Cristalinul artificial

Un cristalin artificial este utilizat pentru a înlocui lentila naturală a ochiului atunci când aceasta nu mai este funcțională, acesta având aceleași funcții și aceleasi caracteristici optice ca și cristalinul natural. Cele mai multe lentile artificiale implantabile cuprind două componente: o componentă optică și o componentă pentru suport. Componenta optică a cristalinului implantabil este realizată dintr-un material transparent, biocompatibil cu țesuturile oculare. Există o zonă de difracție pe suprafața componentei optice pentru a obține o imagine clară. Scopul componentei de susținere este de a fixa lentila implantabila în capsula din care este extras cristalinul natural. Durata de viață a acestor implanturi este nelimitată; nu necesită înlocuire și își păstrează caracteristicile optice timp de mai mulți ani.

Harold Ridley a fost primul care a implantat cu succes o lentilă intraoculară la 29 noiembrie 1949, la Spitalul St Thomas din Londra. Se spune că ideea de implantare a unei lentile intraoculare a venit la el după ce un stagiar la întrebat de ce nu înlocuiește lentila pe care o scosese în timpul operației de cataractă. Ridley a ales acest material plastic acrilic pentru ca este inert in mediul biologic. Lentila artificiala nu a fost acceptată pe scară largă în chirurgia cataractei până în anii 1970, când s-au adus îmbunătățiri în designul lentilelor și s-au inovat tehnicile chirurgicale. Un studiu realizat la începutul anilor 2000 de Organizația Mondială a Sănătății a arătat ca au fost implantate peste un milion de lentile artificiale anual în Statele Unite ale Americii. Acest număr a crescut până la 20 milioane anual în întreaga lume până în 2010 (pentru chirurgia cataractei). Se preconizeaza ca până în 2020 se va ajunge la 32 de milioane de implanturi de cristalin anual în întreaga lume.

 

Cristalinul – parte integrantă a analizatorului vizual

Ochiul, un aparat optic complex, este organul care ne asigură văzul. Sarcina lui principală este de a “transmite” imaginea corectă nervului optic.

Globul ocular are forma aproximativ sferică și este situat în partea anterioară a orbitei pe care o depăşeşte fiziologic înainte, mai ales în regiunea externă. Structural, globul ocular este alcătuit din 3 tunici și 4 medii refringente (cornee, umoare apoasă, cristalin, umoare vitroasă). Cele trei tunici concentrice alcătuiesc peretele globului ocular: tunica externă fibroasă (reprezentată de scleră şi cornee), tunica mijlocie vasculară (reprezentată de iris, corp ciliar şi coroidă), tunica internă nervoasă, reprezentată de retină.

Cristalinul are forma unei lentile biconvexe cu diametrul antero – posterior de 5 mm şi ecuatorial de 9 – 10 mm. Este o structură transparentă, avasculară, situată în spatele irisului, susţinută de ligamentul suspensor (format din fibre care se inseră la nivelul corpului ciliar şi la nivelul capsulei cristalinului ecuatorial). Din punct de vedere anatomic, se descriu trei porţiuni de la periferie spre centru și anume: capsula anterioară (este transparentă şi elastică, iar sub ea se găseşte epiteliul anterior, format dintr-un singur strat de celule epiteliale; dintre acestea, celulele situate la ecuator posedă potenţial germinativ, generând permanent fibre cristaliniene), nucleul dur (situat în centru şi bine individualizat de capsula cristaliniană) și capsula posterioară (este lipsită de epiteliu).

Structura cristalinului

Cristalinul este unul din mediile refringente ale ochiului. Acesta funcționează ca o lentilă, razele de lumină captate suferind la nivelul ochiului trei refracții (schimbarea direcției de propagare a unei unde din cauza schimbării vitezei de propagare, la interfața dintre două medii sau la gradientul local al proprietăților mediului în care se propagă), dintre acestea două având loc în cristalin.

