Refractive changes after descemet stripping endothelial keratoplasty: a simplified mathematical model.

PURPOSE: To develop a mathematical model that can predict refractive changes after Descemet stripping endothelial keratoplasty (DSEK). METHODS: A mathematical formula based on the Gullstrand eye model was generated to estimate the change in refractive power of the eye after DSEK. This model was applied to four DSEK cases retrospectively, to compare measured and predicted refractive changes after DSEK. RESULTS: The refractive change after DSEK is determined by calculating the difference in the power of the eye before and after DSEK surgery. The power of the eye post-DSEK surgery can be calculated with modified Gullstrand eye model equations that incorporate the change in the posterior radius of curvature and change in the distance between the principal planes of the cornea and lens after DSEK. Analysis of this model suggests that the ratio of central to peripheral graft thickness (CP ratio) and central thickness can have significant effect on refractive change where smaller CP ratios and larger graft thicknesses result in larger hyperopic shifts. This model was applied to four patients, and the average predicted hyperopic shift in the overall power of the eye was calculated to be 0.83 D. This change reflected in a mean of 93% (range, 75%-110%) of patients' measured refractive shifts. CONCLUSIONS: This simplified DSEK mathematical model can be used as a first step for estimating the hyperopic shift after DSEK. Further studies are necessary to refine the validity of this model.

Use of intraoperative fourier-domain anterior segment optical coherence tomography during descemet stripping endothelial keratoplasty

To evaluate the intraoperative use of handheld Fourier-domain optical coherence tomography (OCT) during Descemet stripping automated endothelial keratoplasty (DSAEK) to assess the donor-host interface.

Regenerative potential of corneal endothelium from patients with fuchs endothelial corneal dystrophy

La dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs (FECD, pour l’abréviation du terme anglais « Fuchs endothelial corneal dystrophy ») est une maladie de l'endothélium cornéen. Sa pathogenèse est mal connue. Aucun traitement médical n’est efficace. Le seul traitement existant est chirurgical et consiste dans le remplacement de l’endothélium pathologique par un endothélium sain provenant de cornées de la Banque des yeux. Le traitement chirurgical, en revanche, comporte 10% de rejet immunologique. Des modèles expérimentaux sont donc nécessaires afin de mieux comprendre cette maladie ainsi que pour le développement de traitements alternatifs. Le but général de cette thèse est de développer un modèle expérimental de la FECD en utilisant le génie tissulaire. Ceci a été réalisé en trois étapes. 1) Tout d'abord, l'endothélium cornéen a été reconstruit par génie tissulaire en utilisant des cellules endothéliales en culture, provenant de patients atteints de FECD. Ce modèle a ensuite été caractérisé in vitro. Brièvement, les cellules endothéliales cornéennes FECD ont été isolées à partir de membranes de Descemet prélevées lors de greffes de cornée. Les cellules au deuxième ou troisième passages ont ensuite été ensemencées sur une cornée humaine préalablement décellularisée. Suivant 2 semaines de culture, les endothélia cornéens reconstruits FECD (n = 6) ont été évalués à l'aide d'histologie, de microscopie électronique à transmission et d’immunomarquages de différentes protéines. Les endothélia cornéens reconstruits FECD ont formé une monocouche de cellules polygonales bien adhérées à la membrane de Descemet. Les immunomarquages ont démontré la présence des protéines importantes pour la fonctionnalité de l’endothélium cornéen telles que Na+-K+/ATPase α1 et Na+/HCO3-, ainsi qu’une expression faible et uniforme de la protéine clusterine. 2) Deux techniques chirurgicales (DSAEK ; pour « Descemet stripping automated endothelial keratoplasty » et la kératoplastie pénétrante) ont été comparées pour la transplantation cornéenne dans le modèle animal félin. Les paramètres comparés incluaient les défis chirurgicaux et les résultats cliniques. La technique « DSAEK » a été difficile à effectuer dans le modèle félin. Une formation rapide de fibrine a été observée dans tous les cas DSAEK (n = 5). 3) Finalement, la fonctionnalité in vivo des endothélia cornéens reconstruits FECD a été évaluée (n = 7). Les évaluations in vivo comprenaient la transparence, la pachymétrie et la tomographie par cohérence optique. Les évaluations post-mortem incluaient la morphométrie des cellules endothéliales, la microscopie électronique à transmission et des immunomarquage de protéines liées à la fonctionnalité. Après la transplantation, la pachymétrie a progressivement diminué et la transparence a progressivement augmenté. Sept jours après la transplantation, 6 des 7 greffes étaient claires. La microscopie électronique à transmission a montré la présence de matériel fibrillaire sous-endothélial dans toutes les greffes d’endothelia reconstruits FECD. Les endothélia reconstruits exprimaient aussi des protéines Na+-K+/ATPase et Na+/HCO3-. En résumé, cette thèse démontre que les cellules endothéliales de la cornée à un stade avancé FECD peuvent être utilisées pour reconstruire un endothélium cornéen par génie tissulaire. La kératoplastie pénétrante a été démontrée comme étant la procédure la plus appropriée pour transplanter ces tissus reconstruits dans l’œil du modèle animal félin. La restauration de l'épaisseur cornéenne et de la transparence démontrent que les greffons reconstruits FECD sont fonctionnels in vivo. Ces nouveaux modèles FECD démontrent une réhabilitation des cellules FECD, permettant d’utiliser le génie tissulaire pour reconstruire des endothelia fonctionnels à partir de cellules dystrophiques. Les applications potentielles sont nombreuses, y compris des études physiopathologiques et pharmacologiques.

