Lucio Buratto Domenico Boccuzzi
IOL in
chirurgia della cataratta
FGE Editore
Lucio Buratto Domenico Boccuzzi
IOL in chirurgia della cataratta
FGE Editore
© Copyright Ottobre 2013 – Lucio Buratto Piazza della Repubblica 21 – 20124 Milano e-mail: office@buratto.com sito: www.camospa.it Impaginazione e stampa: FGE Srl Reg. San Giovanni 40 – Canelli (AT) Gli Autori e l’Editore declinano ogni responsabilità per eventuali errori contenuti nel testo. Tutti i diritti sono riservati. È vietata ogni riproduzione totale o parziale. FGE Editore Fabiano Gruppo Editoriale
978-88-97929-26-0 ISBN: 978-88-97929-22-2 Prima edizione, Ottobre 2013
FGE S.r.l. – Regione San Giovanni, 40 – 14053 Canelli (AT) – Tel. 0141 1768908 Fax 0141 1768900 e-mail: info@fgeditore.it – www.fgeditore.it
A Vittorio Picardo, con affetto e stima Lucio Buratto
A mia glia Lorenza e a mia moglie Tiziana, costante riferimento nella mia vita Domenico Boccuzzi
Pubblicare un libro è un compito molto faticoso che comporta una quantità incredibile di lavoro. Questo non sarebbe stato possibile senza una meticolosa organizzazione e l'aiuto di un numero di persone che vorrei qui ringraziare personalmente: vorrei ringraziare Domenico Boccuzzi, Luigi Caretti, Mario Romano, Laura Sacchi e Rosalia Sorce per aver contribuito alla realizzazione di questa collana di chirurgia della cataratta. Il mio sincero ringraziamento va a Massimiliano Crespi, l'artista che ha realizzato tutti i magnifici disegni e in particolare per la sua capacità di trasferire i pensieri degli Autori su carta; e anche Salvatore Ferrandes, responsabile della parte iconografica e clinica. Vorrei anche ringraziare il personale di Medicongress, in particolare Monica Gingardi, per il supporto organizzativo e operativo fornito. Molte grazie anche per Vittorio Picardo, un amico carissimo, per la supervisione del testo definitivo in italiano. E AISO (Accademia Italiana di Scienze Oftalmologiche) per il supporto scientifico fornito per la pubblicazione di questo lavoro. Inoltre vorrei ringraziare Slack, il mio editore americano, per aver pubblicato le stesse opere in inglese con diffusione internazionale; infine Ferdinando Fabiano. Lucio Buratto
Lucio Buratto Il Dr. Lucio Buratto è per sua scelta un chirurgo della cataratta. Negli anni della sua attività ha ricevuto numerosi riconoscimenti a livello internazionale per le importanti innovazioni che ha apportato; fra le altre cose, è stato il primo a livello internazionale ad utilizzare il sistema bimanuale di I/A. Ha iniziato la facoemulsi cazione nel 1978, l’impianto di cristallino arti ciale da camera posteriore nel 1979. Nel 1980 ha organizzato a Milano il primo convegno dal titolo “I nuovi metodi di estrazione della cataratta e di inserzione intraoculare di lenti correttive” con live surgery, che ha iniziato la serie delle “Videocataratta”. Nel 1982 ha presentato in Italia lo Yag Laser e nel 1992 ha introdotto in Italia le nuove tecniche di chirurgia della cataratta senza sutura. Nel 1987 ha pubblicato il primo trattato italiano sulla moderna chirurgia della cataratta che per numerosi anni è stato considerato la “Bibbia” italiana della chirurgia della cataratta. Nel 1995 è stato monitor della Food and Drug Administration USA nel campo delle IOL. Nel 2002 ha pubblicato, in lingua inglese, il trattato “Phacoemulsi cation: Principles and Techniques”. In totale ha pubblicato 24 libri sulla chirurgia della cataratta in varie lingue. Da dicembre 1997 a dicembre 2005 è stato Presidente dell’AICCER Associazione Italiana di Chirurgia della Cataratta e della Refrattiva.
Domenico Boccuzzi Domenico Boccuzzi è un Medico Chirurgo Specialista in Oculistica dal 2006. Dottore di Ricerca in Imaging Molecolare, con una tesi sulla metodica IROG per la registrazione del Nistagmo nei pazienti affetti da nistagmo congenito, sottoposti a terapia chirurgica. Risiede e lavora a Napoli presso la Clinica Mediterranea. Chirurgo del segmento anteriore è particolarmente interessato allo sviluppo delle nuove tecnologie in oftalmologia ed all’uso delle nuove lenti intraoculari. Dal 2008, volontario in Missione Umanitaria presso il Comboni Centre a Sogakope in Ghana.
IOL in chirurgia della cataratta
pag.
