Les segments d’anneau intrastromal cornéen allogénique (CAIRS) sont une technique chirurgicale qui consiste à insérer des segments de tissu cornéen de donneur dans la cornée pour améliorer sa forme dans les ectasies cornéennes, y compris le kératocône. Rapportée pour la première fois en 2018 par le Dr Soosan Jacob 2). Contrairement aux ICRS en polymère synthétique, ils sont hautement biocompatibles et s’intègrent naturellement au tissu hôte.
La kératoplastie d’addition de tissu cornéen (CTAK) est une procédure connexe qui utilise des segments de donneurs irradiés aux rayons gamma préparés par CorneaGen. Elle diffère du CAIRS par l’utilisation exclusive du laser femtoseconde pour la création et l’insertion des segments.
Le Dr Jack Parker a développé des techniques d’insertion manuelle et de déshydratation pré-insertion (méthode « Corneal Jerky »), augmentant la flexibilité et l’accessibilité de la chirurgie.
CAIRS
Tissu donneur : Tissu cornéen de banque des yeux (KeraNatural®, etc.)
Méthode de préparation : Manuelle ou guidée par laser femtoseconde
Caractéristiques : Longueur, épaisseur et conicité de l’arc personnalisables en peropératoire. Peut être réalisé dans des environnements aux ressources limitées
CTAK
Tissu donneur : Segments irradiés aux rayons gamma préparés par CorneaGen
Méthode de fabrication : uniquement au laser femtoseconde
Caractéristiques : étapes de stérilisation supplémentaires et mesure précise des segments standardisées. Personnalisation possible basée sur la topographie
Les ICRS synthétiques sont en polymère rigide (PMMA) et insérés dans les couches profondes de la cornée, tandis que les CAIRS sont fabriqués à partir de tissu cornéen de donneur humain et peuvent être insérés à des profondeurs plus superficielles. Les CAIRS présentent les avantages d’une biocompatibilité élevée, d’un faible risque d’exposition, de fonte cornéenne et de néovascularisation, d’une personnalisation libre de la longueur et de l’épaisseur de l’arc, et de moins d’aberrations optiques (éblouissement, halos).
Les principales indications des CAIRS et CTAK sont les suivantes :
Les critères d’indication supplémentaires incluent : correction insuffisante par lunettes ou lentilles de contact, intolérance aux lentilles de contact, et âge d’au moins 18 ans.
Les symptômes subjectifs communs à l’ectasie cornéenne sont les suivants :
Dans le kératocône, le stroma central de la cornée s’amincit et fait saillie vers l’avant. Les stries de Vogt (fines stries longitudinales dans le stroma profond), l’anneau de Fleischer (dépôt de fer intraépithélial à la base du cône) et les cicatrices cornéennes sont des signes caractéristiques2). La topographie cornéenne montre un aplatissement localisé et une asymétrie du motif.
Le kératocône est généralement bilatéral, mais la sévérité est souvent asymétrique. Il débute à l’adolescence et a tendance à se stabiliser ou à progresser lentement vers l’âge de 30 ans3). Sans intervention, environ 20 % des cas nécessitent une greffe de cornée2).
| Paramètre d’évaluation | Contenu |
|---|---|
| Examen de l’acuité visuelle | Mesure de l’UDVA et de la CDVA |
| Analyse de la forme cornéenne | Kmax, Kmean, asymétrie cornéenne |
| OCT du segment antérieur | Évaluation de l’épaisseur cornéenne et de la position du cône |
L’examen à la lampe à fente permet de vérifier la présence d’amincissement cornéen, de protrusion, de stries de Vogt et d’anneau de Fleischer2). La tomographie cornéenne (Pentacam, etc.) fournit les courbures antérieure et postérieure, la carte d’épaisseur cornéenne et la carte d’élévation, afin d’évaluer le degré et la progression de l’ectasie cornéenne2).
Chez les enfants et les jeunes adultes, le kératocône peut progresser rapidement3). L’essai KERALINK a évalué l’effet du cross-linking sur le ralentissement de la progression chez les jeunes patients4).
Plusieurs nomogrammes ont été proposés pour la planification chirurgicale du CAIRS.
Nomogramme de Jacob : intègre la position du cône, l’excentricité, les valeurs de courbure cornéenne et les motifs d’asymétrie pour personnaliser le nombre de segments, la longueur de l’arc et l’épaisseur.
Nomogramme d’Istanbul : planification basée sur la position du cône (central/excentré). Recommande une profondeur de canal de 250 μm, mais une profondeur plus faible peut être efficace dans les cônes très pentus1).
