ÖZET

Tartışma:

Topikal indosiyanin yeşili uygulaması ile 809-nm diyot laserin korneal doku kaynağı için geçerli bir yöntem olduğu, 908-nm diyot laser, 1070-nm YLF ve 1980-nm Tm: YAP laserin herhangi bir boya kullanılmadan kullanılabilecek potansiyeli olan diğer doku kaynağı uygulamaları olduğu gösterilmiştir. Karşılaştırma sonucunda 1070-nm laser 1980-nm dalga boyuna göre daha üstün bulunmuştur.

Sonuçlar:

Örneklerin doku yapışma sonuçları; 809-nm diyot laser ile 7 korneanin 2’si, 980-nm diyot laser ile 7 korneanin 2’si, 1070-nm YLF laser ile 3 korneanin 2’si ve 1980-nm Tm: YAP laser ile 6 korneanin 4’ü tam kat yapışmıştır. Histolojik inceleme sonucunda en az karbonizasyon olan ve substantia korneada en az değişiklik izlediğimiz 1070-nm ile 10 adet korneanin 5 tanesi tam kat, 1980-nm ile 10 adet korneanin ise 4’ü bölgesel olarak yapışmıştır.

Yöntem:

Daha önceden kalibre edilmiş 3.2 mm genişliğinde bıçak ile koyun gözlerinde tam kat korneal kesiler oluşturulmuştur. 809-nm ve 980-nm diyot laserler, 1070-nm fiber laser ve 1980-nm Tm: YAP laser yeni enüklie edilmiş 40 adet koyun gözünde oluşturulmuş olan korneal kesilere tam kat olarak uygulanmıştır. Minimal fototermal etki ile tam kat doku yapışması için gerekli optimal laser gücü, dalga boyu ve uygulama süresi parametreleri uygulanmıştır ve hematoksilen ve eosin ile histololojik olarak kesi bölgeleri incelenmiştir. Belirlenen en uygun parametreler ile en iyi histolojik sonuçları aldığımız 1070-nm ve 1980-nm laserler ile onar adet korneaya laser uygulanmıştır ve histolojik olarak karşılaştırılmıştır.

Amaç:

Kızıl altı laserlerin katarakt cerrahisi sırasında oluşturulan kornea kesisini yapıştırma özelliklerinin incelenmesi ve karşılaştırılmasıdır.

GİRİŞ

Katarakt ekstraksiyonunda saydam korneal kesiler (SKK) son yıllarda popülarite kazanmışlardır. Konjonktival travmanın daha az olması, dikişe bağlı astigmat gelişiminin daha az olması, daha az kanama ve görme keskinliginin daha hızlı düzelmesi SKK avantajlaridir.1-2 Son bir çalışma katarakt cerrahlarinin %57’sinin SKK tercih ettiğini ve yine bu cerrahların %92’sinin dikiş kullanmadığını göstermiştir.(3) Lertsumitkul ve arkadaşlarının, Nagaki ve arkadaşlarının yaptığı çalışmalarda SKK ile yapılan katarakt cerrahisinde akut endoftalmi riskinde artış olduğu rapor edilmiştir. (4,5) Bu çalışmalar sonucunda yüzey bakterilerinin SKK yoluyla on kamaraya geçip geçmediği sorusu ortaya çıkmıştır ve bu yüzden bu çalışmada birçok dalga boyundaki laser ile SKK’nin laser doku yapıştırması ile kapatılması incelenmiştir ve bu değişik dalga boylarındaki laser sonuçları birbirleriyle karşılaştırılmıştır.

