Skip to main content
SpringerLink
Log in

Hornhautkollagenvernetzung mit Riboflavin und UVA-Licht bei Patienten mit progressivem Keratokonus

10-Jahres-Ergebnisse

Corneal collagen cross-linking with riboflavin and ultraviolet-A light in progressive keratoconus

Results after 10-year follow-up

  • Originalien
  • Published:
Der Ophthalmologe Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Hintergrund/Fragestellung

Die Hornhautkollagenvernetzung mittels Riboflavin-Lösung und UVA-Licht (CXL) stellt eine vielversprechende Therapieoption in der Behandlung des Keratokonus dar, um ein Fortschreiten der Erkrankung zu verhindern. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob sich bei jungen, sonst gesunden Patienten mit progressivem Keratokonus und einer Hornhautdicke von mindestens 400 μm 10 Jahre nach Riboflavin-UVA-Therapie eine dauerhafte Stabilisierung der Erkrankung nachweisen lässt.

Methode

Die Hornhautvernetzung erfolgte nach zentraler Epithelentfernung mittels Applikation einer 0,1 % Riboflavin-Lösung 30 min vor und während einer anschließenden 30-minütigen Bestrahlung mit UVA-Licht (370 nm, 3 mW/cm2). Es gingen 30 Augen von 20 Patienten mit progressivem Keratokonus in die retrospektive Analyse ein. Die Parameter bestkorrigierter Visus (BCVA), Hornhauttopographie (Keratometriewerte: KMAX, KMIN, KApex), Hornhautdicke (HHD) und – wenn verfügbar – die Endothelzellzahl wurden präoperativ sowie im Mittel 10 Jahre nach Operation erhoben und statistisch ausgewertet.

Ergebnisse

Das mittlere Lebensalter der Patienten betrug zum Operationszeitpunkt 28 ± 7 Jahre (Spanne 14–41 Jahre). Es waren 4 weibliche (7 Augen) und 16 männliche Patienten (23 Augen). Der mittlere präoperative K-Wert am Apex des Keratokonus lag bei 62 ± 13,2 dpt und verringerte sich nach 10 Jahren statistisch signifikant auf 55 ± 8,1 dpt (p = 0,001). Die Mittelwerte für KMAX (53 ± 8,2 vs. 49 ± 6,6 dpt) und KMIN (48 ± 5,5 vs. 45 ± 5,1 dpt) nahmen auch signifikant ab (p = 0,001). Der Vergleich des prä- und postoperativen bestkorrigierten Visus ergab ebenfalls einen statistisch signifikanten Unterschied (p = 0,005). Der mittlere Visus verbesserte sich um − 0,13 ± 0,25 logMAR. Die Differenz zwischen prä- und postoperativer Hornhautdicke nach 10-jährigem Follow-up betrug 46 μm (p = 0,001), wobei ein Bias durch den Wechsel des Messverfahrens von ultraschallgestützter auf optische Pachymetrie mittels Oculus Pentacam® möglicherweise ursächlich ist. Die Endothelzellzahl als auch tiefere Strukturen blieben von der Behandlung mittels CXL unbeeinflusst. Lediglich zwei Patienten benötigten aufgrund einer weiteren Progression der Erkrankung eine erneute Vernetzung.

Schlussfolgerung

Die Hornhautkollagenvernetzung mit Riboflavin-Lösung und UVA-Licht ist ein vielversprechendes therapeutisches Verfahren in der Behandlung des progressiven Keratokonus, um eine langfristige Stabilisierung der Erkrankung zu erzielen. Die Patienten wiesen 10 Jahre nach Behandlung eine dauerhafte Verbesserung der K-Werte und des BCVA auf. CXL ist ein minimalinvasives, einfach zu handhabendes Verfahren mit einem guten Sicherheitsprofil.

Abstract

Purpose

Riboflavin and ultraviolet-A induced cross-linking (CXL) is a promising therapeutic option to halt the progression of keratoconus. The aim of the study was to prove a long-term stabilizing effect of riboflavin and ultraviolet-A induced collagen CXL in young and otherwise healthy patients with progressive keratoconus and a corneal thickness of at least 400 μm on average 10 years after treatment.

