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Pikosekundenlaser-Faser-assistierte Sklerostomie (PIRL-FAST)

Ein erster Machbarkeitsnachweis

Picosecond infrared laser fiber-assisted sclerostomy (PIRL-FAST)

A first proof of principle analysis

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Der Ophthalmologe Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Einleitung

Ziel der vorliegenden Studie war die Analyse der Machbarkeit einer PIRL- Faser-assistierten Sklerostomie mit einer neuartigen Saphirfaser bei unterschiedlichen Pulsenergien des Pikosekundenlasers.

Methodik

Die laserassistierten Sklerostomien wurden mit einer neu generierten Saphirfaser des PIRL-HP2-1064 OPA-3000 (Attodyne Inc., Kanada) gefertigt. Direkt im Anschluss an die Intervention wurden die Augen in Phosphat-gepuffertem Formaldehyd fixiert (3,5 %) und im Rahmen der histologischen Aufarbeitung für die nachfolgenden Untersuchungen in 4 μm dicke Schnitte zugeschnitten und mittels Hämatoxylin-Eosin (H. E., Merck, Darmstadt, Deutschland) gefärbt. Alle angefertigten Präparate wurden eingescannt und digitalisiert mit dem MIRAX SCAN (Carl Zeiss Microimaging GmbH, Jena, Deutschland).

Ergebnisse

Gewählt wurden die Pulsenergien von 150 μJ (N = 4), 175 μJ (N = 6), 200 μJ (N = 7) und 250 μJ (N = 6). Ausgewertet wurden im Rahmen dieser ersten Machbarkeitsanalyse 400 μm (10 aufeinanderfolgende Schnitte) der geschaffenen Sklerostomie. Es zeigte sich hinsichtlich der geschaffenen Fläche der Sklerostomie ein signifikanter Unterschied der Gruppe, welche mit 250 μJ gelasert wurde im Vergleich zu allen anderen Gruppen. Es zeigte sich, dass diejenigen Sklerostomien, welche mit 250 μJ gelasert wurden, signifikant mehr Kollateralschadenszone im Vergleich zum geschaffenen Durchmesser aufwiesen als die anderen 3 Gruppen.

Zusammenfassung

PIRL-FAST mittels Saphirfaser ist ein neues, minimalinvasives Instrument zur Schaffung einer stabilen Verbindung zwischen der Vorderkammer und dem Subkonjunktivalraum. Da der PIRL sich bereits als ein effizientes Instrument zum Schneiden verschiedenster Gewebe bewiesen hat, verbunden mit einem geringen Kollateralschaden, könnten diese ersten Machbarkeitsstudien einen neuen Weg in Richtung minimalinvasiver Glaukomchirurgie ebnen. Weitere Analysen zur Wundheilung und Narbenbildung in vivo wurden bereits eingeleitet.

Abstract

Introduction

The aim of this study was an analysis of the feasibility of a picosecond infrared laser fiber-assisted sclerostomy (PIRL-FAST) using a novel sapphire fiber and different energy levels of the picosecond laser.

Method

The laser-assisted sclerostomy was carried out with a newly generated sapphire fiber of the PIRL-HP2-1064 OPA-3000 (Attodyne, Canada). Immediately after the intervention, the eyes were fixed in phosphate-buffered 3.5% formaldehyde. For subsequent histological analysis the eyes were cut into 4 μm thick sections and stained with hematoxylin and eosin (H&E, Merck, Darmstadt, Germany). All preparations were then scanned and digitalized using the MIRAX SCAN (Carl Zeiss Microimaging GmbH, Jena, Germany).

Results

The pulse energies 150 μJ (N = 4), 175 μJ (N = 6), 200 μJ (N = 7) and 250 μJ (N = 6) were selected. Within the framework of this first feasibility analysis 400 μm (10 sequential sections) of the sclerotomies were evaluated. The mean area of PIRL-FAST showed a dependency on the pulse energy applied. The diameter of the collateral damage zone (CDZ) depended on the pulse energy used. The largest CDZ could be measured using the highest pulse energy in this experiment (250 μJ). The environmental scanning electron microscope (ESEM) results revealed circular smooth sclerostomy wall with only minimal change of tissue ultrastructure.

Conclusion

The PIRL-FAST using sapphire fibers is a new minimally invasive instrument to provide robust stenting from the anterior chamber to the subconjunctival space. Since the PIRL has proven to work efficiently in sectioning several tissues with minimal collateral damage these first proof of principle experiments might pave the way for a new minimally invasive glaucoma surgery strategy. We have already initiated experiments to analyze the wound healing and scar formation in vivo.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3

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Author information

Authors and Affiliations

  1. Klinik und Poliklinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Martinistr. 52, 20246, Hamburg, Deutschland

    J. Mehlan, M. Spitzer & S. J. Linke

  2. Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie, Hamburg, Deutschland

    S. Uschold, N. O. Hansen, D. Eggert & R. J. Dwayne Miller

  3. Institut für Anatomie und Experimentelle Morphologie, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland

    T. Gosau

  4. Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie, Heinrich-Pette-Institut, Hamburg, Deutschland

    D. Eggert

  5. Klinik und Poliklinik für Hals-Nasen-Ohrenheilkunde, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Deutschland

    H. Petersen

  6. zentrumsehstärke, Hamburg, Deutschland

    S. J. Linke

  7. CareVision, Hamburg, Deutschland

    S. J. Linke

Authors
  1. J. Mehlan
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  2. S. Uschold
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  3. N. O. Hansen
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  4. T. Gosau
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  5. D. Eggert
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  6. M. Spitzer
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  7. H. Petersen
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  8. S. J. Linke
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  9. R. J. Dwayne Miller
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Corresponding author

Correspondence to J. Mehlan.

Ethics declarations

Interessenkonflikt

J. Mehlan, S. Uschold, N. Hansen, T. Gosau, D. Eggert, M. Spitzer, H. Petersen, S.J. Linke und R. Dwayne Miller geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Dieser Beitrag beinhaltet keine von den Autoren durchgeführten Studien an Menschen oder Tieren.

Additional information

Die Ergebnisse wurden als Poster auf den DOG-Kongressen 2016 und 2017 in Berlin präsentiert.

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Mehlan, J., Uschold, S., Hansen, N.O. et al. Pikosekundenlaser-Faser-assistierte Sklerostomie (PIRL-FAST). Ophthalmologe 116, 346–350 (2019). https://doi.org/10.1007/s00347-018-0653-9

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