Auswirkungen von Wasserstoff bei der Prävention von Hornhautendothelschäden während der Phakoemulsifikation: Eine prospektive randomisierte klinische Studie

Uneingeschränkter ZugangVeröffentlicht: 08. Mai 2019

 

Zweck

Es wurde berichtet, dass Wasserstoff (H 2 ) freie Radikale abfängt, insbesondere das Hydroxylradikal (·OH). Ultraschallschwingungen in einer wässrigen Lösung erzeugen ·OH. Unsere kürzlich durchgeführte Studie hat gezeigt, dass H 2 , gelöst in einer Spüllösung, eine Schädigung des Hornhautendothels während der Phakoemulsifikation in einem Tiermodell verhinderte. Wir untersuchten die Wirkungen von H 2 während der klinischen Phakoemulsifikation.

 

Entwurf

Eine monozentrische, prospektive, randomisierte, doppelblinde klinische Studie.

 

Methoden

Zweiunddreißig Patienten mit Katarakten ähnlicher Kernhärte in beiden Augen (Alter: 75,4 ± 7,68 Jahre; 17 Männer, 15 Frauen) wurden rekrutiert. Die Phakoemulsifikation wurde unter Verwendung einer Lösung von gelöstem H 2 in einem Auge und einer herkömmlichen Lösung im kontralateralen Auge durchgeführt. Die Endothelzelldichte (ECD) in der Mitte der Hornhaut wurde präoperativ und 1 Tag, 1 Woche und 3 Wochen postoperativ unter Verwendung von berührungsloser Spiegelmikroskopie gemessen.

 

Ergebnisse

Reduktionsraten der ECD (Mittelwert ± Standardabweichung) betrugen 16,0 % ± 15,7 % nach 1 Tag, 15,4 % ± 16,1 % nach 1 Woche und 18,4 % ± 14,9 % nach 3 Wochen in der Kontrollgruppe, verglichen mit 6,5 % ± 8,7 % nach 1 Tag ( p  = 0,003), 9,3 % ± 11,0 % nach 1 Woche ( p  = 0,039) und 8,5 % ± 10,5 % nach 3 Wochen ( p  = 0,004) in den H 2 -Gruppen. Diese Raten waren in der H 2 -Gruppe zu allen Zeitpunkten signifikant kleiner .

Schlussfolgerungen

In Spüllösung gelöstes H 2 verringerte die Schädigung des Hornhautendothels während der Phakoemulsifikation. Dies deutet darauf hin, dass ein beträchtlicher Teil der Hornhaut-Endothelschädigung während der Phakoemulsifikation durch oxidativen Stress verursacht wird und dass H 2 bei der klinischen Phakoemulsifikation nützlich ist.

 

 

Heutzutage werden die meisten Kataraktoperationen durch Phakoemulsifikation durchgeführt, bei der hochintensive Ultraschallenergie verwendet wird, um die Linse zu fragmentieren und zu emulgieren. Obwohl die Sicherheit und Wirksamkeit der Phakoemulsifikation deutlich verbessert wurden, bleibt eine Schädigung des Hornhautendothels eine der häufigsten Komplikationen. Eine nationale Umfrage zur bullösen Keratopathie (BK) in Japan identifizierte die Kataraktoperation als die häufigste Ursache für eine perforierende Keratoplastik.

1

Darüber hinaus haben neuere Studien in Großbritannien und den Vereinigten Staaten von Amerika gezeigt, dass unter den Indikationen für die endotheliale Keratoplastik die Kataraktoperation nach der Fuchs-Endotheldystrophie an zweiter Stelle steht.2 

3

Trotzdem gibt es nicht viele irreversible BK-Fälle, die eine Hornhauttransplantation erfordern. Ein vorübergehendes Hornhautödem aufgrund einer kornealen endothelialen Dysfunktion nach einer Phakoemulsifikation ist jedoch keineswegs selten und kann bei vielen Postphakoemulsifikationspatienten eine vorübergehende Sehstörung verursachen.

Zu den intraoperativen Faktoren, von denen bekannt ist, dass sie eine Schädigung des Hornhautendothels verursachen, gehören eine übermäßige Menge an Ultraschallenergie,4 5ein lokaler Temperaturanstieg,6 7 8

Luftblasen,9 10oder Kollision von Linsenkernfragmenten mit dem Hornhautendothel.

