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角膜・外眼部疾患

一時的人工角膜

一時的人工角膜(temporary keratoprosthesis)は、角膜混濁を合併した眼に対して硝子体網膜手術を同時に行う際、後眼部の術野を鮮明に確保するために設置するデバイスである。角膜血染、高度浮腫を伴う角膜創傷、爆発性眼外傷による角膜異物混入など、角膜の透明性が著しく低下した症例で使用される。

従来は角膜混濁と硝子体網膜疾患を併発した患者に対し、まず全層角膜移植術(PKP)を行い、角膜の治癒と浮腫の消退を数か月待ってから後眼部手術を行っていた。一時的人工角膜の登場により、角膜の状態に関わらず、迅速な硝子体網膜治療が可能となった。

混濁角膜に合併する重篤な硝子体網膜病変(外傷後など)に対して、一時的人工角膜を設置することで安全な網膜修復が可能となる1)。一時的人工角膜を通した視界は良好であり、多くの場合、新たに移植した角膜移植片よりも優れた術野が得られる1)

1981年にLandersが最初の一時的人工角膜を報告した。PMMA製のネジ山付き両凹光学シリンダーで構成されていたが、シリンダー軸が5 mmと長く、周辺部網膜の広い視野が得られない欠点があった。

1989年にはEckardtがシリコンゴム製の一時的人工角膜を開発し、4本のナイロン縫合糸で固定する設計とした。ただし軟質素材は空気置換時に視界が曇りやすく、縫合跡による損傷から繰り返し使用が困難であった。

2010年代初頭にはLandersワイドフィールド・トランクレスモデルが設計された。シリンダー軸を1 mmに短縮し、補助レンズなしでも周辺部網膜の広い視野が得られるようになった。

Q なぜ先に角膜移植をせず一時的人工角膜を使うのか?
A

角膜混濁と硝子体網膜疾患の両方を有する患者、特に眼外傷例では、網膜修復に緊急性がある。先に全層角膜移植を行うと角膜の治癒・浮腫消退に数か月を要し、その間に網膜病変が不可逆的に悪化する危険がある。一時的人工角膜を用いることで、角膜の状態に関わらず即座に硝子体網膜手術が可能となり、手術完了後に全層角膜移植で角膜を再建できる。

一時的人工角膜の基本設計は、角膜トレパンの径よりもわずかに大きいトランク径を用いて水密閉鎖を作ることにある。ただし、トレパン径より最大0.3 mm小さい径のデバイスでも効率的な封鎖が可能であることが報告されている。

デバイス素材特徴
Landers型PMMA6.2/7.2/8.2 mm硬質、再利用可能
Eckardt型シリコン7/8 mm軟質、不規則欠損に適合
Cobo型石英6.5 mmテーパー形状、広範なトレパン径に対応

Landers型

素材:硬質PMMA製。中心部はPEG(ポリエチレングリコール)構成。

利点:硬質素材のため縫合損傷から保護され、オートクレーブ滅菌後の再利用が可能。

制限屈折力が低く、黄斑部の拡大観察には複合レンズシステム(PMMA硬質レンズの重置)を要する場合がある。

次世代モデル:ワイドフィールド・トランクレスモデルはシリンダー軸1 mmで広い周辺視野を確保し、複合レンズの必要性を最小限にしている。

Eckardt型

素材:親水性表面を持つ光学的に透明な軟質シリコン。角膜との接合性が良好で、強膜圧迫時の灌流液漏出が少ない。

利点:Landers型よりも広い光学ゾーンと短い垂直長を提供する。弾力性が高く、不規則な角膜欠損への適合と周辺部封鎖に優れる。

制限:軟質素材のため空気置換時に視界が曇りやすい。縫合跡の損傷により再利用が困難。

Cobo型は石英製の円錐台形状でテーパーデザインにより幅広いトレパン径に使用可能である。ステンレス製ハンドルが付属し、術中出血時の液体・ガス注入に便利である。

術中の一時的角膜確保は人工デバイスに限定されない。移植に不適なドナー角膜ボタンを一時的に使用するトリプル手術や、縫合型ソフトバンデージコンタクトレンズを代替とする報告もある。