Presentazione............................................................................................................................................................................................................................................... Capitolo 1. Storia della IOL ................................................................................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 2. I materiali ............................................................................................................................................................................................................................. Le ottiche ............................................................................................................................................................................................................................................... Tornitura ............................................................................................................................................................................................................................................... Modellatura........................................................................................................................................................................................................................................... Trattamenti di super cie delle IOL in PMMA ................................................................................................................................................................... Materiali di fabbricazione delle IOL ........................................................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 3. Le IOL rigide del passato ........................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 4. Le IOL morbide del passato .................................................................................................................................................................................... Lenti in silicone ................................................................................................................................................................................................................................... Lenti acriliche idro le morbide ................................................................................................................................................................................................. Lenti acriliche idrofobe morbide .............................................................................................................................................................................................. AMO Phaco ex ................................................................................................................................................................................................................................. Pharmacia Cee On foldable lens.............................................................................................................................................................................................. Storz Hydroview Lens .................................................................................................................................................................................................................... Corneal Acrygel Lens ..................................................................................................................................................................................................................... STAAR IOL pieghevole.................................................................................................................................................................................................................. Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 5. Lenti attualmente in uso ........................................................................................................................................................................................... Vantaggi delle IOL pieghevoli in generale .......................................................................................................................................................................... Svantaggi delle IOL in silicone.................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 6. IOL monofocali................................................................................................................................................................................................................. IOL monopezzo e IOL tre pezzi .............................................................................................................................................................................................. IOL tre pezzi ........................................................................................................................................................................................................................................ IOL monopezzo ............................................................................................................................................................................................................................... IOL asferiche ........................................................................................................................................................................................................................................ IOL asferiche e cinetica pupillare ............................................................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 7. IOL toriche ......................................................................................................................................................................................................................... Il ruolo dell’accesso corneale .................................................................................................................................................................................................... Le incisioni rilassanti ......................................................................................................................................................................................................................... Complicanze delle incisioni.......................................................................................................................................................................................................... Controindicazioni .............................................................................................................................................................................................................................. Astigmatismo e laser: tecnica bioptics................................................................................................................................................................................... Le IOL Toriche: Valutazioni preoperatorie ........................................................................................................................................................................ AcrySof Toric IOL ............................................................................................................................................................................................................................ AT TorBi 709 M Zeiss Meditec .................................................................................................................................................................................................. AMO Tecnis aspheric Toric IOL ................................................................................................................................................................................................ EnVista TORIC MX-60T Bausch + Lomb ........................................................................................................................................................................... La tecnica chirurgica per le IOL Toriche .............................................................................................................................................................................. Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 8. Le IOL multifocali ........................................................................................................................................................................................................... Refrattive - ReZoom. ...................................................................................................................................................................................................................... Diffrattiva Tecnis Multifocale ZMB 00 .................................................................................................................................................................................. Diffrattiva - AT LISA ....................................................................................................................................................................................................................... Diffrattiva-refrattiva AcrySof .......................................................................................................................................................................................................
11 13 16 17 17 17 17 18 19 26 27 28 29 29 30 31 31 32 33 34 34 35 37 37 39 40 41 41 42 44 50 52 54 55 55 58 59 61 61 62 66 66 67 67 69 71 73 73 74 75 75
7
pag.
Comprendere gli aloni ................................................................................................................................................................................................................... La Oculentis Mplus........................................................................................................................................................................................................................... Oculentis multifocal toric IOL.................................................................................................................................................................................................... La scelta del paziente ...................................................................................................................................................................................................................... Necessità del paziente ................................................................................................................................................................................................................... Scelta della IOL in base alla dinamica pupillare .............................................................................................................................................................. MIOL e astigmatismo ...................................................................................................................................................................................................................... Zeiss-Meditec AT LISA toric ..................................................................................................................................................................................................... Alcon AcrySof ReSTOR Toric IOL ......................................................................................................................................................................................... AMO TECNIS Multifocal Toric IOL ......................................................................................................................................................................................... La scelta del paziente per le IOL multifocali ...................................................................................................................................................................... Conclusioni ........................................................................................................................................................................................................................................... L’adattamento neuro sensoriale .............................................................................................................................................................................................. MIOL e Maculopatia ...................................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 9. IOL accomodative .......................................................................................................................................................................................................... Crystalens B+L ................................................................................................................................................................................................................................... Syncrony ................................................................................................................................................................................................................................................. Suggerimenti chirurgici ................................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 10. Mix and Match................................................................................................................................................................................................................ Mix and Match today ...................................................................................................................................................................................................................... Mix and Match quick start ........................................................................................................................................................................................................... Posso fare un Mix and Match con lenti monofocali? .................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 11. Chirurgia refrattiva della cataratta .................................................................................................................................................................... Errore biometrico: metodiche di correzione ................................................................................................................................................................... Bioptic ...................................................................................................................................................................................................................................................... Piggy back .............................................................................................................................................................................................................................................. Lenti da piggy back ........................................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................ Capitolo 12. IOL exchange ................................................................................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 13. La correzione dell’astigmatismo ......................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 14. La qualità visiva .............................................................................................................................................................................................................. Quali fattori in uenzano la qualita’ visiva ............................................................................................................................................................................. Qualità visiva ridotta: cause chirurgiche ............................................................................................................................................................................... Qualita’ visiva ridotta: il dry-eye ................................................................................................................................................................................................ Qualità visiva ridotta: alterazioni anatomo-funzionali ................................................................................................................................................... Anomalie di posizionamento della IOL .............................................................................................................................................................................. Alterazioni della trasparenza della capsula posteriore................................................................................................................................................. Alterazioni del Vitreo ...................................................................................................................................................................................................................... Macula e polo posteriore ............................................................................................................................................................................................................. Nervo ottico ...................................................................................................................................................................................................................................... Visione binoculare............................................................................................................................................................................................................................. Qualita’ visiva e motilita’ oculare ............................................................................................................................................................................................. Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 15. I viscoelastici ................................................................................................................................................................................................................... Ruolo delle sostanze viscoelastiche durante la chirurgia della cataratta: ......................................................................................................... Bibliogra a .............................................................................................................................................................................................................................................
78 81 83 84 85 85 86 87 88 89 89 91 91 92 96 99 100 102 104 106 107 108 108 109 110 111 112 112 117 117 118 121 124 125 128 129 130 130 134 135 137 141 142 144 145 147 148 153 155 160 162
pag.