11

Ein weiterer schädlicher Faktor, der das Hornhautendothel während der Phakoemulsifikation schädigen kann, ist oxidativer Stress, der auf die Bildung freier Radikale zurückzuführen ist. Hochintensive Ultraschallschwingungen in einer wässrigen Lösung erzeugen freie Radikale durch das Phänomen der Sonolyse (H 2 O→·OH +·H).

5

Das induzierte Hydroxylradikal (·OH) ist bekanntermaßen das reaktivste der verschiedenen reaktiven Sauerstoffspezies und ist mit vielen pathologischen Zuständen verbunden. Cameronet al. berichteten, dass das Phacoemulsifikationsverfahren ·OH in einem Modell mit geschlossenem Kreislauf durch Verwendung des Elektronenspinresonanzverfahrens erzeugen kann.

12

Wir demonstrierten die ·OH-Produktion in der Vorderkammer eines Modellauges unter klinischen Bedingungen der Phakoemulsifikation durch Elektronenspinresonanz.

13

Darüber hinaus haben wir bei der Verwendung des oxidativen Stressmarkers 8-Hydroxy-2-desoxyguanosin (8-OHdG) nachgewiesen, dass freie Radikale, die mit der Phakoemulsifikation assoziiert sind, tatsächlich oxidative Schäden am Hornhautendothel in Tieraugen verursachen.

14

Eines der Standardverfahren für diese Operation ist die Injektion eines ophthalmischen viskochirurgischen Geräts (OVD) in die Vorderkammer vor der Phakoemulsifikation. Der Hauptbestandteil eines OVD ist Natriumhyaluronat (HA), ein bekannter Radikalfänger. Wir haben die Abfangwirkungen von OVDs gegen ·OH durch Elektronenspinresonanz in einer früheren Augenmodellstudie demonstriert.

13

Die Wirkung des Materials hängt jedoch von seiner Retention in der Vorderkammer während der Phakoemulsifikation ab.

13

 

fünfzehn

Da von Wasserstoff (H 2 ) berichtet wurde, dass es ·OH in vitro selektiv abfängt und in vivo eine therapeutische antioxidative Aktivität ausübt,

16

Wir haben eine neue Methode vorgeschlagen, bei der H 2 verwendet wird , um einen konstanten Schutz vor oxidativen Angriffen während der Operation zu bieten. Unsere jüngste Studie untersuchte die Verwendung von in Spüllösung gelöstem H 2 während der Phakoemulsifikation und zeigte seine deutlichen Wirkungen beim Schutz des Hornhautendothels vor oxidativem Stress in einem Tiermodell.

17

Die vorliegende Studie stellte eine Pilotstudie dar, um die Wirkungen von in der Spüllösung gelöstem H 2 bei Verwendung während der klinischen Phakoemulsifikation zu bestätigen.

Methoden

Studiendesign und Patienten

Dies war eine monozentrische, prospektive, randomisierte, doppelblinde klinische Studie, die den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki folgte und vom Institutional Review Board des Nippon Medical School Hospital (Genehmigungsnummer 227023) genehmigt wurde. Diese Studie wurde im Register klinischer Studien des Medical Information Network des japanischen Universitätskrankenhauses registriert (Identifikationsnummer der klinischen Studie: UMIN000019888; Titelname: Wirkung von H 2 -Gas für die Phakoemulsifikation der Kataraktoperation, Zugriff am 21. November 2015). Das schriftliche Einverständnis zur Teilnahme wurde von allen Teilnehmern vor der Anmeldung eingeholt.