Eficácia e segurança da ceratoplastia endotelial no tratamento da ceratopatia bolhosa pseudofácia e afácia: revisão sistemática e metanálise

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Impact clinique et économique de la transplantation cornéenne lamellaire postérieure

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Fonctionnalité in vivo d’un endothélium cornéen reconstitué par injection de cellules endothéliales cornéennes dans la chambre antérieure d’un modèle félin

Introduction : Malgré leur état non-prolifératif in vivo, les cellules endothéliales cornéennes (CEC) peuvent être amplifiées in vitro. Leur transplantation subséquente par injection intracamérale pourrait surmonter la pénurie de tissus associée à l’allo-greffe traditionnelle – l’unique traitement définitif disponible pour les endothéliopathies cornéennes. Objectif : Évaluer la fonctionnalité d’un endothélium cornéen reconstitué par injection de CEC dans la chambre antérieure du félin. Méthodes : Les yeux droits de 16 animaux ont été opérés. Huit ont été désendothélialisés centralement avec injection de 2x10e5 (n=4) ou 1x10e6 (n=4) CEC félines supplémentées avec Y-27632 et marquées avec SP-DiOC18(3). Deux ont été désendothélialisés complètement et injectés avec 1x10e6 CEC et Y-27632. Six contrôles ont été désendothélialisés centralement (n=3) ou complètement (n=3) et injectés avec Y-27632 sans CEC. La performance clinique, l’intégrité anatomique, le phénotype fonctionnel et l’expression de SP-DiOC18(3) du nouvel endothélium ont été étudiés. Résultats : Les cornées greffées avec 2x10e5 CEC et les contrôles désendothélialisés centralement ont réussi le mieux cliniquement. Les contrôles désendothélialisés complètement sont restés opaques. L’histopathologie a révélé une monocouche endothéliale fonctionnelle dans les cornées greffées avec 2x10e5 CEC et les contrôles désendothélialisés centralement, une multicouche endothéliale non-fonctionnelle dans les cornées désendothélialisées centralement et greffées avec 1x10e6 CEC, et un endothélium fibrotique non-fonctionnel dans les cornées désendothélialisées complètement. L’expression de SP-DiOC18(3) était rare dans les greffes. Conclusion : La thérapie par injection cellulaire a reconstitué un endothélium partiellement fonctionnel, auquel les CEC injectées n’ont contribué que peu. L’injection de Y-27632 sans CEC a reconstitué l’endothélium le plus sain. Des études additionnelles investiguant l’effet thérapeutique de Y-27632 seul sont justifiées.

