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角膜移植的技术、适应证和方法综述

Koulouri我

美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院马萨诸塞州眼耳医院眼科

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

Hellwinkel OJC

德国汉堡埃本多夫汉堡大学医学中心法律医学系

DOI: 10.15761 / JTS.1000387

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PKP:穿透角膜移植术;碱性:前板层角膜移植;DALK:深前板层角膜移植;PLK:后板层角膜移植;DLEK:深层板层内皮角膜移植;DSEKDescemet剥离角膜内皮成形术;DSAEKDescemet剥离自动角膜内皮移植;索尔克:浅前板层角膜移植;DMEK:Descemet膜内皮角膜移植;m k介质: McCarey-Kaufman中等

角膜移植:方法和适应症

角膜失明造成了全世界大约10%的失明病例。更重要的是,在大多数发展中国家,角膜疾病是失明的第二大原因[2]。对于大多数导致不可逆角膜损伤并最终导致角膜失明的疾病,角膜移植或角膜移植是唯一有效的治疗方法。自从1905年第一例角膜移植以来,角膜移植的适应症已经发生了实质性的变化。最初的适应症是治疗不可逆的角膜恐惧和模糊,因为各种感染的伤害:细菌,真菌,沙眼和病毒(单纯疱疹)。在许多发展中国家,这些传染性疾病仍然是导致角膜失明和随后进行角膜移植的最重要原因之一[3,4]。在西方国家,这些最初的适应症已被大泡性角膜病变和移植失败所取代。

近年来也出现了新的适应症,如圆锥角膜和Fuchs内皮营养不良症,特别是在2000年以后。在德国和其他发达国家,这些疾病现在是角膜移植的主要适应症。最后,其他角膜疾病,如干眼症、虹膜角膜内皮综合征、眼外伤、角膜溃疡和其他角膜营养不良确实较为罕见,但却是角膜移植的重要指征[6-10]。

角膜成形术的方法

全厚度角膜移植或部分角膜移植主要取决于角膜移植适应症图1;表1).

图1所示。角膜移植的各种技术

表1。角膜移植:技术和适应症

方法

优势

缺点

最常见的

迹象

PKP(渗透

角膜移植术)

长时间的经验,

标准化的技术,

低风险角膜疾病的最佳方法

术后散光,

prolog视觉康复,

需要长期护理,

同种异体移植排斥

移植失败

圆锥形角膜

感染

大疱的角膜病

角膜疤痕

福克斯的营养不良

深前板层角膜移植

更快的视觉康复,

降低报废率

平坦的学习曲线

对技术设备的要求更高

接口不正常

圆锥形角膜

感染

角膜疤痕

Descemet剥离联合自动角膜内皮移植

更快的视觉康复

没有

术后散光,

降低报废率

平坦的学习曲线

对技术设备的要求更高

接口不正常

移植失败

感染

大疱的角膜病

角膜疤痕

福克斯的营养不良

非富克斯的营养不良

Descemet膜内皮角膜移植

最快的视觉康复

与DSAEK相同,但对设备要求较低,对操作技能要求较高

大疱的角膜病

福克斯的营养不良

非富克斯的营养不良

1.穿透性角膜移植(PKP)或全层角膜移植一个多世纪以来一直是治疗许多角膜疾病的黄金标准。在PKP中,角膜的所有层都被移植。用环钻或飞秒激光将患者角膜的中心部分圆切掉,并替换为捐献者的角膜。供体角膜与患者角膜缘的边缘缝在一起。这是由于广泛间质瘢痕造成的严重角膜缺损、内皮状态不确定的浑浊或严重累及后角膜、角膜扩张(如圆锥角膜和透明边缘变性,特别是有积液史)、间质和上皮性联合疾病(如彼得斯异常)、感染性或非感染性角膜溃疡或穿孔[11]的首选方法。虽然在所有移植中,低风险角膜疾病的PKP的移植物存活率是最好的,但临床医生从一开始就意识到PKP的一些不良术后后果。这些包括:放置角膜缝合线引起的高度散光,尽管存在完全透明的角膜移植物,但导致视力恢复时间延长,屈光预后不可预测,角膜移植后青光眼,术后多年眼外伤和感染的易损性增加,甚至术中出现排血性出血[12-14]。与其他类型的角膜移植相比,同种异体移植排斥反应的风险也更高。考虑到并发症的高发率,只更换角膜病变部分以避免对整个角膜的结构完整性造成损害的问题很早就成为首要问题。然而,这种类型的角膜移植,所谓的“板层角膜移植”,由于技术上的困难,推迟了几十年的发展。 The various techniques of lamellar keratoplasty available nowadays can be divided in two broad categories: those dealing with the replacement of the anterior corneal layers (anterior lamellar keratoplasty-ALK) and those replacing only the posterior part of the cornea i.e. the Descemet’s membrane and the endothelium (posterior lamellar keratoplasty -PLK or endothelial keratoplasty-EK).