Die Studie wurde von April 2016 bis September 2017 am Nippon Medical School Hospital in Tokio durchgeführt. Da es sich bei der Studie um eine Pilotstudie handelte, wurde die angestrebte Stichprobengröße jeder Gruppe auf etwa 30 festgelegt, basierend auf ähnlichen Studien, die in der Vergangenheit durchgeführt wurden.18 19

In diesen früheren Studien zeigten die Ergebnisse für die 10 bis 20 Patienten, die während der Phakoemulsifikation zufällig einem anderen OVD zugeteilt wurden, einen signifikanten Unterschied in der Hornhautendothelfunktion zwischen den Gruppen. Die in die Studie aufgenommenen Patienten erfüllten die folgenden Einschlusskriterien: Notwendigkeit einer Kataraktoperation an beiden Augen und Linsenkernhärte, bewertet als Nuklearfarbe (NC) Grad 3 oder höher gemäß der Klassifizierung des Lens Opacities Classification System III (LOC III). Zu den Ausschlusskriterien gehörten eine niedrige Hornhautendothelzellzahl (<1800 Zellen/ mm2), vorbestehende Hornhautpathologie, unkontrolliertes Glaukom, intraokulare Entzündung und frühere Augenoperationen oder Traumata. Zunächst wurden 40 Patienten auf Eignung geprüft. Davon wurden 8 Patienten ausgeschlossen, weil sie mindestens eines der Ausschlusskriterien erfüllten (n=4) oder die Teilnahme an der Studie ablehnten (n=4). Infolgedessen wurden 32 Patienten (17 Männer, 15 Frauen) in die Studie aufgenommen. Das mittlere Patientenalter betrug 75,5 Jahre (Standardabweichung [SD]: 7,78 Jahre; Bereich: 54–88 Jahre).

Die Phakoemulsifikation wurde in beiden Augen (64 Augen) jedes Teilnehmers durchgeführt. Während des Eingriffs wurde in einem Auge eine Spüllösung mit gelöstem H 2 und im anderen Auge eine herkömmliche Spüllösung verwendet. Alle Operationen wurden vom selben Arzt (TI) durchgeführt, wobei die Operation am zweiten Auge nach einem 1- bis 2-wöchigen Intervall durchgeführt wurde. Die Reihenfolge, welches Auge zuerst operiert wurde, wurde auf Wunsch des Patienten festgelegt, wobei die Zuordnung der Spüllösung zum Auge durch ein Mitglied der Studie randomisiert wurde. In Excel wurde eine Zufallszahl (0–1,0) generiert, wobei der Kontrolllösung 0,5 oder mehr zugeordnet wurde, während H 2 Zahlen unter 0,5 zugeordnet wurdengelöste Spüllösung. Die alternative Lösung wurde dann am anderen Auge verwendet. Die Spüllösung wurde wie im folgenden Abschnitt beschrieben von einem anderen Studienteilnehmer hergestellt. Die Zuordnung der Lösungen wurde bis zum Ende der Studie sowohl dem Chirurgen als auch den Patienten maskiert.

 

Zubereitung einer Spüllösung mit gelöstem H 2

Spüllösung, die gelöstes H 2 enthielt, wurde in Übereinstimmung mit unserer vorherigen Studie hergestellt.

17

Kurz gesagt, die in dieser Studie verwendete Augenspüllösung stammte aus dem Ope Guard Neo-Kit (Senju Pharmaceutical, Osaka, Japan), einem Produkt in einem weichen Plastikbeutel, das eine der beliebtesten Spüllösungen ist, die derzeit in Japan verwendet werden. Um H 2 in der Lösung aufzulösen, wurde der Beutel 24 Stunden lang in eine Vakuumkammer aus Acryl (SNS-Typ, Sanplatec Corporation, Osaka, Japan) gegeben, während der die Luft durch 100 % H 2 -Gas ersetzt wurde ( 1 ). Nach der Behandlung wurde die Konzentration von gelöstem H 2 in der Lösung bestätigt und es wurde gezeigt, dass sie ein Niveau von 61,9 % erreicht hatte. Nach 30-minütiger kontinuierlicher Spülung (10 ml/min) war die H 2 -Konzentration mit 53,7 % immer noch hoch.

17

Alle Operationen wurden innerhalb von 5 Minuten nach Entnahme der Lösung aus der Schachtel begonnen. Die Konzentration von gelöstem H 2 in der normalen Spüllösung war nicht nachweisbar und wurde gemäß dem Gesetz von Henry auf etwa 0,00005 % geschätzt.

Abbildung 1 Ein Beutel mit Spüllösung in einer Vakuumkammer aus Acryl. Um H 2 in der Lösung aufzulösen, wurde ein weicher Plastikbeutel mit Augenspüllösung für 24 Stunden in eine Vakuumkammer aus Acryl gestellt, während dieser Zeit wurde die Luft durch 100 % H 2 -Gas ersetzt.