Fonctionnalité in vivo d’un endothélium cornéen reconstitué par injection de cellules endothéliales cornéennes dans la chambre antérieure d’un modèle félin

Introduction : Malgré leur état non-prolifératif in vivo, les cellules endothéliales cornéennes (CEC) peuvent être amplifiées in vitro. Leur transplantation subséquente par injection intracamérale pourrait surmonter la pénurie de tissus associée à l’allo-greffe traditionnelle – l’unique traitement définitif disponible pour les endothéliopathies cornéennes. Objectif : Évaluer la fonctionnalité d’un endothélium cornéen reconstitué par injection de CEC dans la chambre antérieure du félin. Méthodes : Les yeux droits de 16 animaux ont été opérés. Huit ont été désendothélialisés centralement avec injection de 2x10e5 (n=4) ou 1x10e6 (n=4) CEC félines supplémentées avec Y-27632 et marquées avec SP-DiOC18(3). Deux ont été désendothélialisés complètement et injectés avec 1x10e6 CEC et Y-27632. Six contrôles ont été désendothélialisés centralement (n=3) ou complètement (n=3) et injectés avec Y-27632 sans CEC. La performance clinique, l’intégrité anatomique, le phénotype fonctionnel et l’expression de SP-DiOC18(3) du nouvel endothélium ont été étudiés. Résultats : Les cornées greffées avec 2x10e5 CEC et les contrôles désendothélialisés centralement ont réussi le mieux cliniquement. Les contrôles désendothélialisés complètement sont restés opaques. L’histopathologie a révélé une monocouche endothéliale fonctionnelle dans les cornées greffées avec 2x10e5 CEC et les contrôles désendothélialisés centralement, une multicouche endothéliale non-fonctionnelle dans les cornées désendothélialisées centralement et greffées avec 1x10e6 CEC, et un endothélium fibrotique non-fonctionnel dans les cornées désendothélialisées complètement. L’expression de SP-DiOC18(3) était rare dans les greffes. Conclusion : La thérapie par injection cellulaire a reconstitué un endothélium partiellement fonctionnel, auquel les CEC injectées n’ont contribué que peu. L’injection de Y-27632 sans CEC a reconstitué l’endothélium le plus sain. Des études additionnelles investiguant l’effet thérapeutique de Y-27632 seul sont justifiées.

Pseudocapsulorrhexis in a patient with iridocorneal endothelial syndrome

We describe a patient with Chandler's syndrome variant of the iridocorneal endothelial syndrome in whom ectopic Descemet's membrane was found intraoperatively on the anterior surface of the lens. Initially, the membrane was confused with the anterior lens capsule during extracapsular cataract extraction, leading to the performance of a pseudocapsulorrhexis. Electron microscopy disclosed that the epilenticular membrane was composed of multiple layers of abnormal basement membrane consistent with the iridocorneal endothelial syndrome.

Étude comparative de l'anatomie des plaies de greffe de cornée par tomographie de cohérence optique (OCT)