2.前板层角膜移植(ALK)

肤浅的前板层角膜移植(SALK)SALK只移植上皮细胞和前基质细胞。位于前间质的间质混浊是SALK的主要适应证,可能是前间质营养不良、变性、感染、慢性炎症或既往屈光手术导致角膜瘢痕所致。这种手术可以用微型角膜镜或飞秒激光进行。如果使用飞秒激光来切割板层,那么这个过程被称为飞秒激光辅助的前板层角膜移植(FALK)。SALK显著降低排斥反应和术中并发症的发生风险。然而,这些移植物愈合后往往会有明显的疤痕,这限制了手术后的视力[16,17]。

深前板层角膜移植(DALK)DALK的目标是移植患者的整个基质和上皮细胞,只保留Descemet膜和健康的内皮细胞。DALK的主要适应症是:可能由疱疹性或其他感染性瘢痕引起的深层基质不透明,角膜烧伤后的慢性炎症伴瘢痕,圆锥角膜[18]。与PKP[19]相比,宿主内皮的保存降低了移植物排斥反应的发生率,加快了视觉康复,降低了术中和术后并发症的风险。然而,DALK技术要求很高,可能与Descemt膜穿孔有关,因此需要PKP。此外,伴随新生血管和视力丧失的基质排斥反应比DALK更常发生[20,21]。

3.后板层角膜移植(PLK)或内皮性角膜移植(EK)

Descemet剥离自动角膜内皮移植(DSAEK):DSAEK是一种选择性去除脱水泥膜和内皮,然后移植供体角膜内皮和供体角膜基质的手术。微型角膜切片机用于准备供体组织。在病眼中建立一个隧道状的角膜巩膜切口,移除受体内皮和Descemet's膜,将移植物折叠并用非包覆钳插入,在前房放置一个气泡以支持移植物粘附[22]。该手术用于治疗角膜内皮营养不良(如Fuchs角膜营养不良和后多形性角膜营养不良)、假性大疱性角膜病变、虹膜角膜内皮综合征、既往眼内手术或既往PKP移植后的内皮衰竭以及其他原因引起的角膜内皮功能障碍的角膜水肿[23,24]。DSAEK比PKP的优势是多方面的:由于缺少缝合,角膜散光比PKP低得多。因此,视力恢复快,大多数患者术后6周内视力恢复正常,部分患者术后1周视力恢复良好,尤其是超薄DSAEK移植物[25]。DSAEK手术后的两大并发症是移植物脱位和原发性移植物衰竭[26]。

Descemet膜内皮角膜移植(DMEK)这也是一种部分厚度的角膜移植手术,包括选择性切除患者的Descemet膜和内皮,然后移植供者的角膜内皮和Descemet膜,而不添加供者的基质组织。建立一个清晰的角膜切口,移除受体内皮和Descemet膜,将移植物装入插入器中。将组织注射到前房后,外科医生将移植物定向并展开,在前房放置一个20%六氟化硫的气泡以支持移植物粘附[27]。其适应症和结果与DSAEK相似。另一方面,DMEK术后患者在较短的时间内获得较好的视力,移植排斥反应发生率较低。在这种方法的缺点中,应该考虑到技术上的困难和已报道的高移植物脱离率[28,29]。