Capitolo 16. Strumentazione per l’inserimento delle IOL .............................................................................................................................................. Pinze e manipolatori per IOL rigide ....................................................................................................................................................................................... Holder and folder per IOL morbide ...................................................................................................................................................................................... Folding della IOL .............................................................................................................................................................................................................................. Suggerimenti utili .............................................................................................................................................................................................................................. Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 17. Gli iniettori per l’impianto delle IOL pieghevoli ..................................................................................................................................... The Emerald Unfolder di AMO .............................................................................................................................................................................................. Modello Emerald Ease.................................................................................................................................................................................................................... Sistema Easy-to-Load One Series AMO ............................................................................................................................................................................ Iniettore Monarch III Alcon ........................................................................................................................................................................................................ Akreos insertion device di B+L .............................................................................................................................................................................................. Sofport Easy-Load Lens Delivery System per lenti B+L modello Sofport .................................................................................................... Crystalens insertion device (Crystalsert) .......................................................................................................................................................................... Iniettore Zeiss AT.Shooter............................................................................................................................................................................................................ Tecnica di caricamento e di impianto .................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 18. L’impianto della IOL in caso di rottura capsulare .................................................................................................................................. Scelta del potere della IOL.......................................................................................................................................................................................................... Tecnica chirurgica .............................................................................................................................................................................................................................. Anse nel sacco e cattura capsulare dell’ottica nella ressi anteriore ..................................................................................................................... Conclusioni ........................................................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 19. Rottura o danneggiamento della IOL ............................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 20 La I/A post impianto .................................................................................................................................................................................................. Strumenti chirurgici per la I/A monomanuale .................................................................................................................................................................. Tecnica bimanuale secondo Buratto ...................................................................................................................................................................................... Tecnica chirurgica .............................................................................................................................................................................................................................. Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 21. Chiusura dell’incisione ............................................................................................................................................................................................ Bibliogra a ............................................................................................................................................................................................................................................. Capitolo 22. I farmaci ed i liquidi per uso intraoculare ................................................................................................................................................... Liquidi di irrigazione ......................................................................................................................................................................................................................... Farmaci nei liquidi di irrigazione................................................................................................................................................................................................ Anestetici per la camera anteriore ......................................................................................................................................................................................... Antibiotici intracamerulari .......................................................................................................................................................................................................... Bibliogra a .............................................................................................................................................................................................................................................
163 163 163 164 167 171 173 175 179 179 181 183 185 187 190 190 192 193 194 194 196 197 197 199 200 201 201 203 203 204 205 208 209 209 210 211 211 212
Presentazione
La geniale intuizione di Sir Harold Ridley di inserire un cristallino artificiale all’interno di un occhio umano operato di cataratta ha fatto sì che questa chirurgia, apparentemente solo terapeutica di una patologia del cristallino, iniziasse ad essere intesa come una chirurgia riabilitativa della visione. Da quei lontani anni 50 del XX secolo, questo concetto ha appassionato ricercatori, studiosi e naturalmente anche le aziende, cosicché nella successiva metà dello stesso secolo, parallelamente alla evoluzione delle tecniche chirurgiche, oggi in parte anche laser, la realizzazione di IOL sempre più “parafisiologiche”, ha costituito un traguardo importante e necessario. Questo volume di Lucio Buratto e Domenico Boccuzzi sulle lenti intraoculari completa la nuova collezione di volumi sulla chirurgia della cataratta, dedicando giustamente un intero libro all’argomento, perché la scelta della IOL da impiantare lega indissolubilmente il paziente al risultato funzionale, con le sue sensazioni di qualità e della quantità di visione recuperata. Oggi, non è più possibile accettare importanti errori biometrici, così come non è possibile da parte del chirurgo disconoscere la vasta gamma di lenti intraoculari disponibili, non più etichettate in idrofile e idrofobe, ma ormai asferiche, toriche, multifocali, accomodative ed altre. Il paziente, del resto, si presenta agli specialisti sempre ben informato “grazie” ad internet e quindi ha richieste precise e propone spesso quesiti appropriati; l’oculista deve allora saper rispondere e spiegare bene i pro e i contro dell’impianto di ciascun tipo di cristallino artificiale. Non solo, ma ciò è anche alla base di un buon intervento chirurgico; è infatti fondamentale che il chirurgo impianti a ciascuno il cristallino idoneo alle sue esigenze, cioè che l’intervento sia personalizzato.
12
E così, se il chirurgo è certamente per definizione un artigiano che lavora con le mani, la sua prestazione professionale non può essere disgiunta da una attenta, corretta e completa informazione culturale, che lo ponga in una situazione di serenità, con quel bagaglio di nozioni e informazioni necessarie a soddisfare le curiosità, i dubbi e soprattutto le esigenze del paziente. Il volume, il terzo dei cinque della serie cataratta del Dr. Buratto, ha trovato nel Dr. Boccuzzi il giusto collaboratore, che ha abbinato all’esperienza del Maestro l’entusiasmo del giovane, unendo le necessarie conoscenze delle più moderne tecnologie di diagnostica funzionale e l’utilizzo degli ultimi devices, alla conclamata esperienza clinica e tecnica del chirurgo esperto, dotato anche di autocritica. Il risultato è una bella monografia, facile da leggersi e da metabolizzare, che aggiunge alla raccolta degli altri 4 volumi, una stella d’oro di qualità.
Vittorio Picardo
Capitolo 1
Storia della IOL
Figura 1. Uno dei primi prototipi di manipolo faco
Per comprendere a fondo l’evoluzione tecnologica della chirurgia della cataratta negli ultimi 50 anni, basta confrontare la procedura chirurgica ed i tempi di recupero visivi di oggi con quelli di mezzo secolo fa. Leggendo le pagine della storia della chirurgia della cataratta, si osserva come spesso l’evoluzione della medicina sia af data a pochi pionieri ispirati, che hanno fatto della loro professione e passione l’unico motivo di vita. Agli esordi, la facoemulsi cazione, nata dalla genialità e perseveranza di Charles Kelman, è stata fortemente ostacolata ed ha faticato non poco per trovare consenso tra gli oculisti (Figura 1). Solo con l’introduzione delle IOL da camera posteriore e ancor di più con la comparsa delle IOL pieghevoli essa ha trovato una diffusa accettazione ed utilizzazione. Nello stesso modo, l’evoluzione delle IOL ha risentito continuamente dei progressi tecnologici acquisiti in materia di facoemulsi catori e tecniche per l’esecuzione della faco, in modo da stimolare continuamente le aziende nella produzione di lenti intraoculari che potessero essere inserite attraverso incisioni di dimensioni sempre più piccole. Se adesso
eseguiamo un intervento di cataratta in pochi minuti, con una riabilitazione visiva che avviene in poche ore, lo dobbiamo solamente ad un ristretto numero di oculisti che hanno fermamente creduto nella realizzazione di queste novità tecnologiche. E Charles Kelman è senz’altro stata la mente più brillante di questo enorme cambiamento. Ma per comprendere a fondo quella che è la realtà attuale in tema di lenti intraoculari, è necessario fare un piccolo salto indietro nel tempo di circa 60 anni… Nel 1949 Sir Artur Ridley ha inventato la prima lente intraoculare (Figura 2 e 3).