Methods

Corneal CXL was performed after removing epithelial tissue by instilling riboflavin 0.1 % solution for 30 min before and during 30 min of ultraviolet-A irradiation (370 nm, 3 mW/cm2). This long-term retrospective study included 30 eyes of 20 patients with progressive keratoconus. Preoperative and postoperative examinations on average 10 years after treatment included best corrected visual acuity (BCVA), corneal topography (keratometry values KMAX, KMIN and KApex), corneal thickness (CT) and if available endothelial cell density.

Results

The mean preoperative age was 28 ± 7 years (range 14–42 years), 4 patients were female (7 eyes) and 16 patients (23 eyes) were male. Preoperatively, the mean K-value on the apex of keratoconus was 62 ± 13.2 dpt which showed a statistically significant reduction after 10 years to 55 ± 8.1 dpt (p = 0.001). The mean KMAX (53 ± 8.2 versus 49 ± 6.6 dpt) and KMIN values (48 ± 5.5 vs. 45 ± 5.1 dpt) also showed a statistically significant decrease (p = 0.001). In comparison BCVA also showed a statistically significant preoperative and postoperative difference (p = 0.005). There was a significant improvement of BCVA by a mean of − 0.13 ± 0.25 logMAR. The mean change in corneal thickness at the 10-year follow up was 46 μm (p = 0.001). Bias possibly occurred because of a change of the measurement method from ultrasound pachymetry to optical pachymetry with Oculus Pentacam®. Neither corneal endothelium nor deeper structures suffered any damage. Only two patients had continuous progression of keratoconus and needed a reapplication of CXL.

Conclusion

The results of this study indicate that riboflavin and ultraviolet-A induced corneal CXL is a promising therapeutic option for progressing keratoconus to obtain long-term stabilization. There was a sustained improvement of all K-values and BCVA 10 years after treatment and CXL is minimally invasive and easy to handle. Side effects, such as endothelial damage did not occur.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

Literatur

  1. Akhtar S, Bron AJ, Salvi SM et al (2008) Ultrastructural analysis of collagen fibrils and proteoglycans in keratoconus. Acta Ophthalmol 86(7):764–772

    Article  PubMed  Google Scholar 

  2. Ambekar R, Toussaint KC Jr, Wagoner JA (2011) The effect of keratoconus on the structural, mechanical, and optical properties of the cornea. J Mech Behav Biomed Mater 4(3):223–236

    Article  PubMed  Google Scholar 

  3. Bodemann M, Kohnen T (2012) Ulcus corneae durch MRSA nach UV/Riboflavin-Crosslinking bei Keratokonus (Corneal ulcer caused by MRSA after UV/riboflavin cross-linking in a patient with bilateral keratoconus). Ophthalmologe 109(11):1112–1114

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  4. Bohringer D, Bohringer S, Poxleitner K et al (2010) Long-term graft survival in penetrating keratoplasty: the biexponential model of chronic endothelial cell loss revisited. Cornea 29(10):1113–1117

    Article  PubMed  Google Scholar 

  5. Bourne WM, Nelson LR, Hodge DO (1997) Central corneal endothelial cell changes over a ten-year period. Invest Ophthalmol Vis Sci. 38(3):779–782

  6. Buhren J, Bischoff G, Kohnen T (2011) Keratokonus: Klinik, Diagnostik, Therapiemöglichkeiten (Keratoconus: clinical aspects, diagnosis, therapeutic possibilities). Klin Monbl Augenheilkd 228(10):923–940

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  7. Caporossi A, Baiocchi S, Mazzotta C et al (2006) Parasurgical therapy for keratoconus by riboflavin-ultraviolet type A rays induced cross-linking of corneal collagen: preliminary refractive results in an Italian study. J Cataract Refract Surg 32(5):837–845

    Article  PubMed  Google Scholar 

  8. Caporossi A, Mazzotta C, Baiocchi S, Caporossi T (2010) Long-term results of riboflavin ultraviolet a corneal collagen cross-linking for keratoconus in Italy: the Siena eye cross study. Am J Ophthalmol 149(4):585–593

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. Caporossi A, Mazzotta C, Baiocchi S et al (2011) Age-related long-term functional results after riboflavin UV A corneal cross-linking. J Ophthalmol 2011:608041

    PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  10. Gatzioufas Z, Seitz B (2013) Neues zur Biomechanik der Kornea beim Keratokonus (New aspects on biomechanics of the cornea in keratoconus). Ophthalmologe 110(9):810, 812-810, 817

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  11. Goebels S, Seitz B, Langenbucher A (2013) Diagnostik und stadiengerechte Therapie des Keratokonus (Diagnostics and stage-oriented therapy of keratoconus: introduction to the Homburg keratoconus center (HKC)). Ophthalmologe 110(9):808–809

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Grunauer-Kloevekorn C, Duncker GI (2006) Keratokonus: Epidemiologie, Risikofaktoren und Diagnostik (Keratoconus: epidemiology, risk factors and diagnosis). Klin Monbl Augenheilkd 223(6):493–502

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  13. Hatou S, Shimmura S, Shimazaki J et al (2011) Mathematical projection model of visual loss due to fuchs corneal dystrophy. Invest Ophthalmol Vis Sci 52(11):7888–7893

    Article  PubMed  Google Scholar 

  14. Hayes S, Khan S, Boote C et al (2012) Depth profile study of abnormal collagen orientation in keratoconus corneas. Arch Ophthalmol 130(2):251–252

    Article  PubMed  Google Scholar 

  15. Hoyer A, Raiskup-Wolf F, Sporl E, Pillunat LE (2009) Kollagenvernetzung mit Riboflavin und UVA-Licht bei Keratokonus – Dresdner Ergebnisse (Collagen cross-linking with riboflavin and UVA light in keratoconus. Results from Dresden). Ophthalmologe 106(2):133–140

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  16. Isager P, Guo S, Hjortdal JO, Ehlers N (1998) Endothelial cell loss after photorefractive keratectomy for myopia. Acta Ophthalmol Scand 76(3):304–307

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  17. Kato N, Toda I, Hori-Komai Y et al (2008) Five-year outcome of LASIK for myopia. Ophthalmology 115(5):839–844

    Article  PubMed  Google Scholar 

  18. Kennedy RH, Bourne WM, Dyer JA (1986) A 48-year clinical and epidemiologic study of keratoconus. Am J Ophthalmol 101(3):267–273

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  19. Koller T, Mrochen M, Seiler T (2009) Complication and failure rates after corneal crosslinking. J Cataract Refract Surg 35(8):1358–1362

    Article  PubMed  Google Scholar 

  20. Kymes SM, Walline JJ, Zadnik K, Gordon MO (2004) Quality of life in keratoconus. Am J Ophthalmol 138(4):527–535

    Article  PubMed  Google Scholar 

  21. Maier P, Reinhard T (2013) Riboflavin-UVA-Crosslinking beim Keratokonus (Riboflavin UVA cross-linking for keratoconus). Ophthalmologe 110(9):818–822

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  22. Mazzotta C, Balestrazzi A, Baiocchi S et al (2007) Stromal haze after combined riboflavin-UVA corneal collagen cross-linking in keratoconus: in vivo confocal microscopic evaluation. Clin Experiment Ophthalmol 35(6):580–582

    Article  PubMed  Google Scholar 

  23. Mazzotta C, Traversi C, Baiocchi S et al (2008) Corneal healing after riboflavin ultraviolet-A collagen cross-linking determined by confocal laser scanning microscopy in vivo: early and late modifications. Am J Ophthalmol 146(4):527–533

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  24. McMahon TT, Edrington TB, Szczotka-Flynn L et al (2006) Longitudinal changes in corneal curvature in keratoconus. Cornea 25(3):296–305

    Article  PubMed  Google Scholar 

  25. Murphy C, Alvarado J, Juster R, Maglio M (1984) Prenatal and postnatal cellularity of the human corneal endothelium. A quantitative histologic study. Invest Ophthalmol Vis Sci 25(3):312–322

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  26. O’Brart DP, Chan E, Samaras K et al (2011) A randomised, prospective study to investigate the efficacy of riboflavin/ultraviolet A (370 nm) corneal collagen cross-linkage to halt the progression of keratoconus. Br J Ophthalmol 95(11):1519–1524

    Article  Google Scholar 

  27. Raiskup F, Kissner A, Hoyer A et al (2010) Narbenbildung nach Hornhautvernetzung beim Keratokonus (Corneal scar development after cross-linking in keratoconus). Ophthalmologe 107(9):837–842