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Präoperative Bewertungen und Phakoemulsifikationsbedingungen

Der Grad der Linsenkernhärte wurde nach der LOC III-Klassifikation beurteilt, während die Vorderkammertiefe (ACD) vor der Operation mit dem IOLMaster 700 (Carl Zeiss, Oberkochen, Deutschland) gemessen wurde. In allen Fällen wurden die Phakoemulsifikationsbedingungen einschließlich der gesamten Operationszeit, der durchschnittlichen Ultraschallleistung (AVE), der tatsächlichen Phakoemulsifikationszeit (APT) und der effektiven Phakoemulsifikationszeit (EPT) aufgezeichnet. EPT ist ein aus Leistung und Zeit (AVE und APT) berechneter Parameter und gibt die während der Phakoemulsifikation erzeugte Ultraschall-Gesamtleistung an. Alle Parameter wurden automatisch durch das Stellaris-Gerät (Bausch & Lomb, Rochester, NY, USA) berechnet. Zusätzlich wurde am Ende der Operation das jeweils verbrauchte Volumen der Spüllösung protokolliert.

 

 

 

Chirurgische Techniken

Die Phakoemulsifikation wurde durch standardisierte Techniken unter Verwendung von Stellaris durchgeführt. Nach den OVDs wurden Viscoat (Alcon Japan, Tokio, Japan), das 3,0 % Natriumhyaluronat (HA) und 4,0 % Chondroitinsulfat enthält, und Opegan High (Santen Pharmaceutical, Osaka, Japan), das 1,0 % HA enthält, injiziert den seitlichen Port in die Vorderkammer in Softshell-Technik.

20

Eine kontinuierliche krummlinige Kapsulorrhexis und Hydrodissektion wurden von der oberen 2,4-mm-Inzision durchgeführt. Der Linsenkern wurde durch die Teile-und-Herrsche-Phakoemulsifikationstechnik entfernt

21

unter Verwendung der folgenden Einstellungen: Ultraschallleistung im konventionellen Longitudinalmodus, 35 %; Vakuum, 50–200 mmHg; und Spülflaschenhöhe 75 cm. Nach Aufblasen des Kapselsacks mit Opegan High wurde eine faltbare Intraokularlinse (iSert Micro 255; Hoya Surgical Optics, Tokyo, Japan) implantiert. Nach vollständiger Entfernung der OVDs wurde der Einschnitt durch Stromahydratation gesichert. Postoperativ wurde den Patienten topisch Levofloxacin 1,5 % und Dexamethason 0,1 % viermal täglich, Bromfenac 0,1 % zweimal täglich und Tropicamidphenylephrin einmal täglich für insgesamt 4 Wochen verschrieben.

 

Zielparameter

Primäres Ergebnis

Das primäre Ergebnis war die Veränderung der Hornhautendotheldichte (ECD) durch die Operation, die durch berührungslose Spiegelmikroskopie (Noncon Robo; Konan, Hyogo, Japan) im Zentrum der Hornhaut beurteilt wurde. ECD wurde mit der Center-Methode gemessen, bei der die Mitte der fotografierten Hornhautendothelzellen (mindestens 50 Zellen) manuell angeklickt wird, da die automatische Messung möglicherweise ungenau sein könnte, insbesondere unmittelbar nach der Operation. Die Messung wurde vor und 1 Tag, 1 Woche und 3 Wochen nach der Operation durchgeführt. Um die folgende Analyse zu vereinfachen, wurde die ECD-Reduktionsrate aus der präoperativen ECD und der ECD zu jedem der Zeitpunkte berechnet.

Sekundäre Ergebnisse

Die bei allen Patienten durchgeführten Messungen umfassten die bestkorrigierte Sehschärfe (BCVA), den Augeninnendruck (IOP), die mit einem Laser-Flare-Messgerät (Kowa FM-600; Kowa, Aichi, Japan) gemessene Vorderkammer-Flare und die zentrale Hornhautdicke (CCT ) und zentrales Hornhautvolumen (CV) von 10,0 mm, wie durch Scheimpflug-Bildgebung (Pentacam; Oculus Optikgeräte GmbH, Deutschland) bewertet. Alle Messungen wurden vor und 1 Tag, 1 Woche und 3 Wochen nach der Operation durchgeführt. Zu den gleichen Zeitpunkten wurden auch spaltlampenmikroskopische Bilder aufgenommen.

