Das chronische Glaukom ist eine Erkrankung des Auges, die zur schleichenden Erblindung von schätzungsweise 10 Millionen Menschen jährlich weltweit führt. Ursache ist ein Missverhältnis zwischen der Höhe des Augeninnendruckes und der Durchblutung des Sehnervenkopfes, wodurch spezifische Veränderungen des Sehnerven mit zunehmenden Gesichtsfelddefekten entstehen. Therapeutisches Ziel ist eine Senkung des Augeninnendruckes durch medikamentöse oder chirurgische Verfahren. Dabei gibt es Therapieversager oder mögliche Komplikationen, so dass weiterhin nach leicht einsetzbaren Verfahren mit gutem Effekt gesucht wird. In der vorliegenden Arbeit wurden experimentelle Untersuchungen zur potentiellen Wirksamkeit der Applikation eines Excimer-Lasers durchgeführt. Material und Methoden: Ein 308-nm-Excimer-Laser (Modell EMG102, Fa. Lamda- Physik) wurde hinsichtlich Ablationsverhalten und Temperaturausbreitung in der humanen Sklera untersucht. Dafür wurden mit 15 verschiedenen Energiedichten (600-2700 mJ/cm2) jeweils 5 Behandlungen mit dem Laser bis zur Perforation der Sklera durchgeführt. Die Anzahl der benötigten Pulse wurde dokumentiert. In einer weiteren Versuchsreihe wurde bei einer Energiedichte von 1600 mJ/cm2 die Temperaturentwicklung im Skleragewebe in Abhängigkeit von der Entfernung (2500-100 µm in 300µm-Schritten) gemessen. Außerdem erfolgte eine Testung der Durchführbarkeit im Tierversuch (eine in-vivo-Applikation an einem Kaninchen in Ketanest®-Narkose). Alle behandelten Sklera-Gewebe der Versuchsreihen wurden histologisch aufgearbeitet und hinsichtlich thermischer Schädigungen ausgewertet. Ergebnisse: Es zeigten sich drei Phasen der sogenannten Ablation. Bis zu einer Energiedichte von 600-700 mJ/cm² betrug die Zeit bis zur Perforation der Sklera bis zu 110 Sekunden unter einer deutlichen Trocknung des skleralen Gewebes, bei Energiedichten von 800-1100 mJ/cm² betrug die Bestrahlungszeit lediglich 11-30 Sekunden, auch hier unter thermischer Destruktion. Ab Energieraten von 1200 mJ/cm² stieg die Ablationsrate deutlich an, die Perforationszeit betrug lediglich wenige Sekunden. Bei Energiedichten unter 1200 mJ/cm2 betrugen die nekrotischen Zonen 150-200 µm, bei höheren Energiedichten betrugen sie 50-100 µm. Durch den Tierversuch gelang der Nachweis einer prinzipiellen Durchführbarkeit der Operationsmethode, jedoch konnten in den mikroskopischen Schnitten teilweise verbreiterte Schädigungszonen nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Die Versuchsreihen zeigen, dass die grundsätzliche Durchführbarkeit einer fistulierenden Operation ab-interno mit dem 308-nm-Excimer-Laser gegeben ist. Es zeigen sich jedoch thermische Schädigungen, die reaktive Wundreparaturmechanismen erwarten lassen, die in der Sklera zu einer Vernarbung führen und so den Verschluss der Fistel hervorrufen können. Gegebenenfalls könnte eine Dotierung der Sklera mit Sulfonamiden die thermisch geschädigten Areale vermindern, zusätzlich ist der Einsatz von Fibroblasten-hemmender Mittel möglich.
Primary glaucoma is a chronic disease causing blindness in approximately 10 millions people worldwide every year. The discrepancy between intraocular pressure (IOP) and perfusion of the optic nerve papilla leads to specific increasing damage of the visual field. Therapeutic target is IOL lowering by application of eyedrops or by glaucoma surgery. Therapeutic failures or complications are possible. Therefore alternative procedures with good effects and uncomplicated applications are still needed. This experimental study investigates the potential efficacy of an excimer laser applicated for glaucoma surgery. Material and Methods: Ablation characteristics and temperature expansion of an 308-nm-excimer laser (model EMG102, Lamda-Physik) in human scleral tissue were investigated. 15 different energy densities (600-2700 mJ/cm2), five treatments for each, were applied with the laser to the point of perforation of the scleral tissue. The number of needed pulses was documented. In another experimental series constant energy density of 1600 mJ/cm2 was applied in different distances (2500-100 µm in steps of 300 µm) and temperature development in the scleral tissue was measured. Additionally the practicability of the laser application was tested in an animal experiment (in vivo application on a rabbit in Ketanest®-anesthesia). All treated scleral tissue samples were histologicly processed and analyzed for thermal damages. Results: Three phases of the ablation were seen. Up to a level of 600-700 mJ/cm2 of energy densitiy the time to scleral perforation was up to 110 seconds accompanied by a considerable drying of the tissue. With energy densities of 800-1100 mJ/cm2 time of exposure was 11 to 30 seconds, also accompanied by thermal damage. With energy levels of 1200 mJ/cm2 and more ablation rate increased and the duration of time till perforation was only few seconds. With energy densities less than 1200 mJ/cm2 necrotic zones measured 150-200 µm, with higher energy levels they measured 50-100 µm. The animal experiment demonstrated practicability of the laser application in principle, although broadened damage zones were seen in the histologic samples. Conclusion: The experimental series demonstrate a general practicability of a fistulating glaucoma surgery ab-interno with the 308-nm-excimer laser. However thermal damages are shown which may lead to scleral scarring and an occlusion of the fistula. The endowment of the sclera with sulfonamids might decrease thermal damage. In addition the application of fibroblast inhibiting medication might be needed.