O altă caracteristică importanta este fenomenul de acomodare, prin care înțelegem capacitatea de a vedea la toate distantele. Cristalinul își modifică curbura pentru ca imaginea să se formeze clar pe retină. Astfel, pentru vederea de aproape cristalinul se bombează, iar pentru vederea la distanță se aplatizează (alungește). La un ochi normal, imaginea se formează corect pe retină între distanțe de 10 -15 cm și 6 m. Există un punct la care cristalinul este aplatizat la maximum pentru vederea de aproape (10 – 15 cm). Pentru distanțe mai mari de 6 m vedem clar, fără să mai aibă loc turtirea lui, iar vederea se face fără efort.

 

Din ce sunt fabricate cristalinele artificiale?

Materialele care au fost utilizate pentru fabricarea implanturilor cu lentile intraoculare includ polimetilmetacrilatul (PMMA), siliconul, acrilatul hidrofob, acrilatul hidrofil și colamerul.

  • Polimetilmetacrilatul (PMMA) a fost primul material care a fost utilizat cu succes în lentile intraoculare.
  • Materialele acrilice hidrofobe pliabile reprezintă, în prezent, grupul de materiale cel mai frecvent utilizat. Materialele sunt pliabile la temperatura camerei, au un conținut foarte scăzut de apă, un indice de refracție ridicat și de obicei, o memorie a formei ridicată, ceea ce face materialul potrivit pentru o astfel de aplicatie implantabila.
  • Materialele acrilice hidrofile reprezintă un grup de materiale cu un conținut ridicat de apă. Aceste lentile sunt tăiate în stare deshidratată și apoi se hidratează și se depoziteaza în soluții. Conținutul de apă din cristalinul artificial variază foarte mult și poate fi de până la 38%. O analiză recentă a arătat că lentilele acrilice hidrofile sunt mai predispuse la dezvoltarea unui sindrom de opacifiere a capsulei posterioare decât lentilele acrilice hidrofobe sau lentilele siliconice.
  • Siliconul a fost primul material disponibil pentru realizarea cristalinelor artificiale pliabile. În ultimul deceniu, s-a observat o scădere continuă a utilizării implanturilor din silicon. Siliconul este un material foarte bun, în special în ceea ce privește efectul său de blocare a opacifierii capsulei posterioare.

Progresele tehnologice dezvoltate  au dus la utilizarea siliconului și acrilicului, ambele fiind materiale inerte moi și pliabile. Acest lucru permite ca lentila să fie pliată și inserată în ochi printr-o incizie mai mică. Lentilele acrilice sunt o alegere mai bună pentru persoanele care au antecedente de uveită (afecțiune oculară care constă în inflamarea ochiului, respectiv a învelișului mijlociu al globului ocular numit tract uveal, care apare brusc și se agravează rapid, necesitând intervenția medicală de urgență) sau care ar putea să sufere o intervenție chirurgicală a retinei care necesită vitrectomie, cum ar fi persoanele cu retinopatie diabetică proliferativă (reprezintă o complicație generată de diabetul zaharat care afectează ochii și care este cauzată de lezarea vaselor de sânge ale retinei) sau care prezintă un risc ridicat de detașare a retinei, cum ar fi persoanele cu miopie înaltă. Un studiu a constatat că la participanții cu istoric de uveită, ochii tratați cu lentile artificiale din material acrilic hidrofob au fost de peste două ori mai susceptibili de a avea o acuitate vizuală corectă  comparativ cu ochii tratați cu cristalin sintetic din material siliconic.

 

Care sunt caracteristicile lentilelor artificiale?

  1. a) Parametri optici

Fiecare implant are un set relevant de parametri optici pentru a asigura o vedere bună. Puterea optică este personalizată pentru fiecare pacient, în funcție de caracteristicile sale anatomice și de scopul intervenției chirurgicale.