Statistiken

Alle Vergleiche zwischen der H 2 - und der Kontrollgruppe wurden unter Verwendung eines gepaarten t -Tests durchgeführt. Werte von P < 0,05 wurden als signifikant angesehen.

Ergebnisse

Präoperative Bewertungen und Phakoemulsifikationsbedingungen

Tabelle 1 zeigt die präoperative Bewertung und die Phakoemulsifikationsbedingungen. Es gab keinen signifikanten Unterschied in der Linsenkernhärte, wie durch die LOC III-Klassifikation, die ACD und die ECD zwischen der Kontroll- und der H 2 -Gruppe bewertet . Gesamtoperationszeit (19,6 ± 9,76 Minuten in der Kontrollgruppe, 19,2 ± 9,44 Minuten in der H 2 -Gruppe), AVE (16,7 % ± 6,39 % in der Kontrollgruppe, 16,6 % ± 6,7 % in der H 2 -Gruppe), APT (44,5 ± 22,6 Sekunden in der Kontrollgruppe). , 45,9 ± 23 Sekunden in der H 2 -Gruppe), EPT (6,68 ± 3,2 Sekunden in der Kontrolle, 7,3 ± 3,6 Sekunden in der H 2 -Gruppe) und dem Volumen der verwendeten Spüllösung (364,1 ± 244 ml in der Kontrolle, 354,7 ± 236,1 ml in H 2 -Gruppe) unterschied sich nicht signifikant zwischen den beiden Gruppen.

Tabelle 1 Präoperative Bewertungen und Phakoemulsifikationsbedingungen

 

Kontrollgruppe, Mittelwert (SD)

2 -Gruppe, Mittelwert (SD)

P -Wert

Kernhärte, NC, LOC III

4,12 ± 0,94

4,19 ± 0,93

.79

ACD, mm

2,99 ± 0,52

2,98 ± 0,54

.55

ECD, Zellen/mm2

2743,8 ± 331,1

2713,1 ± 351,9

.31

OP-Zeit, min

19,6 ± 9,6

19,2 ± 9,44

.77

DURCHSCHNITT, %

16,7 ± 6,39

16,6 ± 6,7

.95

APT, s

44,5 ± 22,6

45,9 ± 23

.36

EPT, s

6,68 ± 3,2

7,3 ± 3,6

.11

Volumen der verwendeten Spüllösung, ml

364,1 ± 244

354,7 ± 236,1

.77

NC = Kernfarbe; LOC III = Linsentrübungsklassifizierungssystem III; ACD = Vorderkammertiefe; APT = tatsächliche Phakoemulsifikationszeit; AVE = durchschnittliche Ultraschallleistung; ECD = Endothelzelldichte; EPT = effektive Phakoemulsifikationszeit; NS = nicht signifikant.