最后,本文介绍了一种结合上述两种技术的新方法。所谓的超薄DSAEK结合DSAEK的优点(更容易操作内皮移植物,从而减少内皮细胞损失)和DMEK的优点(薄移植物带来更好的视力)[30]。

供体角膜的保存

眼睛的银行:在角膜移植最初的几十年里,由于角膜后节病变而切除的活体供体眼睛是角膜移植的唯一来源。由于担心角膜组织坏死,角膜移植应立即进行,因此角膜移植是一种紧急手术。由于手术技术不发达,没有抗生素或免疫抑制剂,结果相当有限。

菲拉托夫的一份关于尸体角膜在4岁时在潮湿的容器中储存的可行性的种子报告0C首次提供了使用保存组织的机会,并为眼库的发展铺平了道路,在眼库中可以收集、储存和分发角膜。然而,由于考虑到角膜内皮细胞的短期存活,角膜移植在死后48小时内完成,因此在紧急情况下进行了很长一段时间。第一家眼库命名为“视力恢复眼库”。1944年,汤利·帕顿(Townley Paton)在纽约成立了该公司。在进行了多次角膜移植手术后,他得出结论,需要开发一个正式的眼睛收集系统。4℃湿室保存是选择的保存方法,而替代研究(如干燥、福尔马林固定、冷冻、冷冻干燥和液体石蜡保存)没有产生令人满意的结果[35]。1961年,美国眼科银行协会(EBAA)成立,聚集了“致力于促进全球眼科银行发展的非专业人士”[31]。

眼球银行的历史转折点发生在1974年,当时美国的McCarey和Kaufman证明,将角膜从地球仪上切除,并将其置于4°C的组织培养基中,内皮可以存活数天。McCarey和Kaufman报道了一种改良的组织培养基(McCarey-Kaufman [M-K]培养基),在这种培养基中,具有内皮细胞的人角膜可以在4℃下保存至少4天。含有TC199、Earle’s盐、HEPES缓冲液和庆大霉素的MK培养基15年来一直是标准的角膜保存培养基。这种方法的应用使角膜移植有机会成为预定手术。正如Wilson和Bourne在1989年关于角膜保存的主要综述中所强调的那样,“当一个训练有素的常规手术人员团队可以协助训练有素的外科医生时,这使患者能够更好地计划移植和实施手术。”“[35]。角膜在4℃M-K培养基中保存,保持薄而透明,可在聚苯乙烯容器中加冰运输。这随后被其他商业制剂所取代,如K-Sol和Optisol,含有渗透剂,以限制角膜组织肿胀,并提供延长保存时间一周或10天。

与美国相比,眼睛银行的概念来到欧洲的时间要晚得多。欧洲大陆的第一家眼睛银行是由Joaquin Barraquer博士于1962年在西班牙巴塞罗那的Barraquer眼科中心建立的。欧洲眼科银行协会成立于1989年,其宗旨是"根据《赫尔辛基宣言》和适用的国家和国际法律和条例,帮助根据最高的医学和科学标准,为眼科疾病的移植和治疗提供最优质和安全的组织和细胞,并以道德和人道主义的方式,向尽可能多的有需要的病人提供这些组织和细胞"[38]。

自从第一个眼库建立以来,角膜保存的外科技术和方法都取得了巨大的进步。角膜移植作为治疗角膜失明的唯一有效方法被广泛接受。因此,对同种异体角膜移植的需求呈指数级增长,这最终导致了眼库数量的爆炸。根据最近的一项全球调查,目前世界上有742个眼睛银行。印度拥有最多的银行,其次是美国和中国。然而,考虑到全球嫁接需求估计为1270万,供求之间存在严重的不平衡。此外,全球人口的持续增长(主要在印度、中国和非洲)可能会进一步加剧这种失衡[39]。