Cette thèse porte sur l’étude de l’anatomie de la cornée après 3 techniques de greffe soient, la greffe totale traditionnelle (GTT) et des techniques de greffe lamellaire postérieur (GLP) telles que la greffe lamellaire endothéliale profonde (DLEK) et la greffe endothélium/membrane de Descemet (EDMG) pour le traitement des maladies de l’endothélium, telles que la dystrophie de Fuchs et de la kératopathie de l’aphaque et du pseudophaque. Dans ce contexte, cette thèse contribue également à démontrer l’utilité de la tomographie de cohérence optique (OCT) pour l’étude de l’anatomie des plaies chirurgicales la cornée post transplantation. Au cours de ce travail nous avons étudié l'anatomie de la DLEK, avant et 1, 6, 12 et 24 mois après la chirurgie. Nous avons utilisé le Stratus OCT (Version 3, Carl Zeiss, Meditec Inc.) pour documenter l’anatomie de la plaie. L'acquisition et la manipulation des images du Stratus OCT, instrument qui à été conçu originalement pour l’étude de la rétine et du nerf optique, ont été adaptées pour l'analyse du segment antérieur de l’oeil. Des images cornéennes centrales verticales et horizontales, ainsi que 4 mesures radiaires perpendiculaires à la plaie à 12, 3, 6 et 9 heures ont été obtenues. Les paramètres suivants ont été étudiés: (1) Les espaces (gap) entre les rebords du disque donneur et ceux du receveur, (2) les dénivelés de surface postérieure (step) entre le les rebords du disque donneur et ceux du receveur, (3) la compression tissulaire, (4) le décollement du greffon, 6) les élévations de la surface antérieure de la cornée et 7) la pachymétrie centrale de la cornée. Les mesures d’épaisseur totale de la cornée ont été comparées et corrélées avec celles obtenues avec un pachymètre à ultra-sons. Des mesures d’acuité visuelle, de réfraction manifeste et de topographie ont aussi été acquises afin d’évaluer les résultats fonctionnels. Enfin, nous avons comparé les données de DLEK à celles obtenues de l’EDMG et de la GTT, afin de caractériser les plaies et de cerner les avantages et inconvénients relatifs à chaque technique chirurgicale. Nos résultats anatomiques ont montré des différences importantes entre les trois techniques chirurgicales. Certains des paramètres étudiés, comme le sep et le gap, ont été plus prononcés dans la GTT que dans la DLEK et complètement absents dans l’EDMG. D’autres, comme la compression tissulaire et le décollement du greffon n’ont été observés que dans la DLEK. Ceci laisse entrevoir que la distorsion de la plaie varie proportionnellement à la profondeur de la découpe stromale du receveur, à partir de la face postérieure de la cornée. Moins la découpe s’avance vers la face antérieure (comme dans l’EDMG), moins elle affecte l’intégrité anatomique de la cornée, le pire cas étant la découpe totale comme dans la GTT. Cependant, tous les paramètres d’apposition postérieure sous-optimale et d’élévation de la surface antérieure (ce dernier observé uniquement dans la GTT) finissent par diminuer avec le temps, évoluant à des degrés variables vers un profil topographique plus semblable à celui d’une cornée normale. Ce processus paraît plus long et plus incomplet dans les cas de GTT à cause du type de plaie, de la présence de sutures et de la durée de la cicatrisation. Les valeurs moyennes d’épaisseur centrale se sont normalisées après la chirurgie. De plus, ces valeurs moyennes obtenues par OCT étaient fortement corrélées à celles obtenues par la pachymétrie à ultra-sons et nous n’avons remarqué aucune différence significative entre les valeurs moyennes des deux techniques de mesure. L’OCT s’est avéré un outil utile pour l’étude de l’anatomie microscopique des plaies chirurgicales. Les résultats d’acuité visuelle, de réfraction et de topographie des techniques de GLP ont montré qu’il existe une récupération visuelle rapide et sans changements significatifs de l’astigmatisme, contrairement à la GTT avec et sans suture. La GLP a permis une meilleure conservation de la morphologie de la cornée, et par conséquence des meilleurs résultats fonctionnels que la greffe de pleine épaisseur. Ceci nous permet d’avancer que la GLP pourrait être la technique chirurgicale à adopter comme traitement pour les maladies de l’endothélium cornéen.

Pachymetry-Guided Intrastromal Air Injection ("Pachy-Bubble") for Deep Anterior Lamellar Keratoplasty

To evaluate an innovative technique for intrastromal air injection to achieve deep anterior lamellar keratoplasty (DALK) with bare Descemet membrane (DM). Thirty-four eyes with anterior corneal pathology, including 27 with keratoconus, underwent DALK. After 400 mm trephination with a suction trephine, ultrasound pachymetry was performed 0.8 mm internally from the trephination groove in the 11 to 1 o'clock position. In this area, a 2-mm incision was created, parallel to the groove, with a micrometer diamond knife calibrated to 90% depth of the thinnest measurement. A cannula was inserted through the incision and 0.5 mL of air was injected to dissect the DM from the stroma. After peripheral paracentesis, anterior keratectomy was carried out to bare the DM. A 0.25-mm oversized graft was sutured in place. Overall, 94.1% of eyes achieved DALK. Bare DM was achieved in 30 eyes, and a pre-DM dissection was performed in 2 eyes. Air injection was successful in detaching the DM (achieving the big bubble) in 88.2% of the eyes. In keratoconus eyes, the rate was 88.9%. All cases but one required a single air injection to achieve DM detachment. Microperforations occurred in 5 cases: 3 during manual layer-by-layer dissection after air injection failed to detach the DM, 1 during removal of the residual stroma after big-bubble formation, and 1 during the diamond knife incision. Two cases (5.9%) were converted to penetrating keratoplasty because of macroperforations. The technique was reproducible, safe, and highly effective in promoting DALK with bare DM.