Figura 2. Figura tratta dal lmato eseguito durante l’impianto della IOL da sir Harold Ridley (operation number 7) maggio 1951; In questa Figura sir Harold Ridley mantiene la IOL per l’inserimento intraoculare (la lente era una Rayner Intraocular Lenses Ltd., East Sussex, UK). Molti chirurghi di quel tempo non utilizzavano guanti e la luce necessaria all’intervento era fornita dall’assistente che manteneva la torcia
14
CAPITOLO 1
Figura 3. Particolare della lente impiantata da Ridley, costruita in materiale plastico
Queste lenti, ben lontane dalle moderne IOL di oggi erano non semplici da impiantare e presentavano una percentuale di complicanze molto alta. Durante il periodo di lavoro con la Royal Air Force, mentre assisteva le vittime della Seconda Guerra Mondiale, Ridley realizzò il suo primo intervento il 29 Novembre del 1949 al St. Thomas’ Hospital, quando impiantò per la prima volta un lenticolo arti ciale in materiale acrilico in un occhio umano. L’intervento venne effettuato con tecnica extracapsulare sull’ occhio sinistro di una donna di 45 anni con cataratta monolaterale. Non sicuro della corretta stabilità della lente, la rimosse e la impiantò de nitivamente in un secondo intervento l’ 8 Febbraio 1950, quando l’occhio si presentava in quiete. La prima IOL è stata prodotta dalla società Rayner di Brighton & Hove, East Sussex, una società che continua a produrre e commercializzare ancora oggi IOL di nuova generazione per la chirurgia della cataratta. Nel 1952 fu eseguito il primo impianto della IOL negli Stati Uniti, con una lente Ridley-Rayner impiantata al Wills Eye Hospital di Filadel a. Negli anni a seguire Ridley ha continuato a sviluppare l’idea della chirurgia della cataratta con impian-
to intraoculare ed è stato un pioniere per la promozione di questa attività chirurgica, nonostante la forte opposizione dell’intera comunità medica del tempo. Ha lavorato duramente per ridurre le complicanze, e ha continuamente af nato la tecnica. Con il suo allievo Peter Choyce alla ne ottenne il sostegno di buona parte del mondo scienti co per la tecnica, e la lente intraoculare è stata in ne approvata come “safe and effective” e introdotta per l’uso umano negli Stati Uniti dalla Food and Drug Administration nel 1981. Questi primi esemplari di lenti approvati dalla US Food and Drug Administration (FDA), (Choyce Mark VIII e Choyce Mark IX Anterior Chamber lenses) sono stati prodotti sempre dalla Rayner. Attualmente l’intervento chirurgico di cataratta con estrazione del cristallino ed impianto di cristallino arti ciale rappresenta l’intervento più praticato sull’uomo. Le prime lenti impiantate presentavano una bassa af dabilità e questa categoria di interventi era associata ad un elevato numero di complicanze: le anse in nylon tendevano a dissolversi e questo determinava la destabilizzazione della lente. Per effetto di questo, negli anni 50 in Inghilterra, dice la Storia, si svilupparono due tipologie di chirurghi: quelli che impiantavano le IOL e quelli che le rimuovevano! Alla ne degli anni 60, Cornelius Binkhorst sviluppò una IOL a quattro anse che ridusse notevolmente l’incidenza delle complicanze di allora; ed alcuni chirurghi iniziarono ad impiantarla negli Stati Uniti con tecnica intracapsulare e/o extracapsulare: tra loro T. Hamdi, N. Jaffe, H. Byron e H. Hirschman. Ma la facoemulsi cazione non era ancora presa in considerazione dai più; anzi a metà degli anni 70, sotto la pressione dei vecchi baroni dell’Oftalmologia Americana che iniziavano a perdere pazienti per l’innovazione della tecnica ad ultrasuoni, il Governo degli Stati Uniti decise che l’intervento di cataratta eseguito con tecnica di facoemulsi cazione non sarebbe stato rimborsabile, perché considerata una tecnica di tipo “sperimentale”.
IOL in chirurgia della cataratta
Figura 4. Esempio di lente disegnata da Joaquin Barraquer con le anse a J (esemplare espiantato con anse in nylon dissolte)
Figura 5. Primo prototipo di lente intraoculare di Shearing modello 101; nella gura il particolare delle giunzioni lente-aptiche e la morfologia delle anse modellata a mano.
Solo grazie all’interessamento di Dick Kratz e di altri illustri colleghi, qualche anno dopo il Governo venne convinto che la facoemulsi cazione era solo una variante della tecnica extracapsulare per l’asportazione della cataratta; e ciò rappresentò un grande risultato in quanto bloccare i rimborsi avrebbe coinciso con l’arresto dello sviluppo e della ricerca delle innovazioni tecniche nella chirurgia della cataratta. Nel 1977, Steven Shearing di Las Vegas impiantò la prima IOL da camera posteriore tratta da un disegno di J. Barraquer (Figura 4) con anse a J pieghevoli (Figura 5). Questa nuova tecnologia stimolò notevolmente la pratica della chirurgia extracapsulare della cataratta, ma incrementò solo di poco l’interesse nella facoemulsi cazione, che era ancora evitata dal 90% dei chirurghi americani e da circa il 98% dei chirurghi nel resto del mondo. Gli anni ’80 furono decisivi. Nel 1980 Franz Fankhauser e Daniele Aron Rosa inventarono il Nd:YAG laser, in grado di aprire la capsula posteriore opacizzata, in modo non invasivo. Nello stesso anno David Miller e Robert Stegmann introdussero il primo viscoelastico, Healon®, che rese l’intervento di cataratta notevolmente più sicuro e più semplice; qualche anno dopo Thomas Mazzocco
introdusse la prima lente pieghevole in silicone, che poteva essere impiantata attraverso un’incisione di 3 mm necessaria alla facoemulsi cazione e ciò consentì nalmente alla procedura di essere riconosciuta per quella che realmente valeva: una tecnica geniale! (Figura 6 A e B) Anche l’introduzione della IOL pieghevole inizialmente non fu scevra da complicanze, sia a causa del disegno della lente, sia a causa del materiale che provocava un’intensa reazione tissutale.