Laserle doku yapistirilmasi tekniği daha çok dermatolojik uygulamalar için kullanımı başlayan ve hızla kullanımı artan yeni bir tekniktir. 6 Laser doku kaynağı ilk olarak 1979’da Nd: YAĞ (1064- nm) laseri kullanılarak sıçan arterleri üzerinde gösterilmiştir. 7 Hayvan modellerinde kornea dokusunun laserle kaynağı konusunda deneysel çalışmalar son zamanlarda yayınlanmaya başlanmıştır.(8-12) Dokulara dikiş konulması, deneyim ve beceri gerektirmektedir ayrıca dikiş materyali dokuda yabancı madde oluşma riski doğurmaktadır. Laserle doku kaynağı korneaya atılan dikiş nedeniyle oluşan subkonjunktival hemoroji ve dikiş materyalinden kaynaklanan enfeksiyon riskini de engellemesi açısından önemlidir.

Laser ile doku kaynağı dokuya temas etmeden laser enerjisinin aktarımı ile dokunun birleştirilmesini sağlar. Absorbe edilen laser enerjisi dokuların moleküler yapısında değişiklikler yaparak komşu dokular arasında birleşmeyi sağlar. Doku kaynağı sırasında kornea dokusundaki su molekülleri laser enerjisini absorbe eder ve kollajen helikslerin ısınmasına yol açar. Kollajen dokunun ısısı 60 C’yi geçince kollajen heliksteki bağlantılar bozulur, daha sonra doku soğuduğu zaman kovalent ve/veya nonkovalent bağlantılar kornea dokusunda yeniden oluşur. Laserle doku kaynağının mekanizması tam olarak açiklanamasa da protein çapraz bağlarının işi ile denaturasyona uğraması ve kornea dokusunun soğuması ile bu protein yapılarının renaturasyonu olduğu düşünülmektedir. (13,14).

Doğrudan Doku Kaynağı, Laserle Yapıştırma, Boya ile Desteklenen Laserle Yapıştırma laserle doku kaynağı yönteminin üç tipidir. Doğrudan kaynak tekniğinde, doku birleşmesini sağlamak için hedef doku laser uygulaması ile ısıtılır. Laserle yapıştırma tipinde, albümin gibi biyo-malzemeler hedef dokuda lehim görevi görerek doku kaynağına katkıda bulunur. Boya ile Desteklenen Laserle Yapıştırma tipinde, kornea dokusuna Indosiyanin Yeşili (İŞY) gibi yakın kizilalti dalga boylarında yüksek absorbsiyon özelliğe sahip boyaların uygulanmasıyla kaynak yapma tekniğidir. çalışmamızda bu üç tıp doku kaynağı yönteminden Doğrudan doku kaynağı yöntemi ve Boya ile Desteklenen Laserle Yapıştırma yöntemleri kullanılmıştır. Laserle doku kaynağı çalışmalarında laserin dalga boyu, eklenen yapıştırıcı veya enerji emici boya maddelerinin yani sıra laser enerjisinin aktarımı da önemli bir rol oynar. Sonuç olarak, laser işini ile stromal kollajen dokusunun fototermal aktivasyonu, kesi kenarlarinin çabuk iyileşmesini ve iyi mekanik dirence sahip doku kaynağı ile sonuçlanmasını sağlamaktadır.

Laserle korneal doku kaynağı araştırmalarda kullanılan yeni bir yöntemdir. çalışmadaki amacımız ise uygulama süresi ve kullanım kolaylığı avantajları olan laserle korneal doku yönteminin sütür gerektiren kesilerde veya SKK’de kesi yeri kapatılması için yeni bir seçenek olabileceğini göstermektir. In vitro olan bu çalışma 800-nm ile 2000-nm arasındaki dalga boyunu kapsayan ilk ve en geniş karşılaştırmalı çalışmadır.