  1. b) Biocompatibilitatea materialelor

Materialele utilizate pentru fabricarea lentilelor intraoculare moderne sunt biocompatibile  cu țesuturile oculare și non – alergice . Printre cele mai frecvent utilizate materiale sunt: acril, hidrogel, silicon și colamer.

  1. c) Flexibilitatea

Este ideal ca materialul din care este realizat cristalinul artificial să fie flexibil, astfel încât acesta poată fi pliat și plasat  în interiorul ochiului cu ajutorul unui injector printr-o incizie microscopică. Astfel lentila se poate desface apoi singură și se fixează în interiorul capsulei cristalinului.

  1. d) Structura

Aceste lentile pot avea cele două componente: cea optică și cea de susținere combinate,  formand  o singură structură fiind fabricate din același material biocompatibil sau pot fi formate din mai multe piese asamblate cu diferite variațiuni in ceea ce priveste elementele de susținere.

  1. e) Protecția retinei de radiațiile UV

În general, cele mai moderne lentile intraoculare au filtru de lumină albastră. Lentilele naturale umane au o protecție încorporată impotriva efectulului negativ al radiațiilor ultraviolete. Filtrul cu lumină albastră este similar cu filtrul natural, astfel se asigura același nivel de protecție pentru retină, ceea ce este deosebit de important mai ales pentru persoanele în vârstă.

  1. f) Ajustarea aberației sferice

Lentilele asferice artificiale sunt special concepute pentru a corecta aberațiile sferice și pentru a obține o imagine mai bună în timpul nopții. Astfel de lentile ajuta la eliminarea distorsiunilor.

  1. g) Capacitatea de a corecta astigmatismul

În cazul în care pacientul suferă de astigmatism concomitent cu alte tulburări oculare (miopie sau cataractă), nu este suficient să implantăm lentile intraoculare regulate. În aceste cazuri, pentru a corecta astigmatismul, sunt implantate lentile torice. Cristalinele artificiale moderne combină mai multe proprietăți simultan. Combinația este selectată în funcție de necesitatile și dorințele pacientului. De exemplu, cele mai eficiente tipuri de lentile implantabile sunt flexibile, realizate din material biocompatibil si  cu o structura monobloc.

Care sunt tipurile de cristaline artificiale?

Cristalinele artificiale sunt de mai multe feluri și dimensiuni, în functie de producător și de nevoi, pot fi rigide (din polimetilmetacrilat) sau moi (foldabile).

  • Cristaline rigide – au avantajul unui preţ mai mic, dar necesită o incizie mai mare, de 5 – 6 mm, cu sutură (coasere), rezultând implicit o vindecare mai îndelungată. Se folosesc mai rar, doar la cererea pacientului. Necesită ochelari pentru citit după operaţie.
  • Cristaline foldabile (sau pliabile) – sunt cele mai frecvent folosite, deși au pret mai ridicat. sunt cele mai moderne și mai dorite, datorită faptului ca se “comprima” cu ajutorul unui injector și astfel pot fi introduse în ochi printr-o microincizie, astfel nemaifiind nevoie de sutură. Avantajele oferite de cristalinul foldabil sunt: incizie mică, lipsa firului, vindecare rapidă, scăderea riscului de apariție a complicațiilor intraoperatorii și postoperatorii.

Cristalinele foldabile se pot clasifica astfel:

  • monofocale sferice și asferice;
  • multifocale;
  • torice monofocale și multifocale.
  1. A) Cristalinele artificiale monofocale

Cristalinele monofocale restaurează vederea, dar după operație pacientul va ramane cu ochelari, de cele mai multe ori pentru aproape. Există situații în care după operație este nevoie de ochelari și pentru distanță și pentru aproape. Acestea oferă o vedere bună la o singură distanță, precum:

  • fără ochelari la distanță, dar cu ochelari pentru apropiere;
  • fără ochelari la apropiere, dar cu ochelari la distanță;
  • vedere monoculara (monovision) – un ochi vede la distanță, iar celalalt vede la citit.