角膜保存的各种方法

角膜内皮在角膜移植中的重要性:人的角膜是一种透明的无血管结构,覆盖在眼球的前部。它的主要功能是将光传送并聚焦到视网膜以产生视觉。它的透明度需要保持最佳的视觉图2.角膜被构造成组织良好的层,每一层在维持组织的活力和透明度方面都有自己的重要性。从前角膜到后角膜,人类角膜组织由分层上皮、Bowman层、基质、Descemet膜和镶嵌状图案的六方内皮细胞[40]单层组成。上皮细胞是一种自我更新的层,在它的周围有一个固定的干细胞群。然而,基质和内皮通常是静止的,到目前为止,还没有被认为可以再生[41]。角膜后表面的角膜内皮是在胚胎发育过程中由神经嵴衍生而来的。人体内皮细胞密度在出生后的第一个月约为6000个细胞/mm²,但到5岁时下降到约3500个细胞/mm²。在整个生命过程中,细胞密度以较慢的速度进一步下降,因此在85岁时,平均细胞密度为2300细胞/mm²[45]。有证据表明,内皮细胞具有增殖能力,因为在组织培养中,它们可以被诱导分裂。在活的有机体内然而,它们在细胞周期的G1期被阻滞,以这种方式构建一个不可复制的单层[46]。Descemet膜是由内皮细胞分泌的胶原蛋白形成的。在出生时,Descemet膜大约有3 μ厚,由胶原蛋白组成,呈带状。在整个生命过程中,内皮细胞继续分泌添加到Descemet膜上的胶原蛋白,但以非带状模式。然而,如果内皮细胞受到压力或受损,它们可能分泌胶原蛋白,以带状方式添加到Descemet's膜的后部[47]。角膜的透明主要是由于角膜的超薄结构、晶体组织和相邻基质胶原原纤维之间距离的限制。基质胶原蛋白的这些特殊特性,加上其他角膜层的极厚,几乎完全防止了光的散射。然而,如果角膜肿胀,胶原原纤维之间的空隙就会被破坏,随之而来的是光线的明显散射和角膜透明度的丧失[48]。角膜内皮作为液体和营养物质运动的半渗透性屏障,在基质水化调节中起着关键作用。这种特性是由于内皮细胞顶端膜上存在细胞间隙连接和紧密连接。 Therefore, fluids and nutrients can leak in the paracellular space and enter the stroma. On the other hand, endothelial cells prevent excessive fluid entrance in the stroma and subsequent corneal swelling by actively pumping ions and drawing this way osmotically water from the stroma to the aqueous humor. Endothelial cell loss or endothelial dysfunction has as a consequence the inability to efficiently pump fluid out of the stroma, resulting in stromal and epithelial edema and eventually in loss of corneal clarity and visual acuity [49,50].

图2。人类角膜的结构

因为内皮细胞不能主动分裂在活的有机体内在美国,尽管正常的年龄相关或加速的疾病或创伤相关内皮损失,保持正常的角膜功能的唯一方法是扩大现有的细胞。在年龄相关性衰退的情况下,剩余的内皮细胞通常足以维持足够的屏障和泵功能。但是,如果密度低于500 ~ 1000个细胞/m²的临界值,则角膜内皮功能受损,基质水肿导致[51]。

鉴于内皮细胞在维持角膜功能方面的独特作用,角膜移植保存的主要目标是尽量减少角膜内皮细胞的损失,独立于保存方法的损失达到10-30%也就不足为奇了。这使得高达40%的保留供体角膜最终不适合移植,进一步加剧了移植物短缺的问题[50]。供体角膜内皮细胞密度的下降与储存时间长短直接相关[52,53],主要原因是[54]细胞凋亡。移植后,移植角膜内皮细胞的流失速度比正常角膜更快,到3年后,术前53%的内皮细胞密度丢失[55]。这一过程最终会导致一种称为晚期内皮衰竭的情况,其特征是移植物肿胀和模糊,对皮质类固醇治疗无反应。晚期内皮衰竭是晚期移植物失败的主要原因[56]。已有研究表明,术后初始内皮细胞密度与晚期内皮细胞衰竭[57]呈负相关,提示通过最小化初始内皮细胞损失的保存方法可能对角膜移植的良好长期预后有非常显著的贡献。