YÖNTEM VE GEREÇ

Elli sekiz koyun gözü laser uygulaması için 2 göz kontrol için olmak üzere toplamda 60 koyun gözü çalışma için in vitro olarak kullanıldı. Laser uygulamaları enükleasyondan sonraki 2 saat içinde gerçekleştirildi. Tam kat 3,2 mm genişliğinde korneal kesiler katarakt cerrahisinde kullanılan hazır bıçaklarla yapıldı. Laser işini korneal kesinin tam ortasına odaklandı. çalışmada 1070-nm diyot laser (YLM-20-9C IPG Laser GmbH) ile kornea yapıştırması, absorbe edici boya olarak kullanı-lan inodsiyanin yeşili (İŞY) ile 809-nm diyot laser (Boğaziçi Üniversitesi, Biofotonik Laboratuvarında üretilmistir15) kornea yapistirilmasi, 1.98-μm Tm:YAP laser (diyot pompalı 1980-nm Tm:YAP laser Boğaziçi Üniversitesi, Biofotonik Lâboratuvarı ve Koç Üniversitesi laser araştırmaları laboratuvarının işbirliği ile geliştirilmiştir) ve 980-nm diyot laser (OPC-D010-980-FCPS, OptoPower, Tuscon, AZ, USA) ile kornea yapistirilmalari incelendi. 809-nm diyot laser uygulaması için bir kromofor olan İŞY seçici fototermal etkiyi elde etmek ve laser işinin absorpsiyonunu lokalize etmek için hedef dokuya eklendi. İŞY %6 ve %12 olmak üzere 2 farklı konsantrasyonda on kamara kanülü ile kesiye uygulandıktan sonra bir kaç dakika içinde serum fizyolojik ile yıkandı.

Öncelikle 40 koyun gözünde 4 dalga boyu için optimal güç, laser süresi ve enerji yoğunluğu araştırıldı. (Tablo 1) On beş korneada yüksek güç veya uzun laser süresine bağlı makroskopik opasifikasyon ve termal hasar oluşturan en yüksek değerler belirlendi ve bu kornealar mikroskop altında incelenmedi. Yirmi beş koyun korneasi mikroskop altında incelendi ve bu dört dalga boyu ile elde edilen en uygun parametreler ışığında ek olarak 20 koyun korneasinda 1070-nm ve 1980-nm dalga boyları karsilastirildi. On adet 1070-nm ve 10 adet 1980-nm dalga boyları olmak üzere laser doku yapıştırması işlemi uygulandı.

i) 1070-nm dalga boyu 1.6mm laser spot büyüklüğü, 1.5W güç ve 5 saniyelik laser süresi parametreleri 10 koyun korneasına uygulandı.

ii) 1980-nm için 0.60mm laser spot büyüklüğü, 0.46W güç ve 2 saniyelik laser süresi parametreleri 10 koyun korneasına olmak üzere uygulandı.

Toplamda 25 kornea 4 dalga boyunda en iyi parametreleri elde etmek için, 20 korneada 1070-nm ile 1980-nm dalga boylarını karşılaştırmak için olmak üzere 43 laser uygulanmış kornea ve 2 kontrol kornea eksize edilip mikroskop altında incelendi (Resim 1). Histolojik inceleme için korneada insizyon yapılan alan disseke edildi ve en az 48 saat olmak üzere %10 nötral formalinde fiske edildi. Fikse edilmiş olan örnekler etanol ile dehidrate edildikten sonra ksilen ile temizlendi. Parafine gömülen örnekler 5 μm kalınlık olacak şekilde kesitlere ayrıldı ve ışık mikroskopisinde histolojik inceleme amacıyla hematoksilen eosin (H&E) ile boyandı. Yara iyileşme prosesinde granülasyon dokusu oluşurken makrofajlardan salınan kemotaktik faktörler yoluyla ve yara iyilesmesinde önemli rol alan beta integrini sayesinde eozinofiller yara iyileşme bölgesine yoğun olarak göç ederler. 14 Bu nedenle histolojik olarak, daha az karbonizasyon olması, substantia korneada değişiklik olmamasının yanında periferik dokularda eozinofil infiltrasyonu görülmesi de iyi sonuç işaretleri olarak alınmıştır. Laserin yarattığı hasarın göstergeleri büyük deliklerin görülmesi ve insizyon bölgesinde siyah karbonizasyon görülmesidir. Histolojik olarak iyi ve kötü sonuç kriterleri boya kullanımı ile veya değişik laser dalga boylarının kullanımı ile değişmeyen kriterlerdir.