A
B
Figura 6. Prime lenti pieghevoli della STAAR Surgical Company da camera posteriore
15
16
CAPITOLO 1
Questa innovazione, però, rappresentò la svolta per un nuovo lone di sviluppo. Solo quando poi vennero introdotte le lenti in tre pezzi in materiale acrilico con anse in polipropilene, le complicanze si ridussero notevolmente. Sir Harold Ridley ha dimostrato che l’occhio è in grado di tollerare una lente arti ciale. Charles Kelman, invece, ha mostrato come asportare il nucleo e la corticale attraverso una piccola incisione, Steve Shearing e Bill Simcoe hanno mostrato quale fosse
il posto ideale per posizionare una IOL, ed in ne Thomas Mazzocco ha provato che le IOL possono essere piegate ed inserite attraverso piccole incisioni. Questi i pionieri grazie ai quali è possibile eseguire, oggi, l’intervento di cataratta con tecniche mini invasive e con tempi di recupero rapidi. Ed in Italia il merito della diffusione della facoemulsi cazione e dell’impianto di IOL da camera posteriore è di Lucio Buratto.
Bibliogra a 1.
David F. Chang . A Historical Look back: Honoring Those with the Right Stuff ”. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 22
2.
Herve M. Byron, MD. Flashback. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 22-23
3.
4.
5.
David J. Apple, MD . Sir Harold Ridley. Cataract Surgery Today . The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 27-29
6.
Recreating the Posterior Chamber Lens. Steven P. Shearing, MD . Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 30-31
Robert M. Sinskey, MD. A History of Modern Cataract Surgery. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 23-25
7.
Thomas R. Mazzocco, MD . Creating a Foldable lens. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 31-32
Charles D. Kelman. MD. The genesis of Phacoemulsi cation. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 25-26
8.
Richard P. Kratz, MD, DScl. Cataract Surgery and IOLs. Cataract Surgery Today. The Best Cataract and Refractive IOL Articles from Cataract & Refractive Surgery Today: 32-33
Capitolo 2 1
I materiali
Le ottiche La sviluppo della chirurgia della cataratta prima con l’introduzione della facoemulsi cazione e poi con l’impianto di lenti intraoculari è stato uno dei più grandi traguardi della Medicina moderna; la facoemulsi cazione ha reso possibile effettuare la chirurgia della cataratta con incisioni di ridotte dimensioni e con un recupero visivo e sico rapido per il paziente. Le lenti intraoculari da camera posteriore, prima quelle rigide e poi quelle morbide, hanno consentito di ottenere una riabilitazione visiva ottimale con qualità ottica eccellente. I principali costituenti chimici delle IOL attualmente in uso sono classi cati in due gruppi: polimeri acrilati/ metacrilati ed elastomeri in silicone. PMMA, hydrogel, P-HEMA ed i vari copolimeri utilizzati per la manifattura delle varie IOL acriliche pieghevoli appartengono tutte allo stesso gruppo (cioè al gruppo degli acrilati e metacrilati); è il gruppo chimico, che è attaccato alla catena principale del polimero standard, che produce le differenti proprietà osservate. L’acrilico è un polimero derivato dagli esteri dell’acido acrilico o dell’acido metacrilico. Può essere di due tipologie: rigido e essibile. L’acrilico rigido polimetilmetacrilato (PMMA) è un polimero del metacrilato; è duro ed idrofobico, ed ha la caratteristica di promuovere l’adesione di cellule sulla sua super cie. Ha indice di refrazione compreso tra 1.49 e 1.50 e densità speci ca 1.19 g/cm3, è rigido a temperatura ambiente e diventa essibile ad una temperatura di 105°C.
È una sostanza amorfa, trasparente, incolore e idrorepellente. Trasmette il 92% della luce incidente. Ha un angolo di contatto di 70° ed un indice di assorbimento dell’acqua dello 0.25%. È facilmente colorabile grazie alla possibilità di incorporare dei cromofori al suo interno. La produzione di parti ottiche in PMMA può essere ottenuta secondo due metodiche: tramite tornitura; tramite modellatura.
Tornitura La tornitura (o modellatura al tornio) è una metodica che consente di ottenere la IOL partendo da strati di PMMA di maggiori dimensioni. Per l’esecuzione di questa metodica possono essere utilizzate due tecniche: la prima prevede che sia il blocco di PMMA a girare su un supporto, con una lama ssa che esegue il taglio; la seconda variante, invece, prevede che sia la lama a ruotare rispetto al blocco di PMMA mantenuto fermo, no a produrre la lente. Poi la lente viene lucidata per ottenere una super cie liscia.
Modellatura Può avvenire con almeno due modalità: metodica della modellatura mediante iniezione: con questa metodica il PMMA viene riscaldato no al suo punto di liquefazione (che è di circa 160 - 200°C). Quindi il PMMA è iniettato in uno stampo sotto pressione (circa 140 kg/cm2).
18
CAPITOLO 2
Successivamente dopo l’apertura della forma la super cie della lente è ri nita e lucidata per ottenere il risultato nale; metodo della modellatura mediante compressione (compression moulding): con questa metodica, uno stampo di acciaio è riempito con PMMA grezzo ed è sottoposto ad una pressione di 500 Kg/cm2. Successivamente dopo aver riscaldato lo stampo a 20°C, la pressione è incrementata a 2600 Kg/cm2. Quindi la pressione viene riportata a valori normali e la pressa raffreddata tramite ventilazione. Questa metodica è di più recente introduzione e consente di rendere il processo di manifattura molto più riproducibile.