角膜保存方法

由于角膜是一种无血管结构,选择角膜供体的标准比血管化组织限制少。尽管如此,一些传染病已经通过角膜移植传播[58,59],因此根据欧洲眼库协会[60]和美国眼库协会[61]发布的医疗标准指南仔细检测供体的重要性。同样的指导方针也规定了眼库用来评估供体角膜质量的方法。质量控制的最重要组成部分是内皮细胞密度和活力的评估。这可通过使用镜面或共聚焦光学显微镜来完成[62]。关于供体的年龄,尽管美国的大多数眼库更喜欢65岁或更年轻的供体,但最近角膜供体研究的结果表明,供体年龄在65-75岁时,角膜移植的5年成功率并不低[63],这一情况正在发生变化。另一方面,欧洲的眼科银行倾向于接受年龄甚至超过75岁的捐赠者的移植。可接受的最小内皮细胞密度也因眼库而异。根据2010年欧洲眼库协会报告,70%的眼库接受2000个细胞/ mm²的最小密度,而其余的最低密度在2100到2500个细胞/ mm²之间[64]。一般来说,一个内皮细胞密度为2.200细胞/ mm²的角膜应该有足够数量的存活细胞,以便在未来25年保持其透明度[65]。 Nevertheless, the long term surviving of the graft is also dependent on several other factors like the allograft rejection and the recipient diagnosis [66].

最初的角膜保存方法是将整个角膜存放在“湿润室”中,即1935年Filatov规定的2-6℃的湿润锅中。然而,这种类型的储存受到代谢底物的可用性和代谢废物在房水中的积累的限制。因为这个原因,它被从眼睛中切除的角膜和巩膜边缘(角膜巩膜盘或钮扣)所取代。在20世纪60年代引入了在血清中储存移植物的方法,血清很快被一种合成溶液所取代,这种合成溶液的成分与房水相似。革命性的转变发生在1970年代早期,是mk介质的发展,它将低温条件下的储存期延长到4天。MK-medium由于其成本低和生产简单,在发展中国家仍在使用。

对于角膜盘的储存和保存,目前有三种方法可用:低温、器官培养和低温保存。在这些方法中,只有低温保存可以无限期地保存眼部组织。事实上,在过去,低温保存的角膜已经成功移植了几次[67-70]。最近,它被用于DALK[71]和作为穿孔角膜的构造移植[72,73]。然而,低温保存与内皮流失的可变和不可预测的比率有关[74]。因此,低温保存的角膜目前只在紧急情况下偶尔使用,目的是挽救眼睛[70]。另一方面,对于低温生物学家来说,低温保存协议的优化仍然是一个悬而未决的问题[75],因为低温保存可能成为解决供体角膜全球储存问题的另一种选择。

低温存储

低温保存是美国和大多数亚洲国家最常用的角膜保存方法[76]。它的原理是,寒冷会减少新陈代谢细胞的需求。另一方面,冷却对细胞也有有害影响,如抑制离子在细胞膜上的主动运输,导致水流入和细胞水肿,破坏钙稳态和质子交换,导致酸中毒[77]。因此,储存时间最多限制在10-14天。这一时间跨度已由较新的储存解决方案的制造商宣称,它们基本上取代了第一个低温解决方案,M-K介质(允许最大储存时间仅为4天)。这些是:改良的M-K培养基,K-Sol, Dexol, Liquorol, Optisol (GS和plus), Chen培养基,euusol - c (Al.Chi。mia,帕多瓦,意大利)、Cornisol (Aurolab,马杜莱,印度)和最新的Life 40C (Numedis Inc .)美国明尼苏达州)。需要注意的是,尽管制造商提供了延长的时间限制,但大多数眼库更喜欢将角膜在低温条件下保存不超过7-10天,这也是由于角膜上皮细胞保存得不如内皮细胞好,而且移植后上皮缺损的范围也会随着保存时间的延长而增加[78]。

