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Klin Monbl Augenheilkd 2023; 240(08): 1010-1016
DOI: 10.1055/a-1745-9140
Kasuistik

Ultrastructural Examination of the Corneal Interface after Predescemetic Deep Anterior Lamellar Keratoplasty (DALK) – A Case Report with Light and Transmission Electron Microscopy

Ultrastrukturelle Untersuchung des Interface-Bereichs nach prädescemetaler tiefer anteriorer lamellärer Keratoplastik (DALK) – ein Fallbericht mit Licht- und Transmissionselektronenmikroskopie
Tim Berger
1   Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes (UKS), Homburg (Saar), Germany
,
Berthold Seitz 
1   Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes (UKS), Homburg (Saar), Germany
,
Loïc Hamon
1   Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes (UKS), Homburg (Saar), Germany
,
Fidelis Flockerzi
2   Institut für Allgemeine und Spezielle Pathologie, Universitätsklinikum des Saarlandes (UKS), Homburg (Saar), Germany
,
Ursula Schlötzer-Schrehardt
3   Augenklinik, Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Germany
,
Loay Daas
1   Klinik für Augenheilkunde, Universitätsklinikum des Saarlandes (UKS), Homburg (Saar), Germany
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Abstract

Purpose To examine corneal buttons with light and transmission electron microscopy (TEM) to visualize the interface area and highlight the ultrastructural corneal changes after deep anterior lamellar keratoplasty (DALK).

Methods Two patients underwent excimer laser-assisted penetrating repeat keratoplasty after predescemetic DALK. The corneal buttons were examined by light microscopy and TEM.

Results The light microscopic examination of the corneal buttons revealed fragments of a second Descemetʼs membrane in the central and midperipheral areas (Case 1). In both cases, visualization of the interface area was not possible by light microscopy. The donor and host stroma were tightly attached without dehiscence. TEM identified the interface area by irregularities in the collagen distribution between the donor and host stroma. The thickness of the remaining recipient corneal stroma measured approximately 30 µm (Case 1) and 100 µm (Case 2), respectively. In the host stroma, TEM revealed the absence or degeneration of keratocytes, accumulation of amorphous material between the collagen lamellae, and vacuolar inclusions dispersed in the stroma, forming a band-like zone anterior to Descemetʼs membrane.

Conclusion The interface area after DALK has been mainly investigated by in vivo confocal microscopy. Light microscopy and TEM findings indicate remodeling processes after DALK that are associated with increased keratocyte degeneration and structural alterations of the extracellular matrix in the host stroma. The choice of surgical method may influence the postoperative morphological and functional outcome since these findings were primarily apparent in the remaining host stroma. Therefore, complete exposure of Descemetʼs membrane is an important prognostic factor for the postoperative visual outcome.

Zusammenfassung

Hintergrund Untersuchung von Hornhautexzisaten mit Licht- und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zur Visualisierung des Interface-Bereichs und Hervorhebung der ultrastrukturellen Hornhautveränderungen nach tiefer anteriorer lamellärer Keratoplastik (DALK).

Methoden Bei 2 Patienten wurde eine Excimerlaser-gestützte perforierende Keratoplastik nach einer prädescemetalen DALK durchgeführt. Die Hornhautexzisate wurden mittels Lichtmikroskopie und TEM untersucht.

Ergebnisse Die lichtmikroskopische Untersuchung der Hornhautexzisate zeigte Fragmente einer 2. Descemet-Membran im zentralen und mittleren peripheren Bereich (Fall 1). In beiden Fällen war die Visualisierung des Interface-Bereichs lichtmikroskopisch nicht möglich. Das Spender- und Wirtsstroma waren ohne Dehiszenz miteinander verbunden. In der TEM wurde der Interface-Bereich durch Unregelmäßigkeiten in der Kollagenverteilung zwischen Spender- und Wirtsstroma identifiziert. Die Dicke des verbliebenen Empfängerhornhautstromas betrug ca. 30 µm (Fall 1) bzw. 100 µm (Fall 2). Im Wirtsstroma zeigte die TEM fehlende oder degenerierte Keratozyten, Ansammlungen von amorphem Material zwischen den Kollagenlamellen und vakuoläre Einschlüsse, die im Stroma verstreut waren und eine bandartige Zone vor der Descemet-Membran bildeten.

Schlussfolgerung Bislang wurde der Interface-Bereich nach DALK hauptsächlich konfokalmikroskopisch untersucht. Die licht- und elektronenmikroskopischen Befunde deuten auf Umbauprozesse nach DALK hin, die mit einer verstärkten Keratozytendegeneration und strukturellen Veränderungen der extrazellulären Matrix im Wirtsstroma einhergehen. Die Wahl der Operationsmethode kann das postoperative morphologische und funktionelle Ergebnis beeinflussen, da diese Befunde vor allem im verbliebenen Wirtsstroma zu beobachten waren. Daher ist eine vollständige Freilegung der Descemet-Membran ein wichtiger prognostischer Faktor für das postoperative Visusergebnis.

Key words

deep anterior lamellar keratoplasty - penetrating keratoplasty - light microscopy - transmission electron microscopy - interface - DALK

Schlüsselwörter

tiefe anteriore lamelläre Keratoplastik - perforierende Keratoplastik - Lichtmikroskopie - Transmissionselektronenmikroskopie - Interface - DALK


Publication History

Received: 05 November 2021

Accepted: 18 January 2022

Article published online:
23 March 2022

© 2022. Thieme. All rights reserved.

Georg Thieme Verlag KG
Rüdigerstraße 14, 70469 Stuttgart, Germany

 

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