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Postoperative Auswertungen

Alle Operationen wurden ohne schwerwiegende intraoperative Komplikationen wie hintere Kapselruptur, iatrogene Zonulyse, IOL-Fehlposition, offensichtliche Irisschädigung oder Wundverschlussversagen abgeschlossen. BCVA, IOP, Flare der Vorderkammer und CCT/CV in den beiden Gruppen unterschieden sich zu keinem der Zeitpunkte signifikant ( Tabelle 2 ). Umgekehrt zeigte der von der ECD bewertete Hornhautendothelschaden einen signifikanten Unterschied zwischen der Kontrollgruppe und der H 2 -Gruppe. Vor der Operation war die ECD (Mittelwert ± Standardabweichung) in den beiden Gruppen sehr ähnlich ( Tabelle 1 ), mit 2743 ± 331 in der Kontrollgruppe und 2713 ± 351 in der H 2 -Gruppe ( p  = 0,31). Nach der Operation war die ECD in der Kontrollgruppe signifikant kleiner als die der H 2Gruppe zu allen Zeitpunkten ( Abbildung 2 , mit ECD 2315±515 am 1. Tag, 2327±510 nach 1 Woche und 2256±477 nach 3 Wochen in der Kontrollgruppe, verglichen mit 2567±382 am 1. Tag ( P  = 0,006), 2517 ± 386 nach 1 Woche ( P  = 0,047) und 2521 ± 406 nach 3 Wochen ( P  = 0,006) in der H 2 -Gruppe.Um die Analyse zu vereinfachen, wurde die ECD-Reduktionsrate aus berechnet präoperative ECD und die ECD zu jedem der Zeitpunkte. Die ECD-Reduktionsrate war in der H 2 -Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe für alle Zeitpunkte signifikant geringer ( Abbildung 3), mit einer ECD-Reduktionsrate von 16,0 % ± 15,7 % nach 1 Tag, 15,4 % ± 16,1 % nach 1 Woche und 18,4 % ± 14,9 % nach 3 Wochen in der Kontrollgruppe, verglichen mit 6,5 % ± 8,7 % nach 1 Tag ( P  = 0,003), 9,3 % ± 11,0 % nach 1 Woche ( P  = 0,039) und 8,5 % ± 10,5 % nach 3 Wochen ( P  = 0,004) in den H 2 -Gruppen. Fig. 4 zeigt den typischen Zeitverlauf der Spaltlampen- und spekularmikroskopischen Fotografien eines Patienten, bei dem das Hornhautödem und die morphologische Veränderung des Endothels in dem Auge, das die H 2 -Lösung erhielt, offensichtlich milder waren als in dem Auge, das die Kontrolllösung erhielt.

Tabelle 2 BCVA, IOP, Flare-Messung der Vorderkammer, CCT und zentraler 10,0-mm-VK

 

Kontrollgruppe, Mittelwert (SD)

H2-Gruppe, Mittelwert (SD)

P -Wert

BCVA, logMAR

 Vorchirurgie

0,31 ± 0,41

0,35 ± 0,39

.34

 Beitrag 1 d

0,15 ± 0,25

0,17 ± 0,23

.8

 Beitrag 1 Wo

0,02 ± 0,14

0,06 ± 0,18

.23

 Nach 3 Wo

0,05 ± 0,18

0,03 ± 0,16

.44

Augeninnendruck, mmHg

 Vorchirurgie

13,8 ±2,87

13,6 ±3,01

.7

 Beitrag 1 d

17,4 ± 7,9

18,4 ± 7,51

.49

 Beitrag 1 Wo

12,5 ± 2,89

12,7 ± 4,63

.72

 Nach 3 Wo

11,9 ± 4,12

12,2 ± 2,83

.46

Lasereruption, Photonen/ms

 Vorchirurgie

13,7 ± 8,69

13,5 ±7,4

.95

 Beitrag 1 d

39,8 ± 31,8

35,9 ± 28,1

.66

 Beitrag 1 Wo

15,7 ± 8,04

16,3 ± 9,67

.32

 Nach 3 Wo

15,6 ± 7,1

17,1 ± 10,9

.29

CCT, μm

 Vorchirurgie

556,1 ± 103

556,1 ± 30,7

.48

 Beitrag 1 d

594,4 ± 119

585,6 ± 115

.36

 Beitrag 1 Wo

569,6 ± 108

569,9 ± 108

.83

 Nach 3 Wo

567,7 ± 31,2

570,2 ± 107

.27

Lebenslauf, mm3

 Vorchirurgie

61,9 ± 3,62

61,7 ± 3,76

.31

 Beitrag 1 d

68,8 ± 7,87

67,2 ± 13,3

.12

 Beitrag 1 Wo

65,5 ± 5,8

65,4 ± 12,7

.53

 Nach 3 Wo

63,8 ± 4,52

64,0 ± 12,3

.76

BCVA = bestkorrigierter Visus; IOD = Augeninnendruck; CCT = zentrale Hornhautdicke; ms = Millisekunden; CV = Hornhautvolumen.

