Dokument: Corneal Crosslinking unter hyperbaren Bedingungen: Verbesserter Behandlungseffekt bei Keratokonus?
| Titel: | Corneal Crosslinking unter hyperbaren Bedingungen: Verbesserter Behandlungseffekt bei Keratokonus? | |||||||
| Weiterer Titel: | Corneal crosslinking under hyperbaric conditions: Improved treatment effect in keratoconus? | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=61930 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230207-105922-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Schmiedel, Jule [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | PD Dr. med. Dr. rer. nat. Menzel-Severing, Johannes [Gutachter] Prof. Dr. med. Schneppendahl, Johannes [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Keratokonus, CXL, Corneal Crosslinking, HBO | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Der Keratokonus ist eine Erkrankung der Cornea, die durch fortschreitende Ausdünnung und kegelförmige Verformung zu einem Astigmatismus und Myopie führt. Corneal Crosslinking (CXL) wird zur Behandlung des Keratokonus eingesetzt und soll die Progression aufhalten. Bei der CXL-Reaktion stellt Sauerstoff einen limitierenden Faktor dar. Durch ein verbessertes Sauerstoffangebot könnte möglicherweise die Effektivität des CXL erhöht werden und damit auch die Wirksamkeit modifizierter CXL-Protokolle, wie transepitheliales CXL, verbessert werden.
Die vorliegende Studie soll klären, ob durch zusätzlichen Sauerstoff und/oder hyperbare Bedingungen die intrastromale Sauerstoffkonzentration während CXL erhöht werden kann und ob dies zu einer verbesserten Effektivität des CXL führt. Dafür wurde in porzinen Corneae (n = 40) mittels Oxymeter mit Nadelmikrosensor in 230 µm Tiefe der Verlauf der Sauerstoffkonzentration während CXL gemessen. Es wurde ein akzeleriertes CXL-Protokoll mit 0,1 %igem Riboflavin und einer UVA-Intensität von 9 mW/cm2 für 10 Minuten verwendet. Die Experimente wurden unter normobaren und hyperbaren (2,4 bar) Bedingungen jeweils mit (> 95 %) und ohne (21 %) zusätzlichen Sauerstoff durchgeführt. Je Behandlungsgruppe wurden 10 porzine Corneae untersucht. Im Anschluss wurde die Effektivität des CXL durch die Resistenz gegen den Abbau durch Collagenase A geprüft und zur Testung der biomechanischen Veränderungen eine Druck- und Zugprüfung mittels Materialprüfmaschine durchgeführt. Die Sauerstoffkonzentrationen vor Beginn der UVA-Bestrahlung lagen im Mittel in der normobaren Behandlungsgruppe ohne zusätzlichen Sauerstoff (CXLnorm) bei 11 % (± 1,4 %), normobar mit Sauerstoff (CXLnorm + O2) bei 37 % (± 9,4 %), in der hyperbaren Behandlungsgruppe ohne zusätzlichen Sauerstoff (CXLhyp) bei 13 % (± 1,9 %) und mit Sauerstoff (CXLhyp + O2) bei 43 % (± 4 %). Nach Beginn der UVA-Bestrahlung sank die Sauerstoffkonzentration in der Gruppe CXLnorm innerhalb weniger Sekunden auf 1,5 %, in der Gruppe CXLhyp innerhalb von 1 Minute auf 3 % und in der Gruppe CXLnorm + O2 innerhalb von 3 Minuten auf 21 %. In der Gruppe CXLhyp + O2 sank die Sauerstoffkonzentration nur sehr langsam und erreichte nach 3 Minuten den Wert von 38 %. Sowohl die Ergebnisse der enzymatischen Testung als auch der biomechanischen Testung konnten keinen Vorteil der erhöhten intrastromalen Sauerstoffkonzentration nachweisen. Allerdings lässt sich aufgrund verschiedener Limitationen der Methodik keine abschließende Aussage über die Bedeutung einer höheren Sauerstoffverfügbarkeit für die Effektivität des CXL treffen. Die Studie konnte zeigen, dass durch hyperbare Bedingungen mit zusätzlicher Sauerstoffgabe die intrastromale Sauerstoffkonzentration in porzinen Corneae während CXL deutlich erhöht werden und während der UVA-Bestrahlung eine annähernd konstante Sauerstoffverfügbarkeit gewährleistet werden kann. Ob dadurch die Effektivität des CXL erhöht werden kann, ist durch die hier erhobenen Daten nicht endgültig zu beantworten. Es bedarf weiterer Studien mit angepassten Nachweismethoden, um den Einfluss der erhöhten intrastromalen Sauerstoffkonzentration auf die Effektivität des CXL zu erforschen.Keratoconus is a corneal disease that results in astigmatism and myopia due to progressive thinning and cone-shaped deformation. Corneal crosslinking (CXL) is used to treat keratoconus and is intended to halt progression. Oxygen is a limiting factor in the CXL reaction. Improved oxygen supply could potentially increase the efficacy of CXL, and modified CXL protocols, such as transepithelial CXL, could also show improved efficacy. The present study aims to clarify, whether supplemental oxygen and/or hyperbaric conditions can increase the intrastromal oxygen concentration during CXL and whether this leads to improved CXL efficacy. For this purpose, the oxygen concentration during CXL was measured in porcine corneae (n = 40) using an oxymeter with a needle microsensor at a depth of 230 µm. An accelerated CXL protocol with 0.1 % riboflavin and a UVA intensity of 9 mW/cm2 for 10 minutes was used. Experiments were performed under normobaric and hyperbaric (2.4 bar) conditions with (> 95 %) and without (21 %) supplemental oxygen. For each treatment group, 10 porcine corneae were examined. Subsequently, the efficacy of CXL was tested by resistance to degradation by collagenase A, and compression and tensile testing was performed using a material testing machine to test biomechanical changes. Oxygen concentrations before the start of UVA irradiation were approximately 11 % (± 1.4%) in the normobaric treatment group without supplemental oxygen (CXLnorm), 37 % (± 9.4 %) in normobaric with oxygen (CXLnorm + O2), 13% (± 1.9 %) in the hyperbaric treatment group without supplemental oxygen (CXLhyp), and 43 % (± 4 %) with oxygen (CXLhyp + O2). After the start of UVA irradiation, the oxygen concentration decreased to 1.5 % in the CXLnorm group within a few seconds, to 3 % in the CXLhyp group within 1 minute, and to 21 % in the CXLnorm + O2 group within 3 minutes. In the CXLhyp + O2 group, the oxygen concentration decreased very slowly and reached the value of 38 % after 3 minutes. Both the results of enzymatic testing and biomechanical testing failed to demonstrate any benefit of increased intrastromal oxygen concentration. However, due to various limitations of the method, no conclusive statement can be made regarding the importance of increased oxygen availability on CXL effectiveness. This study was able to demonstrate that hyperbaric conditions with supplemental oxygen can significantly increase the intrastromal oxygen concentration in porcine corneae during CXL and provide approximately constant oxygen availability during UVA irradiation. Whether this may increase the efficacy of CXL cannot be definitively answered by the data collected here. Further studies with adapted detection methods are needed to investigate the influence of the increased intrastromal oxygen concentration on the efficacy of CXL. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät Medizinische Fakultät » Institute » Hyperbare Sauerstofftherapie (HBO) | |||||||
| Dokument erstellt am: | 07.02.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 07.02.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 26.11.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 02.02.2023 |