Cristaline monofocale  sunt cele mai utilizate cristaline. Ele au aceeași putere optică pe toată suprafața lor și asigură o vedere bună într-un singur plan (de obicei, la distanță). Lentilele monofocale simple nu corecteaza astigmatismul. Cristaline monofocale torice – pot corecta pe lângă vederea la distanță și astigmatismul. Necesita însă ochelari sau lentile de contact pentru vederea de aproape.

Lentilele intraoculare tradiționale au un design optic sferic, ceea ce înseamnă că suprafața frontală este uniform curbată de la centrul lentilei până la periferia sa. Deși un cristalin artificial sferic este relativ ușor de fabricat, acest design nu mimează forma lentilei naturale din interiorul ochiului, care variază în curbură de la centru la periferie. Cu alte cuvinte, lentilele naturale ale ochiului sunt asferice („nu sferice”).

Cristalinele artificiale asferice sunt la periferie ușor mai plane decât lentilele sferice și sunt concepute pentru a oferi o mai bună sensibilitate la contrast.

O lentilă artificială sferică  poate induce imperfecțiuni optice minore numite aberații cu rang înalt, care pot afecta calitatea vederii, în special în condiții de lumină scăzută, cum ar fi conducerea pe timp de noapte. Cristaline asferice elimina aproape complet aberația de sfericitate, conferindu-le un contrast superior și o vedere mai bună, în special în timpul nopții.

  1. B) Cristalinele artificiale multifocale

Acomodarea este schimbarea dinamică a puterii refractive a ochiului pentru a se concentra asupra obiectelor la distanțe diferite. Cu ajutorul lentilelor artificiale monofocale, rezultatele refractării pentru acuitatea vizuală la distanță sunt excelente; totuși, mulți pacienți nu sunt mulțumiți de necesitatea corecției suplimentare pentru a vedea in planul apropiat și intermediar.

Cristalinele multifocale sunt printre cele mai avansate in domeniul tehnologiei cristalinelor. Permit atat o vedere bună la distanță, cât și de aproape. Tot mai mulţi pacienţi doresc implantarea unui cristalin artificial multifocal pentru a fi cât mai independenţi de purtarea ochelarilor. Cristalinul multifical poate fi implantat celor diagnosticaţi cu cataractă, dar şi celor care au miopie sau hipermetropie forte.

O noutate în materie de cristaline artificiale o reprezintă apariția cristalinelor multifocale torice, care oferă în plus și corectarea astigmatismului.

Primul cristalin multifocal a fost conceput în 1983 de către Hoffer, iar prima implantare a unei lentile  bifocală a fost realizată de Pearce în 1986. De atunci au fost făcute multe modificări și îmbunătățiri ale conceptului de cristalin multifocal. În ceea ce privește designul optic și principiile fizice folosite, lentilele implantabile multifocale pot fi clasificate ca cristaline de refracție sau difracție. Cele multifocale de refracție au pe suprafața anterioară  zone optice cu puteri dioptrice diferite și se bazează pe principiile geometrice ale refracției  razelor de lumină.

Cristalinele multifocale de difractie au multiple zone de difracție pe suprafața posterioară a acesteia. În ceea ce privește focalitatea (numărul de puncte focale), cristaline multifocale pot fi clasificate în: bifocale, trifocale și cu  adâncime extinsa de focalizare.

Lentilele implantabile bifocale încorporează în mod obișnuit o zonă de apropiere și o zonă de departare de focalizare, iar cele  trifocale au un punct focal suplimentar pentru intervalul intermediar.

Lentilele implantabile multifocale au prezentat rezultate mai bune decât cele monofocale. Aproximativ 93,5%  – 99,9% dintre pacienții cu implant de lentila multifocală prezintă o calitate vizuala mai bună la distanță, comparativ cu doar  52,4%  – 85% dintre pacienții cu implant de lentilă monofocală.