Trattamenti di super cie delle IOL in PMMA Le proprietà di super cie del PMMA possono essere alterate con varie metodiche, note anche con il termine di trattamenti di super cie. Questa tipologia di trattamenti è in grado di modi care l’energia di super cie del polimero come ad esempio il balance tra parte idro la ed idrofoba, con tre differenti metodiche: 1. Modi ca delle proprietà di super cie 2. Rivestimento con un deposito 3. Innesto tramite l’aggiunta di nuove molecole
sono essere utilizzate anche per far aderire nuove molecole oppure alterare le caratteristiche della super cie come la ruvidità, la durezza o la scivolosità.
2. Rivestimento o “Coating” Sulla IOL viene depositato un altro polimero con le proprietà desiderate per formare uno strato, tramite la tecnica “dell’inzuppamento”, anche de nito “soaking method” dagli anglosassoni. Con questa metodica la IOL in PMMA viene immersa nella soluzione di deposito. La soluzione non aderisce alla IOL con proprietà chimiche e in questo modo i due materiali mantengono proprietà meccaniche differenti. Uno dei prodotti più utilizzati per rivestire le IOL in PMMA con la metodica del “Coating” è il uoro carbonato trasparente, il Te on AF. Il Te on amorfo è trasparente e può essere dissolto in solventi uorurati o uorocarbonati liquidi. Questa proprietà consente di applicarlo in strati molto sottili sui substrati, rendendoli completamente idrofobi. Le lenti rivestite di Te on riducono la formazione di sinechie tra l’iride e l’impianto; e su queste lenti è stato riscontrato un ridotto numero di depositi cellulari rispetto a quelle non rivestite. Il trauma intraoculare indotto con l’impianto di IOL in PMMA rivestite di Te on è inferiore rispetto alle lenti non rivestite, con una minore perdita cellulare.
3. Innesto 1.Trattamento della super cie Esistono varie metodiche in grado di modi care le proprietà di super cie; le principali sono: Tecniche chimiche (ossidazione chimica tramite esposizione all’ozono) Riscaldamento Radiazioni elettromagnetiche (bombardamento con radiazioni ionizzanti, oppure raggi luminosi; esposizione a plasma freddo a bassa pressione) Queste metodiche sono utilizzate per creare nuove funzioni chimiche sulla super cie dell’impianto; pos-
Questa metodica viene utilizzata per legare una o più tipi di molecole alla super cie del polimero con un legame covalente; la selezione del materiale da aggrappare dipende dalle varie caratteristiche che si vogliono trasferire alla lente. Nonostante le eccellenti proprietà ottiche e sico-chimiche, infatti, il PMMA non è totalmente inerte. I trattamenti di super cie migliorano le caratteristiche della lente, incrementando la biocompatibilità con i tessuti oculari e riducendo l’incidenza e l’entità dei processi in ammatori conseguenti al loro impianto.
IOL in chirurgia della cataratta
a.Lenti eparinate La super cie delle lenti è modi cata attaccando eparina con legami covalenti, tramite una serie di reazioni chimiche; con tale modalità l’eparina ha un elevata stabilità chimica sulla super cie della IOL. L’eparina ha la funzione di ridurre l’adesione di altre molecole oppure di agenti patogeni. La proprietà antiadesiva delle IOL eparinate si estende anche ai batteri quali ad esempio lo Streptococco, lo Sta lococco e lo Pseudomonas Aeruginosa. Queste lenti richiedono particolari precauzioni perché può veri carsi il danneggiamento della super cie eparinata da parte del Nd:YAG laser e degli strumenti chirurgici.
b. Lenti intraoculari con super cie passivata Questo trattamento consiste nel produrre la formazione di uno strato di uorocarbonati legati chimicamente alla super cie esterna della lente e riducendo la loro energia di super cie. Lo scopo del processo di passivazione della super cie delle lenti è quello di ridurre o eliminare le reazioni biologiche di origine in ammatoria quando la lente è impiantata nell’occhio e ridurre le irregolarità della super cie. Molti studi hanno fornito risultati discordanti in merito all’ef cacia di questo tipo di trattamento. Koch et al non hanno riscontrato nessuna differenza signi cativa tra le lenti in PMMA trattate e quelle non trattate1. Kochunian et al. hanno dimostrato che le lenti con super cie passivata erano in grado di attivare la cascata del complemento, generando gli stessi livelli di C3a e C5a che si riscontravano con le normali lenti in PMMA2. A differenza di questi studi, Balyeat et al utilizzando un modello animale (gatto), hanno dimostrato che le IOL con super cie passivata erano associate ad un minore danno endoteliale e minor adesione di cellule endoteliali alla loro super cie rispetto alle IOL in PMMA non trattate3. Il trattamento di passivazione ha dimostrato di esse-
re scarsamente utile, rispetto alle IOL non trattate, per cui non viene più praticato.
c. IOL in PMMA trattate con plasma Questa metodica di trattamento della super cie delle lenti è stata introdotta nel 1990 e determina un processo di uorurazione della super cie stessa. Con il termine “plasma” si intende un gas ionizzato ed elettricamente neutro. È creato arti cialmente comprimendo il gas in un campo elettromagnetico chiuso ad alta frequenza, in un reattore non polimerizzabile o polimerizzabile, a bassa pressione. I gas utilizzati possono essere CF4 CF3H oppure CF3Cl. Questo produce un cambiamento chimico sulla super cie del polimero, sostituendo gli atomi di uoro o i gruppi CF2 o CF3 con quelli di idrogeno. Lo spessore di questo strato è inferiore a 0.01 mm. Lo scopo di questa procedura è ridurre l’energia di super cie delle lenti in PMMA e migliorare la biocompatibilità con i tessuti oculari. Studi scienti ci hanno riscontrato che la misurazione dell’angolo di contatto con l’acqua delle lenti trattate, dimostrava che l’energia di super cie di tali lenti era inferiore rispetto a quelle non trattate. Inoltre i granulociti in contatto con le IOL trattate erano meno attivi, e questo era dimostrato dalla percentuale di superossido prodotto da queste cellule.