Q Landers型とEckardt型はどう使い分けるか?
A

Landers型はPMMA製で硬質のため再利用可能であり、コスト面で有利である。一方、Eckardt型はシリコン製で軟質のため不規則な角膜欠損への適合性に優れ、角膜との接合性が良好である。角膜裂創を伴う外傷で角膜欠損の形状が不規則な場合はEckardt型が適し、規則的なトレパン後の欠損ではLanders型が広く使用される。次世代のLandersワイドフィールドモデルは広い視野と再利用性を両立している。

一時的人工角膜は以下の状況で使用される。

  • 硝子体網膜同時手術:角膜血染、高度角膜浮腫、角膜裂創を伴う眼外傷で後眼部の術野が確保できない場合。
  • 変法トリプル手術白内障摘出・眼内レンズ挿入・全層角膜移植を同時に行う際、水晶体再建中の閉鎖系維持と術野確保に使用する。
  • 一般的併用手術:硝子体切除術(PPV)、強膜バックリング術、網膜復位術、眼内異物除去。
  1. 病的角膜をトレパンで切除し角膜ボタンを取り出す(廃棄または粘弾性物質中で保存)。
  2. 角膜トレパン径に対応する一時的人工角膜を選択する。
  3. 一時的人工角膜を角膜欠損部中央に配置し、6-0または7-0バイクリル糸もしくは9-0ナイロン糸で強膜に結節縫合する。
  4. 水密閉鎖を確認後、硝子体網膜手術を実施する。
  5. 硝子体網膜手術完了後、シリコンオイルまたは空気タンポナーデを行う。
  6. 一時的人工角膜を除去し、ドナー角膜を用いた全層角膜移植を施行する。

人工角膜除去後は低眼圧となるため、脈絡膜上出血を回避するために全層角膜移植の縫合は迅速に行う必要がある。

眼外傷例では同種移植片の拒絶リスクを減らすため、一時的人工角膜を元の角膜ボタンに戻し、恒久的な全層角膜移植を後日行う選択肢もある。

術後の視機能予後は眼外傷の程度と網膜病変の重症度に強く依存する。網膜の健全性が主要な予測因子である。

Alvarezら(Eckardt型使用)の報告では、非外傷群の網膜復位成功率が90%であったのに対し外傷群では78%であった。一方、視力改善率は外傷群で67%と非外傷群の47%を上回った。

外傷眼107例を対象としたLanders型の研究では、86%で有用な視機能が温存され、80%で視力が改善し、72.9%で角膜の透明性と網膜復位が維持された。

  • 脈絡膜上出血:人工角膜除去時の低眼圧に起因する。迅速な全層角膜移植縫合で予防する。
  • 角膜移植片の透明性低下:術後炎症に続発する角膜新生血管や内皮細胞減少による。
  • 眼圧異常:術後の持続的低眼圧は重症外傷眼で多く、恒久的シリコンオイルタンポナーデを要する場合がある。
  • 交感性眼炎:開放性眼球損傷では留意が必要。
  • 眼球癆:重症例の最終転帰として記録されている。

外傷後8週間以内に全層角膜移植を行うとグラフト不全が増加するとの報告がある一方、外傷後1か月以内のタイムリーな網膜復位が視機能予後を決定づけるとの報告もある。恒久的全層角膜移植の時期は症例ごとに判断する。

Q 一時的人工角膜の視界は角膜移植と比べてどうか?
A

一時的人工角膜を通した視界は良好であり、多くの場合、新たに移植した角膜移植片よりも優れた術野が得られる1)。これは新鮮な角膜移植片では術後の浮腫により透明性が最適でないのに対し、人工角膜は光学的に設計された透明素材であるためである。このため硝子体網膜手術中の眼底視認性の確保には全層角膜移植よりも一時的人工角膜が優れている。

  1. American Academy of Ophthalmology. Corneal Edema and Opacification Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024.

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