Comparison of oral antiviral therapy with valacyclovir or acyclovir after penetrating keratoplasty for herpetic keratitis

AIMS: To compare the outcome of prophylactic oral valacyclovir (VAL) or oral acyclovir treatment (ACV) in patients having undergone penetrating keratoplasty for herpetic keratitis (HK). METHODS: All patients having received a penetrating keratoplasty for HK and being treated postoperatively with either oral VAL or oral ACV (inclusion period from 12/97 to 3/06 and 5/92 to 9/96, respectively) were retrospectively evaluated. Records were analysed for postoperative reactivation of recurrent HK, graft rejection, endothelial cell loss, central corneal thickness and visual acuity after a follow-up of up to 5 years. RESULTS: Twenty patients received VAL and were compared with 19 patients being treated with ACV. Two patients developed clinical signs of recurrent herpetic disease in the VAL group compared with three patients in the ACV group. Two patients from both groups each developed an irreversible graft failure. Best corrected visual acuity improved in both treatment groups from baseline (logMAR) -1.97 (VAL), -1.47 (ACV) to -0.85, -0.72, respectively, at the 1-year follow-up and slightly deteriorated after 5 years in the ACV group (-0.71 VAL vs -1.14 ACV). CONCLUSION: Prophylactic oral VAL treatment is at least as effective as ACV in preventing recurrence in patients who underwent corneal transplantation for HK. The tolerability of the two drugs is similar, but the dosing for VAL might be more comfortable for patients.

Deep Anterior Lamellar Keratoplasty versus Penetrating Keratoplasty for Macular Corneal Dystrophy: A Randomized Trial

Purpose: To compare outcomes of big-bubble deep anterior lamellar keratoplasty (DALK) and penetrating keratoplasty (PK) for macular corneal dystrophy. Design: Prospective, randomized, interventional case series. Methods: Setting: Single hospital. Patients: Eighty-two eyes of 54 patients requiring keratoplasty for the treatment of macular corneal dystrophy without endothelial involvement were included. Main outcome measures: Operative complications, uncorrected visual acuity, best-corrected visual acuity, contrast sensitivity function, higher-order aberrations, and endothelial cell density were evaluated. Results: The DALK and PK group consisted of 35 and 41 eyes, respectively. Best-corrected visual acuity after surgery was 20/40 or better 68.5% and 70.7% of the eyes in the DALK and PK groups, respectively (P > .05). No statistically significant differences between groups were found in contrast sensitivity function with and without glare for any spatial frequency (P > .05). Significantly higher levels of higher-order aberrations were found in the DALK group (P < .01). In both groups, a progressive and statistically significant reduction in endothelial cell density was found (P < .01). At the last follow-up, the mean endothelial cell loss was 18.1% and 26.9% in DALK and PK groups, respectively (P = .03). Graft rejection episodes were seen in 5 eyes (12.1%) in the PK group, and regrafting was necessary in 3 eyes (7.3%). Recurrence of the disease was documented in 5.7% and 4.8% of the eyes in the DALK and PK groups, respectively. Conclusions: Deep anterior lamellar keratoplasty with the big-bubble technique provided comparable visual and optical results as PK and resulted in less endothelial damage, as well as eliminating endothelial rejection in macular corneal dystrophy. Deep anterior lamellar keratoplasty surgery is a viable option for macular corneal dystrophy without endothelial involvement.