SONUÇLAR

809-nm diyot laser sonuçlarına göre uygulama sonucunda 7 korneanin 2’sinde başarılı tam kat doku yapışması izlendi.(Resim 2) Kesi yerinin çevresinde eozinofillerde azalma ve epitelde hafif defekt izlendi. Enerji yoğunluğu olarak % 6 İŞY kullanılan korneada 16 J/cm2 ve %12 İŞY kullanilanda 8.55 J/cm2 enerji uygulandı.

980-nm diyot laser sonuçlarına göre 7 korneanin 2’sinde eozinofillerde azalma ve karbonizasyonla beraber 2 watt (1290.32 J/cm2) ve 3 watt (483.87 J/cm2) güç 1070-nm YLF laser sonuçlarına baktığımızda 1.5 watt güç ile incelenen 3 korneanin 2’sinde tam kat korneal doku yapışması izlendi.(Resim 4) Bu dalga boyunun 1.5 watt güçte 15 saniye üzerinde kullanımı fotokoagulasyon ve korneada opasifikasyona yol açtı.

1070-nm YLF laser sonuçlarına bakttığımızda 1.5 watt güç ile incelenen 3 korneanın 2’sinde tam kat korneal doku yapışması izlendi.(Resim 4) Bu dalga boyunun 1.5 watt güçte 15 saniye üzerinde kullanımı fotokoagulasyon ve korneada opasifikasyona yol açtı.

1980-nm Tm: YAP laser çok düşük seviyede güç parametreleri ile (380 mW ve 460 mW) ve düşük enerji yoğunlukları ile korneada doku yapışmasını sağladı. Altı korneanin 4 tanesini çok az karbonizasyon ve bazılarında hiç karbonizasyon olmaksızın tam kat olarak yapıştırdı.(Resim 5)

Dört dalga boyundan elde edilen sonuçlar ışığında 10 adet 1070-nm ve 10 adet 1980-nm olmak üzere 20 koyun gözüne karşılaştırma amaçlı uygulanan laser sonuçları:

i) 1070-nm YLF laser; 1.6mm laser spot büyüklüğü, 1.5W güç ve 5 saniyelik laser süresi parametreleri ile 10 korneanin 5’i tam kat korneal doku yapışmasını sağladı, 2 SKK aralığı daralma gösterdi ve 3 korneada ise hiç doku kaynağı etkisi görülmedi. Tam kat doku yapışması izlenen kornealarin mikroskopik incelemesinde küçük delikler ve düşük seviyede karbonizasyon görüldü. Hiç doku kaynağı etkisi görülmeyen kornealarda bile kollajen fiberleri paralel değildi. Eozinofil sayısında azalma bütün kornea örneklerinde gözlendi.

ii) 1980-nm Tm: YAP laser 0.60mm laser spot büyüklüğü, 0.46W güç ve 2 saniyelik laser süresi parametreleri ile laser uygulanan 10 koyun korneasının 4’ü bölgesel olarak yapıştı, 4 SKK aralığı daraldı ve 2 korneada hiç doku kaynağı etkisi görülmedi. 1070-nm sonuçlarına benzer şekilde ışık mikroskobu altında tam kat yapışmış SKK’lerin histolojik incelemesinde küçük delikler ve karbonizasyon izlendi. Kollajen fiberler tüm 10 örnekte de paralel değildi. Tam kat yapışmış ve SKK aralığı daralmış kornealarda eozinofil sayısı azalmış olarak tespit edildi fakat hiç yapışma izlenmeyen kornea dokusunda eozinofil sayısı etkilenmedi. 1070-nm ve 1980-nm laser doku kaynağının toplu sonuçları Tablo 3 de özetlendi.