Cu toate acestea, numeroase studii de control au evidențiat o rată semnificativ mai mare de distorsiuni ale imaginii (halouri și strălucire) la pacienții cu cristaline multifocale comparativ cu cele monofocale. Cele mai multe studii au descoperit un avantaj al lentilelor monofocale asupra celor multifocale   sensibilitata de contrast, în special in conditii adverse. În ciuda anumitor fenomene negative, satisfacția generală a pacientului și calitatea vieții după implantarea cristalinului multifocal sunt, în general, foarte mari.

Cristalinul artificial monofocal sau multifocal cu filtru galben de protectie contra UV tip B

Acest tip de cristalin artificial poate fi monofocal sau multifocal și are, în plus față de cristalinele descrise mai sus, capacitatea de protecție contra UVB (luminii albastre). În timp ce unii oftalmologi consideră lumina albastra nocivă pentru retina, alți oftalmologi sunt de părere că aceasta este necesara ochiului. Și în rândul firmelor producătoare de cristaline artificiale părerile sunt împărțite, astfel încât unele firme nu produc acest tip de cristalin.

 

  1. C) Cristaline artificiale torice

Un cristalin artificial toric este un tip de lentilă torică folosită pentru corectarea astigmatismului cornean preexistent la momentul operației de cataractă. Acest astigmatism poate fi, de asemenea, tratat cu incizii de relaxare limbale sau cu o procedură cu laser cu excimer. Aproximativ 40% dintre americani au astigmatism semnificativ și, astfel, pot fi candidați pentru o lentila artificiala torica.

Operația de cataractă cu implantarea unei lentile torice este, în esență, aceeași ca și operația de cataractă cu o lentila convențională. Ca și lentilele de contact torice, cristalinele artificiale torice au puteri diferite în diferite meridiane ale lentilei și trebuie poziționate pe meridianul corect pentru a inversa astigmatismul preexistent. Dacă cristalinul toric nu se află pe meridianul corect, ar putea fi necesar să fie repoziționată într-o a doua procedură.

Primul cristalin toric a fost introdus de Shimizu și asociații sai în 1992 și era o lentila din trei piese, nefoldabilă, din polimetilmetacrilat necesitând o incizie corneană mare (de aproximativ 5,7 mm). Prima lentila foldabilă, dintr-o singura piesă, realizată din material siliconic a fost introdusă în 1994 și a permis implantarea printr-o incizie corneană mică de aproximativ 3,2 mm. Aceste prime lentile torice au avut o rată ridicată de rotație postoperatorie care a dus la astigmatism rezidual ridicat. Dezvoltările ulterioare au condus la o stabilitate semnificativă a rotației postoperatorii și au oferit rezultate postoperatorii excelente, unde mai mult de 70% dintre pacienți au reusit sa fie independenti de ochelari.

Calcularea caracteristicilor cristalinului arificial și stabilitatea postoperatorie a acestuia sunt caracteristicile cheie care conduc la o procedură chirurgicală de succes. Astigmatismul cornean preoperator trebuie analizat si măsurat cu exactitate pentru a obține o corecție eficienta a astigmatismului. Există diferite metode, inclusiv keratometria manuală, keratometria automată, topografia corneană și imagistica Scheimpflug. Este important de observat că imagistica Scheimpflug poate măsura atât curbura anterioară cât și cea posterioară a corneei.

Cristaline artificiale torice multifocale

Lentilele implantabile torice multifocale oferă posibilitatea independenței de ochelari pentru planul indepartat, intermediar și  apropiat, indiferent de astigmatism cornean. Cu toate acestea, la pacienții cu cristaline artificiale multifocale  torice, chirurgii trebuie să facă față și mai multor potențiale surse de eroare, inclusiv stabilitatea de rotație și estimarea corectă a astigmatismului cornean. Prin urmare, evaluarea preoperatorie este și mai importantă pentru rezultate excelente de refracție.