低温储存技术是相当简单和廉价的。角膜储存在小瓶中,冷藏2-6小时0C.这些小瓶可以用镜面显微镜检查角膜内皮。在储存期间,角膜保持薄,便于外科手术使用。所有的低温储存介质都由组织培养基组成,培养基中添加了诸如葡聚糖和硫酸软骨素等消肿剂,以防止角膜肿胀。硫酸软骨素被认为是最关键的成分,因为它可能在细胞内氧化还原系统中发挥重要作用,作为抗氧化剂,作为膜和生长因子稳定剂。在组织培养基中加入硫酸软骨素,从M-K培养基发展到新的溶液。其他添加剂包括抗生素、能源、抗氧化剂、膜稳定剂和生长因子。所有的存储解决方案都可以在商业上获得并随时可以使用[79]。

在所有上述存储介质中,Optisol GS(从Chiron Ophthalmics Irvin, CA,直到1997年,之后从博士伦公司,罗切斯特,纽约,美国)仍然是最受欢迎的。它作为K-Sol、Dexol和CSM(培养存储介质)的混合物于1991年推出。它含有:2.5%硫酸软骨素,1%右旋糖酐,铁,14种维生素,氨基酸,细胞代谢物,抗氧化剂和三磷酸腺苷前体[80]。研究一再表明,角膜移植术后透明移植物的比例较高,内皮细胞损失的比例较低[81,82]。此外,其他商业上可获得的低温存储介质(Cornisol, Life 40C和euusol -C)在比较研究中没有显示出优于Optisol-GS的优势[83-85]。

由于捐献者的眼睛通常被污染,角膜移植的去污是储存过程中必不可少的一部分。因此,抗生素(主要是庆大霉素)被添加到所有的储存溶液中。然而,当细菌代谢更活跃时,抗生素更有效,而这在低温条件下肯定不会发生。尽管如此,术前对供体角膜进行加热可以增强低温储存期间储存在组织中的抗生素的去污效果[78]。另一方面,即使大多数角膜移植后的眼内炎和角膜炎都是由真菌引起的,低温储存液通常不含有抗真菌药物。最近的研究表明,Optisol GS中添加抗真菌剂两性霉素B可显著提高抗念珠菌污染的活性,尽管其代价是对角膜内皮细胞的毒性增加[86]。

低温储存的主要优点是技术简单,由于对设备的要求最低,操作也最少,所以成本低。储存方案很容易获得,很容易运输到采购地点,因此即使在偏远地区也可以从捐赠者那里回收角膜。因此,角膜的可用性显著增加,而眼库处理无需复杂的基础设施和最少的人员培训即可完成。

在器官培养基中的贮存

Summerlin及其同事[87]在37岁时首次报道了在器官培养基中保存角膜0C 4周。随后不久,Doughman及其同事成功移植了器官培养的角膜[88]。这种保存方法虽然是由美国眼科医生开创的,但如今在欧洲和澳大利亚占主导地位。在列入2010年欧洲眼库协会名录的62家眼库中,47家采用器官培养,9家采用低温储存,6家同时采用两种方法[63]。器官培养的保存时间明显较长,通常为4周,但也有报道使用保存了7周的角膜成功移植[89]。然而,与低温相比,延长的储存时间以更复杂的技术为代价。角膜存放在30-37度的恒温箱中0C.储存液包括组织培养基(最常见的Eagle 's基本培养基),添加2-10%的胎儿或新生牛犊血清、抗生素(主要是青霉素和链霉素)和抗真菌药物(两性霉素B)[78]。小牛血清的存在引起了人们对疾病爆发期间可能传播克雅氏朊蛋白的担忧,而无动物产品的替代解决方案已被成功测试[90-92]。然而,在器官培养基中加入小牛血清的惯例并没有发生实质性的改变。大多数眼库每1-2周更换一次培养基,而其余的在整个储存期间都保持相同的溶液。由于脱水大分子是在这种储存温度下从角膜细胞摄取的,所以它们不会被添加到溶液中。因此,角膜膨胀到正常厚度的两倍左右。角膜的肿胀在用于移植前必须消除。因此,角膜移植物被放置在含有葡聚糖的溶液中。同样的溶液用于角膜的运输。消退时间的长短取决于右旋糖酐的浓度,在不同的库中,右旋糖酐的浓度在4-8%之间,时间也从较少到1天到7天不等。 All the above minor differences in handling techniques are nevertheless associated with similar results in terms of graft outcomes [78]. The possible toxic effect of dextran due to unexpected penetration into the graft tissue along with the difficulty to prepare the solution has triggered recently the search for an alternative macromolecule [93]. Despite the initial encouraging results, the use of dextran solution remains the standard method for the reversal of corneal swelling prior to transplantation. The inspection of corneal endothelium under specular microscopy is not feasible with organ culture. Therefore, phase contrast or bright field light microscopy is necessary. To visualize the endothelial cells, swelling of the intercellular space with a hypotonic solution is required and it should be performed in aseptic conditions [94]. The swelling is very transient, lasting only a few minutes and is dependent on the storage time and on the particular composition of the storage medium [95]. The whole process is technically demanding and requires experienced observers for the interpretation of the images. Regarding microbiological safety, organ culture appears superior to hypothermic storage since the antibiotics and antifungal agents included in the storage solution are far more effective at 30-370C.此外,被污染的组织很容易被识别,因为微生物在这种温度下会快速生长。通过检查培养基样品进行筛选通常在培养7天后和移植之前进行。因此,移植受污染组织的风险被降至最低,因为据报道,有机培养中高达3.5%的角膜因污染而被丢弃[96]。如果这些角膜被储存在低温条件下,它们可能会被分配用于移植。据报道,在器官培养基中储存后,眼内炎的发生率低至0.1%[78]。