TARTISMA

Katarakt ameliyatı sırasında göz içi ve göz dışı sıvıların mikroorganizmalarla oldukça sık kontamine olduğu gösterilmiştir. 11 Operasyon sırasında on kamaradan aspire edilen sıvıda %29, konjonktiva üzerinden alınan sıvıda ise %89 oranında bakteri üretilmesi mümkün olmuştur. (16)

McDonnell ve arkadaşlarının çalışmasında ex vivo olarak insan ve tavşan gözlerinde deneysel olarak katarakt cerrahisinden sonra ilk saatlerinde korneal kesilerin stabilitesini gözlemlemislerdir.(17) In situ OCT sonuçları hem insan hem de tavşan gözünde oluşturulan SKK’in oluşturulduktan hemen sonra stabil bir morfolojiye sahip olmadığını göstermiştir. Postoperatif göz içi basıncının değişken olduğu bilinmektedir, gözün kırpılması ile bile sıklıkla 5 mmHg’nin altına düşebildiği ve geniş dalgalanmalar gösterdiği telemetrik göz içi basınç monitörleri ile çalışmalarda gösterilmiştir. (18-20) Postoperatif yüzey sıvısının SKK’den on kamaraya sızma ihtimali artmış endoftalmi riski ile birçok çalışmada ilişkilendirilmiştir. (4.5.21-23) Ahlberg ve Sarayba ortalama ındia mürekkebinin kitle çapının 10 mikron olduğunu ve bu boyanın on kamarada tespit edildiğinde aynı çaptaki bakterilerinde yine korneal insizyondan on kamaraya geçebilme olasılığının olduğunu rapor etmişlerdir. (24,25) Bu çalışma doku kaynağı yönteminin hastaların gözünü kırpması veya göze elle basınç uygulaması gibi durumlarda oluşan ve mikroorganizmaların göz içi basincindaki büyük değişimler sonucunda on kamaraya çekilmesine yol açan vakum etkisi üzerinde rol oynayabileceğini ortaya koymuş olduk.

Oftalmoloji ile ilişkili laser doku kaynağı ile hayvan modellerinde deneysel çalışmalar 1992’den itibaren birçok yazar tarafından rapor edilmiştir. (26-37)

Keates ve arkadaşları 10.6Mm dalga boylu karbon dioksit laseri insan sklera dokusunu, insan kornea dokusunu ve albino tavşanlarının kornea dokusunu laserle doku kaynağı için kullanmışlar fakat hiçbir doku kaynaşması rapor edememişlerdir. (26) Burstein ve arkadaslariysa porçin kadavra gözünde 2560-nm dalga boyunda kimyasal laser olan hidrojen sorid laser ile 30mW güç parametresi ile korneada doku kaynağını gerçeklestirmislerdir. Barak ve arkadaslarida işi kontrollü pulse karbondioksit laseri in vitro koyun gözünde kornea ve korneaskleral kesilerde ve in vivo tavşan gözlerinde kullanmıştır. (28,29) Trabucchi ve arkadaşları 1950-nm dalga boyunda laser ile direk doku kaynağı ile İŞY ile desteklenmiş 810-nm dalga boylarını doku kaynaşması açısından karsilastirmistir. çalışmanın sonuçlarına göre; İŞY ile desteklenmiş laser doku kaynağı grubunda 810-nm dalga boyu ile laser uygulanan kornealarin %70’inde tam kat doku kaynağı izlenirken, 1950-nm dalga boyu ile direk laser uygulanmış grupta, laser uygulanan kornealarin %50’sinde tam kat doku kaynağı izlenmiş. (30) Savage ve arkadaşlarının çalışması sonucunda 1455-nm yakın kızıl ötesi laser doku kaynağı ile herhangi bir boya ya da biyo-molekül kullanılmasına gerek kalmadan güçlü, tam kat doku kaynağı olduğu gözlenmiştir. (31) Pini ve arkadaşları 805-nm dalga boyunda düşük güçlü diyot laseri ISY’i korneal insizyon bölgesine uygulayarak ilk defa in vivo insan korneasına laserle kaynak yapmışlardır. (32) Menabuoni ve arkadaşları yine İŞY ile destekleyerek 810-nm laseri insanlarda katarakt operasyonunda kullanarak laser yardımlı korneal doku kaynağı yönteminin hızlı ve güvenilir bir yöntem olduğunu ve özellikle genişletilmiş kesilerde korneal sütüre iyi bir alternatif olabileceg ini savunmuşlardır. (33)

