Semiquantitative Criteria in the Eye Bank That Correlate with Cornea Guttata in Donor Corneas

Abstract

Background Cornea guttata may not be recognized in the eye bank and recent studies have displayed that guttae are transplanted in about 15% of cases in varying severities. The purpose of this study was to establish semiquantitative criteria for the detection of cornea guttata in donor corneas in the eye bank.

Methods In this retrospective cohort study, preoperative endothelial pictures of donor corneas were collected and classified according to the post-penetrating keratoplasty cornea guttata grade into three distinct groups: group 1 consists of healthy corneas with no guttae (guttata grade 0); group 2 constitutes corneas with mild asymptomatic cornea guttata (guttata grade +); and group 3 comprises corneas with advanced widespread cornea guttata (guttata grade ++/+++/++++). The preoperative pictures of each group were then individually analyzed using the following five semiquantitative criteria: The number and the area of the cell-depleted surfaces, the presence of less than 50% of the cells having a hexagonal or a circular shape, the presence of cell membrane defects and interruptions, the presence of blebs in the cell membrane, and the presence of groups of cells with a distinct whitish color.

Results In total, 262 patients were included in this study, with a total number of 1582 preoperative donor corneal endothelial pictures. Out of those pictures, groups 1, 2, and 3 encompassed 995 (62.9%), 411 (26.0%), and 176 (11.1%) pictures, respectively. Three out of the five eye bank criteria were found to correlate with postoperative cornea guttata with a highly significant p value of < 0.001. These three criteria are the presence of less than 50% of the cells having a hexagonal or a circular shape, the presence of cell membrane defects and interruptions and, the presence of blebs. The presence of groups of cells with a distinct whitish color was only a weak predictive factor for cornea guttata (p = 0.069). There was no statistically significant correlation between the number and the area of cell-depleted surfaces and postoperative cornea guttata with a p = 0.181.

Conclusion Three semiquantitative criteria that can be detected in the eye bank using inverted light microscopy seem to correlate with postoperative cornea guttata: The presence of blebs, the presence of cell membrane defects and interruptions, as well as endothelial pictures with less than 50% of the cells having a hexagonal of circular shape. The presence of groups of cells with a distinct whitish color appears to be a weak predictor of cornea guttata.

Zusammenfassung

Hintergrund Cornea guttata wird in der Hornhautbank möglicherweise nicht erkannt und neuere Studien haben gezeigt, dass Cornea guttata in etwa 15% der Fälle in unterschiedlichen Schweregraden transplantiert werden. Ziel dieser Studie war es, semiquantitative Kriterien für den Nachweis von Cornea guttata in Spenderhornhäuten in der Hornhautbank zu etablieren.

Methoden In dieser retrospektiven Kohortenstudie wurden präoperative Endothelbilder von Spenderhornhäuten gesammelt und entsprechend dem Grad der Cornea guttata nach perforierender Keratoplastik in 3 verschiedene Gruppen eingeteilt: Gruppe 1 besteht aus gesunden Hornhäuten ohne Cornea guttata (Cornea-guttata-Grad 0), Gruppe 2 aus Hornhäuten mit leichter, asymptomatischer Cornea guttata (Cornea-guttata-Grad +) und Gruppe 3 umfasst Hornhäute mit fortgeschrittener, ausgedehnter Cornea guttata (Cornea-guttata-Grad ++/+++/++++). Die präoperativen Bilder jeder Gruppe wurden dann einzeln anhand der folgenden 5 semiquantitativen Kriterien analysiert: die Anzahl und die Fläche der zelldepletierten Flächen, das Vorhandensein von weniger als 50% der Zellen, die eine hexagonale oder kreisförmige Form haben, das Vorhandensein von Zellmembrandefekten und -unterbrechungen, das Vorhandensein von Blebs in der Zellmembran und das Vorhandensein von Zellgruppen mit einer deutlichen weißlichen Farbe.

Ergebnisse Insgesamt wurden 262 Patienten in diese Studie eingeschlossen, mit einer Gesamtzahl von 1582 präoperativen Spenderhornhaut-Endothelbildern. Von diesen Bildern umfassten die Gruppen 1, 2 und 3 jeweils 995 (62,9%), 411 (26,0%) und 176 (11,1%) Bilder. Es wurde festgestellt, dass 3 der 5 Kriterien der Hornhautbank mit postoperativen Cornea guttata mit einem hochsignifikanten p-Wert von < 0,001 korreliert sind. Diese 3 Kriterien sind: das Vorhandensein von weniger als 50% der Zellen, die eine hexagonale oder kreisförmige Form haben, das Vorhandensein von Zellmembrandefekten und -unterbrechungen und das Vorhandensein von Blebs. Das Vorhandensein einer Gruppe von Zellen mit einer deutlichen weißlichen Farbe war nur ein schwacher prädiktiver Faktor für Cornea guttata (p = 0,069). Es bestand kein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen der Anzahl und der Fläche der zelldepletierten Flächen und der postoperativen Cornea guttata mit p = 0,181.

Schlussfolgerung Drei semiquantitative Kriterien, die in der Hornhautbank mittels inverser Lichtmikroskopie detektiert werden können, scheinen mit postoperativer Cornea guttata zu korrelieren: das Vorhandensein von Blebs, das Vorhandensein von Zellmembrandefekten und -unterbrechungen sowie Endothelbilder, bei denen weniger als 50% der Zellen eine hexagonale oder zirkuläre Form aufweisen. Das Vorhandensein von Zellgruppen mit einer deutlichen weißlichen Farbe scheint ein schwacher Prädiktor für Cornea guttata zu sein.

Key words

cornea guttata - donor cornea - inverted light microscopy - keratoplasty - eye bank

Schlüsselwörter

Cornea guttata - Spenderhornhaut - inverse Lichtmikroskopie - Keratoplastik - Hornhautbank

Publikationsverlauf

Eingereicht: 28. Januar 2021

Angenommen: 28. April 2021

Artikel online veröffentlicht:
22. Juni 2021

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