In einem kürzlich in der Zeitschrift Ocular Surgery News erschienenen Artikel mit dem Experten erkunden CAIRS anhand von Meilensteinen, die seine Entwicklung geprägt haben, Prof. Dr. Dr. Farhad Hafezi MD, PhD, FARVO, und Dr. Dr. Emilio Torres-Netto, MD, PhD, FWCRS gemeinsam mit Dr. Soosan Jacob MS, FRCS, DNB und Prof. Damien Gatinel, MD, PhD, erläuterte den klinischen und wissenschaftlichen Werdegang von Corneal Allogenic Intrastromal Ring Segments (CAIRS) - einer biologischen Alternative zu synthetischen Ringsegmenten zur Behandlung von Keratokonus die von Dr. Jacob erfunden wurde.
Chirurgische Innovation und klinische Umsetzung: Jacob über die Ursprünge und die Anpassungsfähigkeit von CAIRS
Dr. Jacob, die die CAIRS-Technik erstmals 2018 beschrieb, war massgeblich daran beteiligt, das Konzept von der Theorie in die klinische Praxis zu bringen. In dem Artikel beschrieb sie CAIRS als „sehr vielseitig“ und betonte dessen Anpassungsfähigkeit an eine breite Palette von Keratokonus-Schweregraden sowie dessen Relevanz in Situationen, in denen synthetische Implantate kontraindiziert oder nicht verfügbar sind. Jacob betonte, dass CAIRS eine biologische Lösung für ein biomechanisches Problem bietet, insbesondere bei Patienten mit dünnen oder unregelmässigen Hornhäuten, die starre synthetische Implantate nicht vertragen würden.
Sie hob auch die Zugänglichkeit von CAIRS in ressourcenbeschränkten Umgebungen hervor und wies darauf hin, dass allogenes Spendergewebe oft vor Ort beschafft und ohne die mit synthetischen ICRS verbundenen Herstellungsbeschränkungen verarbeitet werden kann. „Wir sehen den Nutzen nicht nur in komplexen tertiären Zentren“, bemerkte sie, “sondern auch in Regionen, in denen Keratokonus weit verbreitet ist und die Möglichkeiten begrenzt sind.“
Wichtig ist, dass Jacob den chirurgischen Arbeitsablauf der Technik weiter verfeinert hat, einschliesslich der Verwendung von Femtosekundenlaser-Kanälen für die Tiefenkontrolle sowie Strategien zur individuellen Anpassung der Ringbogenlängen und -positionen auf der Grundlage der individuellen Hornhauttopographie. Diese Flexibilität, so Jacob, ist entscheidend für eine individuelle Behandlung bei einer Erkrankung, bei der es grosse anatomische Unterschiede gibt.
Ihre Arbeit legte den Grundstein für nachfolgende Innovationen wie ECO-CAIRS und Femto-CAIRS, die die Reproduzierbarkeit und biomechanische Vorhersagbarkeit weiter verbessern. Gemeinsam mit Mitarbeitern wie Hafezi und Torres-Netto hat Jacob dazu beigetragen, CAIRS als skalierbaren, individuell anpassbaren und physiologisch fundierten Ansatz für die Keratokonusbehandlung zu etablieren, der die therapeutische Lücke zwischen konventioneller CXL und Hornhauttransplantation schliessen kann.
Das biomechanische Argument: Hafezis Sichtweise
Prof. Hafezi ordnete CAIRS in ein grösseres biomechanisches Logikmodell ein, auf dem ein Grossteil seiner Forschung zum Keratokonus beruht. „Die synthetischen Ringe können in vielen Fällen sehr gut funktionieren“, räumte er ein, aber bei einer fragilen, 350 μm grossen Hornhaut, die biomechanisch schwach ist, ist die Steifigkeit von PMMA möglicherweise nicht kompatibel‘. Diese Bemerkung bringt eine zentrale Sorge bei ektatischen Erkrankungen auf den Punkt: dass ein starres Implantat in einer geschädigten Hornhaut die mechanische Belastung eher verschlimmern als abmildern kann.
Hafezi betonte, dass allogene Ringsegmente, die aus menschlichem Hornhautkollagen bestehen, eine biomechanisch und optisch kohärentere Lösung darstellen. Im Gegensatz zu synthetischen Implantaten integrieren sich CAIRS in das Wirtsstroma mit geringeren Unterschieden in Elastizität, Formgedächtnis und Brechungsindex. Diese physiologische Anpassung kann Komplikationen wie Segmentmigration, Schmelzen oder Extrusion verringern, insbesondere bei stark verdünnten oder unregelmäßigen Hornhäuten.