Eliberarea completă de ochelari  poate fi obținută la 79%  – 90% dintre pacienți. Aceste rezultate confirmă faptul că combinația de corecție multifocală și torică într-o lentilă implantabilă este bine tolerată și poate obține rezultate finale excelente.

 

Cristalinul artificial acomodativ

Prin mișcări înainte și înapoi în sacul cristalinului, acest tip de cristalin artificial schimbă puterea dioptrică a ochiului. Datorită acestei particularități, acest tip de cristalin artificial permite pacientului după operația de cataractă o vedere fără ochelari, atât la apropiere (la citit), cât și la distanță.

Pe lângă persoanele cu cataracta, cei cu dioptrii forte: miopie, hipermetropie, astigmatism, pot beneficia de operații pentru reducerea dioptriilor prin schimbarea cristalinului în scop refractiv. În acest caz se calculează puterea cristalinului artificial necesară pentru a obține după implantare o dioptrie suficient de mică încât să nu fie nevoie de ochelari.

Nu există un cristalin artificial unic care să funcţioneze la fel pentru toată lumea. Numai medicul oftalmolog poate stabili opţiunea cea mai potrivită pentru dumneavoastră.

 

Monoviziunea

O alternativă la cristalinele artificiale  de acomodare și multifocale pentru corectarea prezbiopiei este monoviziunea. Monoviziunea nu se referă la o lentilă cu caracteristici specifice, ci este o tehnică de a corecta complet eroarea de refracție a unui ochi și de a face în mod intenționat celălalt ochi ușor miop. În acest scenariu, ochiul complet corectat vede clar obiecte îndepărtate (dar nu poate vedea foarte bine în planul apropiat fără ochelari), iar ochiul usor miop vede foarte bine aproape fără ochelari (dar nu atât de clar in planul departat).

Orice combinație de lentile implantabile poate fi utilizată pentru operația de cataractă – monoviziune. Atunci când se utilizează cristaline artificiale de acomodare sau multifocale, se folosește  termenul „monoviziune modificată”, deoarece aceste lentile oferă o gamă extinsă de viziune prin natura designului lor, în plus față de un efect monoviziune prescris.

Problemele legate de monoviziune include: pierderea percepției adâncimii datorită vederii binoculare reduse, dificultăți de reglare și vedere încețoșată, atât la distanțe apropiate, cât și la distanțe mari, deoarece ochii nu funcționează împreună, așa cum obișnuiau.

 

Care este procedura chirurgicală de implantare a unui cristalin atificial?

Această procedură se poate realiza sub anestezie locală. Medicul oftalmolog va utiliza o lentilă implantabilă flexibilă care permite ca aceasta să fie rulată pentru a fi introdusa în capsulă printr-o incizie foarte mică. Operația constă în extragerea conținutului deteriorat al cristalinului natural cu ajutorul sondelor sau cu ultrasunete. Se va păstra numai sacul cristalinului unde se va introduce un implant artificial care va suplini funcția cristalinului natural. Intervenția este foarte tehnologizata și se desfășoară pe incizii de aproximativ 2 mm care nu necesita și suturi.

Întreaga procedură durează, de obicei, mai puțin de treizeci de minute, iar perioada de recuperare este de aproximativ două până la trei săptămâni. În tot acest timp pacientul va face și un tratament local cu picături și va pastra și o igienă riguroasă a zonelor oculare și de asemenea, va evita și orice fel de presiune de pe ochiul operat. După intervenția chirurgicală, pacienților li se cere să evite orice exercițiu intens sau altceva care crește semnificativ tensiunea arterială. De asemenea, aceștia trebuie să vizitează oftalmologul în mod regulat timp de câteva luni pentru a monitoriza implanturile.