器官培养的主要优点是贮藏期长。在这4周的时间内,可以进行微生物检测以确保安全性,以及在用tryphan蓝等重要染色后对角膜内皮进行更彻底的评估,以便更准确地识别坏死细胞。考虑到储存的角膜内皮损失的巨大变异性,器官培养被认为是识别具有不可逆活力影响的移植物的“压力测试”[97]。这样,就可以为每个手术选择最合适的角膜。此外,角膜内皮的自我修复能力只有通过器官培养才能维持[98]。另一方面,与低温保存相比,在器官培养基中保存无疑是一种更复杂、成本更高的保存方法表2).然而,尽管存在差异,少数比较两种方法在临床结果和术后内皮细胞密度下降方面的研究显示了相似的结果,表明一种方法与另一种方法没有明确的优势[99,100]。

表2。低温储存与在器官培养基中储存

体温过低的存储(2 - 60C)

贮存于器官培养基中(30-37)0C)

在美国和亚洲最常见的储存方法

在欧洲和澳大利亚最常见的储存方法

保存期限:7-10天

贮藏期:4-6周

提供薄移植物准备使用

术前对移植物进行清除是必要的

低温下细菌生长最少。

在术中加热后添加抗生素提供覆盖范围。

溶液中不添加抗真菌剂

在30-37°C时,移植物污染更明显,抗生素和抗真菌药更有效。

移植受污染组织的风险降低了

低温培养基更容易运输到采购地点,有利于从偏远地区获得更多的捐赠角膜。

对储存的角膜进行更彻底的评估可以为每个手术选择最合适的角膜

设备简单,不需要复杂的人员培训,成本较低

技术复杂,需要合格的人员,成本较高

结论

总之,角膜移植或角膜移植仍然是世界范围内唯一有效的治疗角膜失明的方法。外伤和遗传性或退行性眼病目前已取代传染病成为西方国家角膜移植的主要适应症。然而,在发展中国家,眼部感染仍然是进行角膜成形术的主要原因。随着时间的推移,该方法也从最初的全厚度移植(穿透性角膜移植)发展到选择性更换角膜内皮和Descemet's膜(板层或内皮性角膜移植)。角膜移植史上的一个转折点是眼库的发展。眼库通过保存角膜内皮的完整性,使供体角膜移植得以保存,这是角膜移植长期成功的关键因素。然而,这种令人兴奋的治疗方式的一个主要限制是缺乏人类供体角膜。因此,适当的储存和保存每一个可用的角膜移植物的质量是至关重要的。由于角膜内皮细胞在维持角膜透明度方面起着至关重要的作用,因此,通过眼库保存角膜的主要目的是尽量减少内皮细胞密度不可避免的时间依赖性下降,这也就不足为奇了。低温储存和在器官培养基中储存是目前使用的两种保存技术。 Hypothermic storage limits the graft preservation to a maximum of 10-14 days. It is a simple method of low-cost using solutions readily available and permitting the recovery of corneas from donors even in remote areas. The alternative storage technique in organ culture medium is more costly and technically more complex. It is however, associated with a reduced risk of graft contamination and offers a substantially longer storage period of 4-6 weeks. Despite their differences, it has not been shown any superiority of one method against the other and their use remains for each eye bank a matter of preference and of resource availability. Nevertheless, only a new method