Materiali di fabbricazione delle IOL Silicone Le lenti intraoculari morbide in silicone sono state introdotte nella chirurgia della cataratta dal 1984. Il Silicone è un polimero del poliorganosiloxano ed è utilizzato in forma di elastomero (polidimetilsiloxano) per la applicazioni biomediche. Gli elastomeri sono polimeri in grado di subire importanti deformazioni di tipo reversibile. Le sue proprietà variano in base ai catalizzatori, ai Cross-Linking ed agli additivi utilizzati. Comunque queste sostanze vengono raramente utilizzate come componenti degli elastomeri
19
20
CAPITOLO 2
del silicone di tipo medico, a causa della loro scarsa biocompatibilità. Gli unici additivi che sono stati incorporati nelle lenti intraoculari di silicone sono i cromofori UV ed i gruppi fenilici. Rispetto ai siliconi utilizzati inizialmente, la nuova generazione di IOL al silicone sfrutta nuove tipologie di silicone con indici di refrazione sempre crescenti. Proprietà siche del silicone Il primo elastomero usato per la parte ottica delle IOL era il polidimetilsiloxano. Questo materiale aveva un basso indice di refrazione (1.412 a 25°C): per questo motivo le lenti avevano uno spessore maggiore di quello attuale a parità di potere ottico. Questa tipologia di lenti anche per l’elevato spessore era dif cile da piegare. Successivamente, è stata messa a punto una seconda generazione di elastomeri di silicone utilizzando un copolimero, il difenil et dimetilsiloxano (copolimero di due molecole ovvero difenilsiloxano e dimetilsiloxano). Questo aveva un indice di refrazione più elevato (1.464). In seguito sono stati sviluppati polimeri di silicone con indici di refrazione ancora più alti, ma questi composti non erano adatti alla costruzione delle IOL. IOL costruite in polidimetilsiloxano e in polidifenildimetilsiloxano sono state sottoposte a numerosi tests, incluso un test di invecchiamento e di esposizione ai raggi UV, equivalente all’esposizione di 20 anni di raggi ultravioletti nelle normali condizioni, mostrando un ottima risposta. In generale, le lenti in silicone prodotte oggi hanno un indice di refrazione elevato e sono molto semplici da piegare; l’apertura intraoculare, invece, risulta essere molto rapida, quasi esplosiva ed è dif cile da controllare. Inoltre, le IOL in silicone sono molto dif cili da manipolare quando sono bagnate, perché il silicone diventa molto scivoloso. Le IOL in silicone non devono essere utilizzate in pazienti che sono stati sottoposti a vitrectomia con introduzione di olio di silicone come mezzo tamponante, oppure nei pazienti in cui possa rendersi
Figura 1. Esempio di interfaccia di silicone su IOL in materiale siliconico
necessario utilizzarlo in seguito, in particolar modo in tutti quei pazienti che presentano la capsula posteriore aperta. Questo perché l’esposizione della IOL all’olio di silicone determina la formazione di un interfaccia di silicone che è praticamente impossibile da rimuovere. Questo può interferire con la visualizzazione della retina da parte del chirurgo e ridurre notevolmente l’acuità visiva del paziente (Figura 1). Viceversa, questo fenomeno non si realizza con le IOL acriliche, che sono pertanto fermamente raccomandate nei pazienti sottoposti a vitrectomia con uso di PDMS come mezzo tamponante, oppure in tutti quei pazienti in cui può esserci la necessità di utilizzarlo in futuro4. Manifattura delle IOL in silicone Il metodo più comune per fabbricare le IOL in silicone è la modanatura ad iniezione. Ovvero il silicone fuso viene iniettato nello stampo ad elevata pressione, dove viene lasciato raffreddare ed indurire. Uno dei principali svantaggi di questa metodica è la formazione di irregolarità di super cie a livello della giunzione dei due lati della lente. Questo forma una linea sconnessa e ruvida lungo il bordo del-
IOL in chirurgia della cataratta
la lente, denominata “moulding ash”, questa anomalia identi cata anche al microscopio elettronico, può diminuire la biocompatibilità della lente. Le IOL in silicone attualmente in commercio presentano nel complesso una buona ri nitura, anche se l’esame al microscopio elettronico evidenzia oltre al “moulding ash” anche altre piccole anomalie localizzate alla giunzione tra l’ottica e le anse. Come per le lenti in PMMA, anche per le IOL in silicone è possibile modi care la super cie. L’esposizione del polidimetilsiloxano ad ossigeno-plasma rende la super cie della lente meno idrorepellente. Il processo di piegatura di questa tipologia di lenti, compromette temporaneamente la super cie della lente, formando piccole pieghe, non più riscontrabili 10 minuti dopo, neanche al microscopio elettronico. Le IOL in silicone non sono indicate per essere impiantate nel sulcus, a causa dell’elevata probabilità di decentramento. Per quanto riguarda invece l’impianto nel sacco capsulare le IOL monopezzo non hanno appigli e nel caso di brosi e contrazione del sacco stesso possono subire decentramento e distorsione orizzontale dell’ottica. Il trattamento con Nd:YAG laser può intaccare le IOL al silicone, determinando la formazione di piccoli spot pigmentati, visibili alla lampada a fessura; il laser va quindi utilizzato con attenzione, adoperando basse energie. Le IOL in silicone possono virtualmente essere suddivise in tre categorie: monopezzo, tre pezzi con anse in polipropilene e tre pezzi con anse in PMMA. Le IOL in silicone con anse in polipropilene sono poco utilizzate in quanto questo materiale è molto essibile e perde facilmente la memoria di forma e molto spesso le anse restano permanentemente distorte durante l’impianto. La essibilità delle anse in polipropilene è responsabile dello spostamento in avanti del piatto ottico della lente durante la contrazione del sacco. Casi di cattura pupillare non sono rari con IOL in silicone e soprattutto in quelle con le anse in polipropilene.
