aus klinischer Perspektive haben viele von ihnen einen hervorragenden, am besten durch Kontaktlinsen bestkorrigierten Visus (BCLVA), aber eine schlechte Kontaktlinsenverträglichkeit, oder eine akzeptable Verträglichkeit, aber eine fortschreitende topografische Versteilung der Hornhaut, die diese Verträglichkeit beeinträchtigt [14]. Es wurde dringend eine neue Operation benötigt, um den BCLVA bei Patientinnen und Patienten mit fortgeschrittenem KK klinisch wiederherzustellen oder zu erhalten und dadurch die Notwendigkeit einer PK oder DALK zu verzögern oder zu vermeiden [14, 18].

Die BLT wurde erstmals von van Dijk et al. als Inlay-Transplantat beschrieben, bei dem das BL-Transplantat in eine manuell angelegte intrastromale Hornhauttasche eingesetzt wird [19, 22]. Die BLIT führte bei 88% der Augen bis zu 8 Jahren postoperativ zu einer Stabilisierung des progressiven KK, was mit der Erfolgsrate des CXL und der ICRS-Implantation vergleichbar ist [23]. Das BLIT-Verfahren ist am effektivsten bei Hornhäuten mit einem präoperativen Kmax-Wert > 69 dpt [23]. Der effiziente Hornhautabflachungseffekt, wie andere Studien beschrieben, wurde von 5 bis 7 dpt innerhalb des ersten postoperativen Monats insbesondere bei fortgeschrittenem KK mit Kmax > 69 dpt beobachtet, wobei postoperativ bis zu 8 Jahren keine weiteren signifikanten Veränderungen auftraten [19, 22, 23]. Dieses Verfahren birgt jedoch eine technische Herausforderung, da die Durchführung einer midstromalen Dissektion bei Augen mit fortgeschrittenem KK und sehr dünnen Hornhäuten ein erhöhtes Risiko für eine Perforation der Descemet-Membran aufweist, wie es auch bei der tiefen DALK beobachtet wurde [24].

Der Einsatz einer intraoperativen optischen Kohärenztomografie des vorderen Segments (AS-OCT), wobei der Tomograf an einem Operationsmikroskop angebracht ist, wurde zur Unterstützung der Visualisierung des cornealen intrastromalen Dissektionsplans untersucht [25]. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis könnte den Einsatz dieser Technologie überflüssig machen. Außerdem kann der Einsatz eines Femtosekundenlasers die Dissektion der intrastromalen Stromaltasche erleichtern [26]. Das Vorhandensein einer anterioren Hornhautvernarbung oder eines ungleichmäßigen pachymetrischen Profils, die häufig typische Merkmale fortgeschrittener KK-Fälle sind, könnte jedoch die optimale Schaffung der Stromatasche mit dem Femtosekundenlaser beeinträchtigen, was die Anwendung dieser Technik bei einer bestimmten Gruppe von KK-Fällen erschwert [27]. Dies ist bedauerlich, da die intraoperativen Perforationen während des Versuchs der Dissektion des mittleren Hornhautstromas bei Patientinnen und Patienten mit fortgeschrittenem KK (zu dünne Hornhäute, möglicherweise mit zentraler Vernarbung) durch Abbruch des Eingriffs und erneuten Versuch zu einem späteren Zeitpunkt oder, wie bei der DALK, durch direkte Durchführung der PK behandelt werden könnten.

Bowman-Layer-Onlay-Transplantation (BLOT)

Die BLOT wurde alternativ als extraokuläres Verfahren entwickelt, bei dem das isolierte BL-Transplantat direkt auf das anteriore Stroma platziert wird, was ein sichereres und technisch minimal invasives Verfahren darstellt [27, 28], um die Dissektion einer intrastromalen Tasche (wie bei der BLIT) und das damit verbundene Risiko einer Perforation zu vermeiden. BLT-Onlays werden in der Regel innerhalb von 2–3 Wochen re-epithelisiert und scheinen gut in die Hornhautoberfläche integriert zu sein [27]. Die Autoren berichteten auch über eine mögliche postoperative Verschiebung des BLT-Onlays, das erfolgreich repositioniert werden konnte, was wiederum auf die Sicherheit der BLOT im Vergleich zu anderen Methoden zur Behandlung des fortgeschrittenen KK hindeutet.

Die BLOT führte bei Augen mit präoperativen Kmax-Werten > 69 dpt zu einer Abflachung mit einer durchschnittlichen Kmax-Reduktion von –6 dpt innerhalb des ersten postoperativen Monats, wobei postoperativ bis zu 3 Jahren keine weiteren signifikanten Veränderungen auftraten. Die klinischen Ergebnisse können den Tabellen entnommen werden. Bei Augen mit einem präoperativen Kmax-Wert von weniger als 69 dpt wurde hingegen keine signifikante Kmax-Veränderung nach dem Eingriff festgestellt. Ähnliche Ergebnisse in Bezug auf die Abflachung der Hornhaut wurden mit der anspruchsvolleren Operationstechnik BLIT beobachtet [23].

Zusätzlich zur Hornhautabflachung wurde eine signifikante Verbesserung der vorderen High-Order-Aberrationen (HOA) sowie Low-Order-Aberrationen (LOA) nach der BLOT bei Augen mit fortgeschrittenem KK bei Kmax > 69 dpt festgestellt. Dies erklärt möglicherweise die subjektive Verbesserung des bestkorrigieren Visus (mit Brille und mit Kontaktlinse) sowie der subjektiven Kontaktlinsenverträglichkeit. Diese Beobachtung wurde auch in früheren Arbeiten zur BLIT dargelegt [29, 30].

Eine der wichtigen Limitationen der BLT im klinischen Alltag ist die Präparation der Bowman-Membran vom unterliegenden Hornhautstroma. Die manuelle Präparation wurde von Groeneveld-van Beek et al. [31] beschrieben. Neben der limitierten Verfügbarkeit der Hornhaut-Spendergewebe ist die manuelle Präparation der Bowman-Membran zeitaufwändig und benötigt eine hohe chirurgische Expertise [31]. Eine Präparation mittels des Femtosekundenlasers wurde in mehreren Studien als gute Alternative beschrieben [26, 32].

Fazit für die Praxis

Die BLOT ist eine vielversprechende neue minimal invasive chirurgische Technik zur Behandlung des fortgeschrittenen, progressiven KK, mit der eine invasivere Hornhauttransplantation (PK oder DALK) aufgeschoben oder vermieden werden kann.

Disclosure Statement

Der Autor hat keinen Interessenkonflikt.

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