combining the advantages of both, by further expanding the time limits of storage and preserving at the same time the integrity of corneal endothelium at a reasonable cost, could effectively help the clinicians to overcome the problem of graft shortage. Research efforts in this field are urgently needed.

确认

我们感谢菲利普·菲列夫医生提供的宝贵医疗建议和西比尔·阿尔特纳尔夫人提供的技术信息和咨询。请注意,本文是基于Ismini Koulouri的医学论文介绍的扩展版本。

参考文献

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编辑信息

主编

特里Lichtor
Tsuyoshi Hirata
Shinya美津浓
Giacomo柯拉

文章类型

评论文章

出版的历史

收稿日期:2020年4月17日
录用日期:2020年4月30日
发布日期:2020年5月05日

版权

©2020 Koulouri I.这是一篇基于创作共用署名许可条款发布的开放获取文章,该许可允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制,前提是注明原作者和来源。

引用

Koulouri I和Hellwinkel OJC(2020)角膜移植的简要综述:角膜保存的技术、适应症和方法7:DOI: 10.15761/JTS.1000387。

相应的作者

Ismini Koulouri

美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院马萨诸塞州眼耳医院眼科

电子邮件:bhuvaneswari.bibleraaj@uhsm.nhs.uk

图1所示。角膜移植的各种技术

图2。人类角膜的结构

表1。角膜移植:技术和适应症

方法

优势

缺点

最常见的

迹象

PKP(渗透

角膜移植术)

长时间的经验,

标准化的技术,

低风险角膜疾病的最佳方法

术后散光,

prolog视觉康复,

需要长期护理,

同种异体移植排斥

移植失败

圆锥形角膜

感染

大疱的角膜病

角膜疤痕

福克斯的营养不良

深前板层角膜移植

更快的视觉康复,

降低报废率

平坦的学习曲线

对技术设备的要求更高

接口不正常

圆锥形角膜

感染

角膜疤痕

Descemet剥离联合自动角膜内皮移植

更快的视觉康复

没有

术后散光,

降低报废率

平坦的学习曲线

对技术设备的要求更高

接口不正常

移植失败

感染

大疱的角膜病

角膜疤痕

福克斯的营养不良

非富克斯的营养不良

Descemet膜内皮角膜移植

最快的视觉康复

与DSAEK相同,但对设备要求较低,对操作技能要求较高

大疱的角膜病

福克斯的营养不良

非富克斯的营养不良

表2。低温储存与在器官培养基中储存

体温过低的存储(2 - 60C)

贮存于器官培养基中(30-37)0C)

在美国和亚洲最常见的储存方法

在欧洲和澳大利亚最常见的储存方法

保存期限:7-10天

贮藏期:4-6周

提供薄移植物准备使用

术前对移植物进行清除是必要的

低温下细菌生长最少。

在术中加热后添加抗生素提供覆盖范围。

溶液中不添加抗真菌剂

在30-37°C时,移植物污染更明显,抗生素和抗真菌药更有效。

移植受污染组织的风险降低了

低温培养基更容易运输到采购地点,有利于从偏远地区获得更多的捐赠角膜。

对储存的角膜进行更彻底的评估可以为每个手术选择最合适的角膜

设备简单,不需要复杂的人员培训,成本较低

技术复杂,需要合格的人员,成本较高