Le anse in PMMA, sono decisamente più resistenti di quelle in polipropilene per cui è fermamente raccomandato l’uso di IOL in silicone con anse di questo tipo (piuttosto che in polipropilene).
Soft Acrylic IOL Oltre al silicone, esistono altri differenti materiali per la produzione di IOL pieghevoli. Questi includono l’hydrogel e i materiali acrilici. Il termine hydrogel si riferisce a IOL in poliidrossietilmetacrilato (P-HEMA), ma in realtà consiste in un vasto gruppo di polimeri di cui il P-HEMA ne è uno; le IOL in hydrogel ne hanno una miscela contenente il 20% al massimo. Le IOL acriliche morbide, benché costituite tutte dagli stessi gruppi chimici, sono divise in differenti gruppi. I gruppi includono anche il rigido PMMA (Polimetilmetacrilato) ed il morbido hydrogel idro lo (P-HEMA). Una caratteristica importante dei materiali acrilici è la loro temperatura di transizione vetrosa (VTT Vitreal Transition Temperature); questa è la temperatura in cui il materiale subisce un cambiamento di fase e si ammorbidisce. La temperatura di transizione vetrosa del PMMA è 110° C, in pratica è rigido a temperatura ambiente, ma diventa essibile a 110° C. I Metacrilati hanno VTT molto più elevate rispetto agli acrilati. Un’appropriata utilizzazione e selezione di acrilati e metacrilati è in grado di creare un polimero con una VTT intermedia. (Inserto 1 Temperatura di Transizione Vetrosa) Le Soft Acrylic IOLs sono dei copolimeri derivati da un’accurata combinazione di differenti materiali acrilici che posseggono un elevato indice di refrazione ed una VTT a temperatura ambiente, pur conservando le proprietà ottiche del PMMA. È possibile creare un ampio range di combinazioni, formando differenti copolimeri con differenti indici di refrazione, composizione, proprietà di piegamento e srotolamento e caratteristiche della super cie. Il P-HEMA ed af ni devono la loro natura idro la alla presenza di gruppi OH al loro interno.
21
22
CAPITOLO 2
Inserto 1 Temperatura di Transizione Vetrosa La temperatura di transizione vetrosa, solitamente indicata col simbolo Tg, rappresenta il valore di temperatura al di sotto della quale un materiale amorfo si comporta da solido vetroso. La Tg rappresenta la temperatura al di sotto della quale sono congelati i movimenti di contorsione e rotazione di segmenti di molecole di circa 40-50 atomi e i movimenti traslazionali dell’intera molecola e c’è energia suf ciente solo per le vibrazioni degli atomi intorno alle posizioni di equilibrio e per movimenti di pochi atomi appartenenti alla catena principale o di gruppi laterali. Analizzando più in dettaglio il processo implicato, in pratica la temperatura di transizione vetrosa regola la transizione di fase del secondo ordine de nita transizione vetrosa: fondendo una fase totalmente o parzialmente amorfa, (esempi classici sono i vetri e le materie plastiche), è possibile effettuare un successivo sottoraffreddamento che condotto no al valore di temperatura pari a Tgporta alla formazione di una struttura solida vetrosa. In pratica la temperatura di transizione vetrosa segna il con ne tra lo stato amorfo vetroso e lo stato amorfo gommoso, liquido molto rigido e caratterizzato da elevata viscosità. La transizione vetrosa non è una transizione termodinamica, bensì cinetica, alla quale non corrisponde alcun cambiamento nella disposizione degli atomi/molecole nello spazio, come invece avviene nel passaggio di stato da solido cristallino a liquido. Mentre le sostanze vetrose inorganiche o minerali, come la silice, possiedono un determinato valore di Tg, i polimeri termoplastici possono possedere una ulteriore Tg a valore di temperatura inferiore e al disotto della quale diventano rigidi e fragili assumendo facile tendenza a frantumarsi. Inoltre a valori di temperatura maggiori di Tg tali polimeri possiedono elasticità e capacità di subire deformazioni plastiche senza andare incontro a fratture, caratteristica questa che viene sfruttata in ambito tecnologico. I valori di transizione vetrosa ai quali si fa comunemente riferimento sono in realtà dei valori medi, dipendendo questa grandezza dal gradiente di temperatura con il quale viene effettuato il raffreddamento e per i polimeri anche dalla distribuzione dei pesi molecolari medi. Inoltre la eventuale Materiale Tg (°C) presenza di additivi è anch’essa in grado di Polietilene (LDPE) ď125 (è citata anche ď30) in uenzare la Tg. Polipropilene (atattico) ď20 Alcune sostanze pure dal basso peso moleAcetato di polivinile (PVAc) 28 colare possono possedere anche loro un dePolietilene tereftalato (PET) 79 terminato valore di temperatura di transizioAlcool polivinilico (PVA) 85 ne vetrosa al disotto della quale possiedono Cloruro di polivinile (PVC) 81 struttura amorfa. Ad esempio l’acqua possiePolistirene 95 de Tg = ď173 °C e per rapido raffreddamento dell’acqua liquida, in modo da impedire l’orPolipropilene (isotattico) 0 ganizzazione in strutture cristalline ordinate, Polimetilmetacrilato (atattico) 105 no a un valore pari alla Tg si ottiene il ghiaccio Policarbonato 150 amorfo. Comuni metodiche utilizzate per la Tellurite 279 determinazione della temperatura di tranFluoroalluminato 400 sizione vetrosa sono la calorimetria differenSilice 1175 ziale a scansione (DSC) e l’analisi meccanica dinamica (DMA). Tabella 1. Temperatura di Transizione Vetrosa dei principali materiali