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Abbildung 2 Endothelzelldichte (Mittelwert ± Standardabweichung). Die Endothelzelldichte (ECD) wurde im Zentrum der Hornhaut präoperativ sowie 1 Tag, 1 Woche und 3 Wochen postoperativ gemessen. Vor der Operation war die ECD (Mittelwert ± Standardabweichung) in den beiden Gruppen sehr ähnlich ( p  = 0,31). Nach der Operation war die ECD in der Kontrollgruppe (schwarzes Kästchen) zu allen Zeitpunkten signifikant kleiner als die der H 2 -Gruppe (weißes Kästchen) ( P  = 0,006 am 1. Tag, 0,047 am 1. Woche und . 006 nach 3 Wochen) (gepaarter t -Test; * P  < 0,05, ** P < 0,01). NS = nicht signifikant.

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Abbildung 3 Reduktionsrate der Endothelzelldichte (Mittelwert ± Standardabweichung). Die ECD-Reduktionsrate (Mittelwert ± SD) wurde aus der präoperativen ECD und der ECD zu jedem der Zeitpunkte berechnet. Diese Rate war in der H 2 -Gruppe (weißes Kästchen) im Vergleich zur Kontrollgruppe (schwarzes Kästchen) zu allen Zeitpunkten signifikant geringer ( P  = 0,003 am 1. Tag, 0,039 am 1. Woche und 0,004 am 3. Wochen). ). (gepaarter t-Test; * P < 0,05, ** P < 0,01). NS = nicht signifikant.

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Abbildung 4 Zeitlicher Verlauf von Spaltlampen- und Spiegelmikroskopaufnahmen eines Patienten. Gezeigt ist ein typischer Zeitverlauf einer Spaltlampen- und Spiegelmikroskopie eines Patienten. Verglichen mit dem Auge mit Kontrolllösung ist das Hornhautödem im Auge mit der H 2 -Lösung 1 Tag nach der Operation offensichtlich milder. Auch zeigt die Spiegelmikroskopie eine deutlich mildere Schädigung der Hornhaut-Endothelzellen im Auge mit H 2 -Lösung gegenüber dem Auge mit Kontrolllösung nach 1 Tag. Darüber hinaus sind morphologische Unterschiede zwischen diesen Augen noch 3 Wochen nach der Operation erkennbar. Die Vergrößerung der Spiegelbilder betrug 300-fach. Pre = Voroperation.

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EPT ist ein Parameter, der die gesamte während der Phakoemulsifikation erzeugte Ultraschallleistung angibt. Dieser Parameter scheint somit einen guten Marker für die Wirkung von Ultraschallenergie zu bieten. Abbildung 5 zeigt ein Streudiagramm (EPT vs. ECD-Reduktionsrate nach 3 Wochen) für die 2 Gruppen. Obwohl es in beiden Gruppen einige Ausreißer gab, scheint es, dass bei ähnlicher EPT mehr Fälle beobachtet wurden, in denen die ECD-Reduktionsrate in der H 2 -Gruppe (rote Punkte) kleiner war als in der Kontrollgruppe (blaue Punkte).

Abbildung 5 Streudiagramm (EPT vs. ECD-Reduktionsrate nach 3 Wochen). Bei ähnlicher EPT werden mehr Fälle beobachtet, bei denen die ECD-Reduktionsrate in der H 2 -Gruppe kleiner ist als in der Kontrollgruppe (blaue Punkte: Kontrollgruppe; rote Punkte: Wasserstoffgruppe).

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Diskussion

Wir haben erstmals 2007 über die Wirkung von H 2 als Radikalfänger berichtet.

16

Seitdem wurde seine Nützlichkeit unter verschiedenen Bedingungen sowohl in vitro als auch in vivo untersucht.

22

Die Einzigartigkeit von H 2 besteht darin, dass es ·OH selektiv abfängt, mit geringer Auswirkung auf andere reaktive Sauerstoffspezies wie NO· oder Superoxid, die beide ebenfalls wichtige physiologische Rollen spielen. Darüber hinaus wurden noch keine ernsthaften Nebenwirkungen durch die Verwendung von H 2 berichtet .

22

Auf dem Gebiet der Ophthalmologie haben wir die schützenden Wirkungen von H 2 auf das Netzhautgewebe in einem Retinalarterien-Okklusions-Reperfusionsmodell einer Ratte untersucht und darüber berichtet.