Nomogramme d’Awwad : adapté du nomogramme pour ICRS, basé sur la topographie, la tomographie et le jugement clinique.
À l’heure actuelle, il n’existe pas de nomogramme universellement accepté pour le CAIRS. En raison de la diversité morphologique du kératocône, le jugement du chirurgien et l’individualisation sont essentiels.
Les segments CAIRS proviennent de cornées de donneurs humains. Il existe principalement deux voies d’approvisionnement.
Segments préemballés provenant de banques d’yeux : Des banques d’yeux comme Lions VisionGift fournissent des segments stromaux pré-découpés et stérilisés (KeraNatural®). Ils peuvent être conservés à température ambiante et éliminent le besoin de personnalisation peropératoire.
Préparation personnalisée : L’épithélium, la membrane de Descemet et l’endothélium sont retirés manuellement d’un limbe cornéen, et des segments en anneau sont créés à l’aide d’un trépan. La longueur de l’arc, l’épaisseur, la conicité et la courbure peuvent être ajustées individuellement.
Pour le CTAK, le tissu conservé et irradié aux rayons gamma de CorneaGen est lavé avec du BSS et monté sur le dispositif de fixation du laser femtoseconde.
Le canal est créé à l’aide d’un laser femtoseconde ou par dissection manuelle. La profondeur du canal est réglée à 35-70 % de l’épaisseur cornéenne totale (ou à une profondeur fixe de 250 μm de la surface). L’incision d’introduction est réalisée sur l’axe le plus raide ou en haut, et le canal est créé avec un diamètre interne de 4 à 6,5 mm et un diamètre externe de 6,1 à 8 mm.
Pour les ICRS synthétiques, le canal est créé dans les couches profondes de la cornée (profondeur de 70 à 80 %) 2), tandis que les CAIRS peuvent être insérés à une profondeur plus faible, ce qui permet d’obtenir un effet d’aplatissement plus important 1).
Méthode hydratée
Procédure : Les segments hydratés sont insérés dans le canal à l’aide d’une pince ou d’une tige en Y.
Avantages : Maintient la flexibilité naturelle et l’épaisseur d’origine, s’adaptant doucement à la courbure cornéenne.
Précautions : Risque de pliage ou de torsion en raison de la flexibilité. Marquer le côté de la membrane de Bowman avec un marqueur pour vérifier l’orientation.
Méthode de déshydratation « Corneal Jerky »
Procédure : Les segments sont séchés à l’air pendant 20 à 75 minutes avant l’insertion, puis réhydratés avec du BSS après l’opération.
Avantages : Devenus plus durs et plus petits, ils permettent une insertion rapide. Le temps peropératoire est réduit d’environ un tiers.
Précautions : Facilite l’utilisation de segments plus grands pour le kératocône sévère.
Après l’opération, la topographie/tomographie et l’OCT du segment antérieur sont utilisées pour évaluer les changements de forme cornéenne et la position du segment. L’UCVA, la CDVA, le Kmax et le Kmean sont suivis dans le temps.
Le CAIRS est efficace pour sauver les échecs d’ICRS synthétiques ayant conduit à un échec de CAIRS1). Chez une femme de 49 ans avec un échec d’ICRS (UCVA 20/400), l’ICRS synthétique a été retiré et un CAIRS inséré 3 mois plus tard, améliorant le Kmax de 68,9 à 61,9 D et l’UCVA à 20/301). Chez une femme de 40 ans avec un ICRS cassé, un CAIRS a été inséré en complément tout en laissant l’ICRS en place, améliorant l’UCVA de 20/60 à 20/25 et la BCVA à 20/201).
Selon les rapports actuels, l’effet du CAIRS maintient une amélioration stable jusqu’à 3 ans. Tous les paramètres visuels et topographiques se stabilisent à 6 mois et se maintiennent pendant 3 ans. Cependant, les données à plus long terme sont limitées et les résultats de futures recherches sont attendus.
Les segments CAIRS sont insérés dans le stroma cornéen, aplatissant physiquement la zone cornéenne la plus pentue. Comme les ICRS synthétiques, ils réduisent la courbure de la zone conique et diminuent l’astigmatisme irrégulier par un effet de raccourcissement d’arc.
Les ICRS synthétiques doivent être insérés à une profondeur stromale de 70 à 80 %, tandis que les CAIRS peuvent être insérés à une profondeur plus faible (35 à 70 %)1). Une insertion plus superficielle peut produire un effet d’aplatissement plus important. Le tissu cornéen du donneur s’harmonise optiquement avec la cornée hôte, contrairement aux polymères synthétiques, ce qui réduit l’éblouissement et les halos dus aux effets de bord.