Bizim sonuçlarimiza göre; 980-nm dalga boyunun sonuçları da 2W güç ve 20 saniye laser parametreleri için tatmin edici olmasına rağmen mikroskopik görüntüde komşu kornea dokusunda karbonizasyon izlenmiştir. Karbonizasyon oluşmadan laser doku yapışması sağlayacak minimum dozu bulmak bu dalga boyu için önemli, 10 saniyelik laser uygulaması ile 980-nm dalga boyunda kornea yapismamistir, bu yüzden 10 saniye ile 20 saniye arası ilerdeki çalışmalarda denenmelidir.

809-nm dalga boyunun sonuçlarına bakınca; sonuçlar kullanılan ISY’nin konsantrasyonuna bağlı olarak değişmektedir. 809-nm %6 İŞY ile kombine edildiğinde, 200mW güç ve 30 saniye parametreleri ile %12 İŞY ile kombine edilmiş 200mW ve 3 saniye parametrelerinin kullanıldığı laser sonuçları aynı şekilde tam kat doku kaynaşması ile sonuçlanmıştır. Aralarındaki fark %6 İŞY ile fiber ucu korneaya 2mm uzaklıkta tutulurken %12 İŞY ile fiber ucu 3mm uzaklıkta tutulmuştur. Laserle doku yapistirilmasi sırasında kullanılan İŞY uygulaması ve bunun korneaya toksisitesi ile ilgili bir çalışma olmamakla birlikte Chang ve arkadaşları katarakt cerrahisinde kapsül boyanması sırasında kullanılan İŞY boyasının kornea endoteline sitotoksisitesini arastirmislardir. 38 ISY’inin %0.25 kornea endotel hücrelerine ciddi bir toksisite göstermemiştir. Korneanin endotelinin %0.50 İŞY konsantrasyonuna maruz kalması ve 10 dakikadan daha fazla süre %0.25 ISY’ne maruz kalması sonucunda ciddi endotel sitotoksisitesi izlenmiştir. Elektron mikroskopunda %0.50 ISY’ne maruz kalmış kornea endotel hücrelerinde belirgin organel şişmesi ve hasarlanmasi, granüller ve hücre lizisi izlenmiştir. Bu bilgiler ışığında 809-nm dalga boyu yerine 980-nm, 1070-nm veya 1980-nm laser dalga boylarının kullanımı İŞY toksisitesi riskinden dolayı ve herhangi bir boya kullanımını gerektirmediği için daha güvenilir seçeneklerdir.

1980-nm ve 1070-nm dalga boylarındaki laserler diğer dalga boylarındaki laserler ile karşılaştırıldığında histolojik incelemelerde daha az karbonizasyon ve SKK’nin etrafındaki kollajen dokularının paralelligini kaybetmemesi açısından diğer dalga boylarına göre daha iyi sonuçlar vermiştir. Bu nedenle karşılaştırma yapmak amacıyla bu iki dalga boyu seçilmiştir.

Sonuçlarımız ışığında 1070-nm ve 1980-nm dalga boylarının sonuçları kornea doku yapıştırması için yüksek potansiyel gösteren laser dalga boylaridir. Bu iki dalga boyunu birbiri ile karsilastirdigimiz zaman ise 1070- nm laser sonuçları 1980-nm sonuçlarına göre üstün bulunmuştur.Bu çalışma sonucunda elde edilmiş parametreler ile histolojik açıdan iyi sonuç saptanan laser dalga boyları ile daha çok sayıda kornea üzerinde yapılacak olan çalışmaların yararlı olacağını düşünmekteyiz.