23

Andere Anwendungen wie die Verwendung für Hornhaut-Alkali-Verbrennung,

24

Schädigung des Sehnervs,

25

und durch blaues Licht verursachte Netzhautschäden

26

wurden auch gemeldet. Derzeit haben jedoch keine Studien seine Anwendung während der Phakoemulsifikation untersucht. Wir haben gezeigt, dass ·OH während der Phakoemulsifikation unter klinischen Bedingungen produziert werden kann,

13

 

fünfzehn

wobei ein gewisser Anteil der kornealen Endothelschädigung tatsächlich durch oxidative Angriffe nach der Phakoemulsifikation verursacht wird.

14

In Anbetracht der Wirkung von H 2 als Fänger freier Radikale, insbesondere für ·OH, wurde die Anwendung von H 2 während der Phakoemulsifikation als vielversprechend angesehen. Tatsächlich hat, wie wir erwartet haben, eine unserer jüngsten Studien die Nützlichkeit von H 2 während der Phakoemulsifikation eindeutig bewiesen. Während dieser Studie wurde durch Ultraschalloszillation erzeugtes ·OH durch H 2 in der Spüllösung deutlich unterdrückt, wobei die oxidative Schädigung des Hornhautendothels durch das H 2 in der Spüllösung in einem Tiermodell signifikant verhindert wurde.

17

Unsere aktuelle klinische Studie untersuchte die Wirkung von H 2 in einer Spüllösung im Hinblick auf den Schutz der Hornhautendothelzellen während der Phakoemulsifikation. Um sicherzustellen, dass die chirurgischen Bedingungen für die H 2 - und die Kontrollgruppe so gleich wie möglich waren, wurden in unsere Studie Patienten aufgenommen, die Katarakte mit ähnlicher Linsenkernhärte in beiden Augen hatten. Anschließend wurden alle Operationen von einem einzigen Chirurgen unter Verwendung standardisierter Verfahren an beiden Augen durchgeführt, wobei die Zuordnung der Lösung sowohl für den Chirurgen als auch für die Patienten maskiert war. Die Ergebnisse zeigten, dass es hinsichtlich der Härte des Linsenkerns keinen signifikanten Unterschied zwischen der H 2 - und der Kontrollgruppe gab. Darüber hinaus kann ACD, das während der Phakoemulsifikation eine Schädigung des Hornhautendothels beeinflussen kann,

27

 

28

war ähnlich zwischen den 2 Gruppen. Folglich wurde kein signifikanter Unterschied zwischen den 2 Gruppen für Phakoemulsifikationsbedingungen identifiziert, einschließlich Operationszeit, AVE, APT, EPT und dem Volumen der verwendeten Spüllösung ( Tabelle 1 ). Darüber hinaus wurden alle Operationen, die bei den in diese Studie aufgenommenen Patienten durchgeführt wurden, ohne schwerwiegende intraoperative Komplikationen abgeschlossen, und daher wurden alle erhaltenen Daten als geeignet für die Analyse der Wirkung der Phakoemulsifikation auf das Hornhautendothel erachtet.

Zwischen den beiden Gruppen nach der Operation wurden keine signifikanten Unterschiede in BCVA, IOD, Vorderkammerflare oder CCT/CV gefunden ( Tabellen 2 ). Keine signifikanten Unterschiede im Flare-Score zwischen den beiden Gruppen in dieser Studie deuten darauf hin, dass oxidative Angriffe während der Phakoemulsifikation eine sehr geringe Rolle bei der Entzündung nach der Phakoemulsifikation spielen könnten, die in der Vorderkammer auftritt. Es wird angenommen, dass CCT und CV den Grad des Hornhautödems anzeigen und die Endothelfunktion eines größeren Bereichs im Vergleich zu der für die zentrale ECD darstellen. Kein signifikanter Unterschied für die CCT/CV zwischen den beiden Gruppen zu irgendeinem Zeitpunkt deutet darauf hin, dass der durch die Operation verursachte Schaden nicht schwerwiegend genug war, um signifikante Veränderungen in der CCT/CV zu verursachen.

Umgekehrt zeigte H 2 in der Spüllösung eine signifikante Wirkung bei der Unterdrückung von Hornhautendothelschäden, die durch Phakoemulsifikation verursacht wurden ( 2 ). Diese Ergebnisse stimmen gut mit unseren jüngsten Studienergebnissen überein.

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Die ECD-Reduktionsrate in der H