Le segment allogreffe est implanté dans le stroma cornéen, qui est avasculaire et peu cellulaire. Dans cet environnement, les adhérences fibreuses sont minimisées, préservant la réversibilité de la chirurgie. Les risques de fonte cornéenne, de nécrose stromale aiguë et de néovascularisation cornéenne, qui sont des problèmes avec les ICRS synthétiques, sont également réduits. L’insertion de CAIRS n’empêche pas les interventions ultérieures telles que la DALK.
Bien que la possibilité de rejet existe théoriquement, le risque est considéré comme inférieur à celui de la DALK (kératoplastie lamellaire antérieure profonde).
L’agression mécanique de la cornée induit une réponse de cicatrisation via la signalisation TGF-β. Avec CAIRS, contrairement aux matériaux synthétiques, le tissu donneur est similaire aux composants de la matrice extracellulaire, ce qui minimiserait la réaction à corps étranger.
Selon une revue systématique (Levy et al., 2025), après implantation de CAIRS, l’UDVA moyenne est passée de 0,83 à 0,40 logMAR, la CDVA de 0,52 à 0,19 logMAR. L’équivalent sphérique a diminué de −7,09 D à −2,34 D, le Kmax de 57,8 à 53,6 D et le Kmean de 49,3 à 45,3 D.
| Paramètre | Préopératoire | Postopératoire |
|---|---|---|
| UDVA (logMAR) | 0,83 | 0,40 |
| CDVA (logMAR) | 0,52 | 0,19 |
| Kmax (D) | 57,8 | 53,6 |
Dans l’étude CTAK, Greenstein et al. (2023) ont rapporté des améliorations similaires sur 21 yeux. La moyenne de l’UDVA est passée de 1,21 à 0,61 logMAR, et celle de la CDVA de 0,63 à 0,34 logMAR.
Les complications du CAIRS sont rares et mineures. La sécheresse oculaire transitoire et les dépôts intracanalaires sont les plus fréquents, mais cliniquement non significatifs et non progressifs. Un cas de déplacement du segment a été rapporté, mais il a été repositionné avec succès dans la semaine postopératoire. Une lyse stromale antérieure a été observée chez un patient atteint d’atopie sévère. L’éblouissement et les halos n’ont été rapportés que chez un seul patient dans toutes les études, ce qui est nettement inférieur aux ICRS synthétiques.
Le taux de complications des ICRS synthétiques peut atteindre 30 % 1). Plusieurs cas de sauvetage réussi par CAIRS ont été rapportés pour des complications telles que l’exposition de l’ICRS, la migration dans la chambre antérieure ou la lyse cornéenne 1). Non seulement l’insertion de CAIRS après retrait de l’ICRS, mais aussi l’insertion combinée de CAIRS avec l’ICRS en place (dans une zone optique différente) s’est avérée efficace 1).
L’avancée la plus prometteuse du CAIRS est la personnalisation des segments. En ajustant la longueur de l’arc, l’épaisseur et le placement en fonction de la topographie individuelle, l’efficacité pour les cônes asymétriques ou excentrés est améliorée. La standardisation des nomogrammes, l’affinement des protocoles de préparation tissulaire et des études longitudinales à grande échelle sont des défis futurs.
Sur le plan économique, plusieurs segments peuvent être fabriqués à partir d’un seul donneur cornéen, le disque central pouvant être utilisé pour la DALK ou la DMEK, et le limbe périphérique pour le prélèvement de cellules souches limbiques. La technique de dissection manuelle élimine le besoin d’un laser femtoseconde, ce qui la rend réalisable dans des environnements aux ressources limitées.
La réalisation simultanée du cross-linking varie selon les chirurgiens. Elle est associée dans les cas de progression avérée ou pour améliorer la stabilité à long terme. Le cross-linking simultané aiderait à maintenir l’aplatissement cornéen postopératoire, mais il est suggéré qu’un cross-linking préopératoire pourrait durcir le stroma et réduire l’effet d’aplatissement du CAIRS. Veuillez en discuter pleinement avec votre médecin traitant.
- American Academy of Ophthalmology Corneal/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. San Francisco, CA: American Academy of Ophthalmology; 2024.
- Meyer JJ, Gokul A, Vellara HR, et al. Progression of keratoconus in children and adolescents. Br J Ophthalmol. 2023;107:176-180.
- Larkin DFP, Chowdhury K, Burr JM, et al. Effect of corneal cross-linking versus standard care on keratoconus progression in young patients: The KERALINK randomized controlled trial. Ophthalmology. 2021;128:1516-1526.