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  28. Raiskup F, Kissner A, Spoerl E, Pillunat LE (2011) Hornhautvernetzung mit hypoosmolarer Riboflavin-Lösung beim Keratokonus mit dünner Hornhaut (Corneal cross-linking with hypo-osmolar riboflavin solution for keratoconus with thin corneas). Ophthalmologe 108(9):846–851

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  29. Raiskup-Wolf F, Hoyer A, Spoerl E, Pillunat LE (2008) Collagen crosslinking with riboflavin and ultraviolet-A light in keratoconus: long-term results. J Cataract Refract Surg 34(5):796–801

    Article  PubMed  Google Scholar 

  30. Spoerl E, Hoyer A, Pillunat LE, Raiskup F (2011) Corneal cross-linking and safety issues. Open Ophthalmol J 5:14–16

    Article  PubMed Central  PubMed  Google Scholar 

  31. Spoerl E, Huhle M, Seiler T (1998) Induction of cross-links in corneal tissue. Exp Eye Res 66(1):97–103

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  32. Sporl E, Raiskup-Wolf F, Pillunat LE (2008) Biophysikalische Grundlagen der Kollagenvernetzung (Biophysical principles of collagen cross-linking). Klin Monbl Augenheilkd 225(2):131–137

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  33. Sugar J, Macsai MS (2012) What causes keratoconus? Cornea 31(6):716–719

    Article  PubMed  Google Scholar 

  34. Tuft SJ, Moodaley LC, Gregory WM et al (1994) Prognostic factors for the progression of keratoconus. Ophthalmology 101(3):439–447

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  35. Wittig-Silva C, Chan E, Islam FM et al (2014) A randomized, controlled trial of corneal collagen cross-linking in progressive keratoconus: three-year results. Ophthalmology 121(4):812–821

    Article  PubMed  Google Scholar 

  36. Wollensak G, Spoerl E, Seiler T (2003) Riboflavin/ultraviolet-a-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am J Ophthalmol 135(5):620–627

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  37. Wollensak G, Spoerl E, Seiler T (2003) Stress-strain measurements of human and porcine corneas after riboflavin-ultraviolet-A-induced cross-linking. J Cataract Refract Surg 29(9):1780–1785

    Article  PubMed  Google Scholar 

  38. Wollensak G, Spoerl E, Wilsch M, Seiler T (2004) Keratocyte apoptosis after corneal collagen cross-linking using riboflavin/UVA treatment. Cornea 23(1):43–49

    Article  PubMed  Google Scholar 

  39. Zadnik K, Barr JT, Edrington TB et al (1998) Baseline findings in the Collaborative Longitudinal Evaluation of Keratoconus (CLEK) study. Invest Ophthalmol Vis Sci 39(13):2537–2546

    CAS  PubMed  Google Scholar 

Download references

Einhaltung ethischer Richtlinien

Interessenkonflikt. A. Theuring, E. Spoerl, L.E. Pillunat und F. Raiskup geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Alle im vorliegenden Manuskript beschriebenen Untersuchungen am Menschen wurden mit Zustimmung der zuständigen Ethik-Kommission, im Einklang mit nationalem Recht sowie gemäß der Deklaration von Helsinki von 1975 (in der aktuellen, überarbeiteten Fassung) durchgeführt. Von allen beteiligten Patienten liegt eine Einverständniserklärung vor.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Augenklinik, Universitätsklinik Dresden, Universitäts-Augenklinik Dresden, Fetscherstr. 74, 01307, Dresden, Deutschland

    A. Theuring, E. Spoerl, L.E. Pillunat & F. Raiskup

Authors
  1. A. Theuring
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. E. Spoerl
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. L.E. Pillunat
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. F. Raiskup
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to A. Theuring.

Additional information

Manuskript zum Postervortrag, gehalten auf der Tagung der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft 2013.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Theuring, A., Spoerl, E., Pillunat, L. et al. Hornhautkollagenvernetzung mit Riboflavin und UVA-Licht bei Patienten mit progressivem Keratokonus. Ophthalmologe 112, 140–147 (2015). https://doi.org/10.1007/s00347-014-3114-0

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00347-014-3114-0

Schlüsselwörter

Keywords

Search

Navigation