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Experimentelle Hornhautbildgebung und Hornhautchirurgie mit nicht verstärkten Femtosekundenlaserpulsen

Experimental corneal imaging and corneal surgery with non-amplified femtosecond laser pulses

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Zusammenfassung

Hintergrund

Ziel war, mit einem unverstärkten Femtosekundenlaser Multiphotoneneffekte zu induzieren und für Hornhautbildgebung und Gewebeabtrag zu nutzen.

Material und Methoden

Unverstärkte Titan-Saphir-Laser wurden zur Untersuchung von menschlichen Hornhäuten und Schweinehornhäuten an Laserscanningmikroskope gekoppelt. Bildgebung sowie Erzeugung von Gewebeläsionen erfolgten im gleichen Strahlengang mit Pulsenergien < 2 nJ.

Ergebnisse

Zelluläre Bestandteile und extrazelluläre Matrix wurden selektiv mittels Autofluoreszenz und Frequenzverdopplung in Submikrometerauflösung dargestellt. Nach intrastromaler linearer Laserabtastung mit höheren Leistungen entstand ein lumineszentes Plasma. Die Läsionsbreite nahm mit zunehmender Gewebetiefe ab und mit zunehmender Laserleistung am Objektiv zu. In der Lichtmikroskopie zeigte sich nach dem Laserabtrag in der Umgebung der Läsion intaktes Stroma.

Schlussfolgerung

Mit niederenergetischen Femtosekundenlaserpulsen wurden hochauflösende Bilder sowie präzise Gewebeläsionen in der Kornea erzeugt. Der einfache Wechsel zwischen Bildgebung und Gewebeabtrag lässt diagnostische und therapeutische Anwendungen möglich erscheinen.

Abstract

Background

Non-amplified femtosecond laser was used to induce multiphoton effects for corneal tissue imaging and for tissue ablation.

Material and methods

A non-amplified titanium-sapphire laser was coupled to a laser scanning microscope in order to examine human and porcine cornea. Tissue was subjected to imaging and lesions were created using identical optical pathways at pulse energies below 2 nJ.

Results

Cellular components and the extracellular matrix were selectively imaged by applying autofluorescence and second harmonic generation at submicron resolution. Intrastromal linear scanning at higher power resulted in luminescent plasma along the scanning line. Lesion width decreased with increasing tissue depth and increased with increasing laser power at the target. Light microscopy showed intact stromal tissue around the area of the lesion.

Conclusions

High-resolution images as well as high precision tissue lesions were created in the cornea using low energy femtosecond laser pulses. Easy switching between tissue imaging and ablation seems to be suitable for diagnostic and therapeutic applications.

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Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt für sich und seine Koautoren an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

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Authors and Affiliations

  1. Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes UKS, Kirrberger Str., Geb. 22, 66421, Homburg/Saar, Deutschland

    C. Huss, M. Krause, U. Löw & B. Seitz

  2. Fraunhofer Institut für Biomedizinische Technik (IBMT), St. Ingbert, Deutschland

    I. Riemann & F. Stracke

  3. Abteilung für Anatomie und Zellbiologie, Universitätsklinikum des Saarlandes UKS, Homburg/Saar, Deutschland

    P. Mestres

  4. Lehrstuhl für Biophotonik und Lasertechnologie, Universität des Saarlandes, Saarbrücken, Deutschland

    K. König

Authors
  1. C. Huss
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  2. M. Krause
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  3. U. Löw
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  4. I. Riemann
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  5. F. Stracke
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  6. P. Mestres
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  7. B. Seitz
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  8. K. König
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Corresponding author

Correspondence to C. Huss.

Additional information

___ ___

Dieses Manuskript basiert auf einer Präsentation, gezeigt auf dem Kongress der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft 2006.

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Huss, C., Krause, M., Löw, U. et al. Experimentelle Hornhautbildgebung und Hornhautchirurgie mit nicht verstärkten Femtosekundenlaserpulsen. Ophthalmologe 109, 995–1000 (2012). https://doi.org/10.1007/s00347-012-2602-3

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