Entscheidend ist, dass er auch die chirurgische Kontrolle anspricht. Wenn die allogenen Segmente mit Ultra-High-Fluence-Cross-Linking (ECO-CAIRS) vorbehandelt werden, werden sie steifer und sind während der Operation besser handhabbar. „Man kann die Ringe vor der Implantation formen“, erläuterte er, “und sobald sie in der Hornhaut sind, behalten sie diese Form. Das gibt dem Chirurgen Vorhersagbarkeit und mechanische Stabilität, zwei Dinge, die wir bei synthetischen Ringen nicht immer hatten.“
Hafezi ordnete CAIRS auch in einen rehabilitativen und nicht nur in einen stabilisierenden Rahmen ein. Am ELZA-Institut werden CAIRS nicht nur eingesetzt, um die Ektasie zu stoppen, sondern auch, um eine gleichmässigere Hornhautgeometrie als Vorbereitung für sekundäre Eingriffe wie die Implantation torischer IOL wiederherzustellen. Auf diese Weise wird CAIRS zu einer strukturellen Plattform innerhalb eines mehrstufigen therapeutischen Weges, der eine refraktive Rehabilitation selbst bei Hornhäuten ermöglicht, die zuvor eine Transplantation erfordert hätten.
Seine Sichtweise steht im Einklang mit einem breiteren Wandel in der Keratokonusbehandlung - von reaktiven zu proaktiven Massnahmen, von einmaligen Eingriffen zu stufenweisen Strategien, bei denen CAIRS und ergänzende Technologien wie PACE und hochauflösende Elastographie in personalisierte Behandlungspläne integriert werden.
Chirurgische Verfeinerung: Torres-Netto über die Technik
Dr. Emilio Torres-Netto, eine Schlüsselfigur bei der klinischen Entwicklung von CAIRS am ELZA-Institut, betonte die Bedeutung von Standardisierung und Reproduzierbarkeit, um eine breitere klinische Anwendung zu erleichtern. „Es handelt sich nicht um ein Verfahren, bei dem man sich durchfühlen muss“, erklärte er. „Wir haben jetzt präzise Nomogramme, definierte Zentrierpunkte und reproduzierbare Tiefeneinstellungen mit Femtosekundenlasern. Seine Ausführungen verdeutlichten, wie sich die Technik von frühen konzeptionellen Phasen zu einem strukturierten, protokollbasierten Eingriff entwickelt hat.
Er erörterte auch den Wert der Kombination von CAIRS mit High-Fluence-Cross-Linking (ECO-CAIRS) vor der Implantation. Durch die Vorversteifung der Ringsegmente, so stellte er fest, lassen sich diese „leichter einführen und genau positionieren“, was die Operationszeit verkürzt und die intraoperative Kontrolle verbessert. Diese Vorbehandlung minimiert auch das Risiko einer Segmentverformung oder einer unerwarteten biomechanischen Reaktion nach der Implantation.
Dr. Torres-Netto hob die Kriterien für die Patientenauswahl hervor und betonte, dass CAIRS keine Universallösung ist, sondern eine gezielte Option für Patienten mit fortgeschrittenem, nicht vernarbendem Keratokonus, insbesondere wenn synthetische ICRS oder Standard-CXL unzureichend oder ungeeignet wären. In diesen Fällen bietet CAIRS mechanische Unterstützung ohne Gewebeentfernung, wodurch die Stroma-Architektur erhalten bleibt und eine weitere refraktive Rehabilitation ermöglicht wird.
Im Rahmen der breit angelegten chirurgischen Strategie bei ELZA wird CAIRS häufig in Kombination mit einer topografiegeführten, individuell angepassten Epithel-CXL (PACE) eingesetzt, oder es folgt eine torische IOL-Implantation zur visuellen Rehabilitation. „Es ist keine eigenständige Technik, sondern Teil eines abgestuften, multimodalen Ansatzes zur Wiederherstellung von Struktur und Sehkraft“, erklärte Torres-Netto.
Biomechanischer Zusammenhang: Gatinels Meinung
Prof. Damien Gatinel lieferte eine wichtige biomechanische Sichtweise, durch die man die Gründe für CAIRS verstehen kann. Er betonte, dass die mechanische Fehlanpassung zwischen starren synthetischen Ringen und biomechanisch geschwächten Hornhäuten genau die Stabilität untergraben kann, die mit der Ringimplantation erreicht werden soll. „Ein steifer Ring in einer schwachen Hornhaut ist wie ein Metallstab in Gelee“, erklärte er und unterstrich, wie Implantate auf PMMA-Basis die Kraftverteilung in stark ektatischen Hornhäuten verzerren können. Gatinels Erkenntnisse bekräftigen die Idee, dass die biomechanische Kompatibilität - und nicht nur die Form oder die Platzierung - für den langfristigen Erfolg entscheidend ist. Indem sie den viskoelastischen Eigenschaften des nativen Hornhautgewebes besser entsprechen, können allogene Ringsegmente ein physiologischeres Mittel zur Umformung und Unterstützung der Hornhaut bei fortgeschrittenem Keratokonus darstellen.
Die Experten sind sich einig, dass CAIRS einen bedeutenden Fortschritt in der Keratokonus-Chirurgie darstellt, insbesondere da neue Instrumente und Protokolle die Technik reproduzierbarer und weltweit zugänglich machen.
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