Segmen Cincin Kornea (ICRS) dan Biomekanika Kornea

Sekilas Pandang

1. Apa itu Segmen Cincin Intrakornea (ICRS)?

Segmen Cincin Intrakornea (ICRS) adalah implan kornea sintetis yang diperkenalkan pada tahun 1987 untuk koreksi miopia. Ditempatkan di luar zona optik sentral kornea, pada kedalaman sekitar 2/3 stroma.

ICRS berfungsi sebagai spacer di antara lamela kornea. Memperpendek panjang busur sentral sebanding dengan ketebalan perangkat (efek pemendekan busur). Akibatnya, bagian sentral permukaan anterior kornea menjadi lebih datar, sementara area perifer yang berdekatan dengan tempat insersi terdorong ke depan.

Berdasarkan Hukum Barraquer, penambahan jaringan ke perifer kornea akan meratakan bagian sentral. ICRS adalah terapi yang memanfaatkan prinsip ini. Semakin tebal dan semakin kecil diameter perangkat, semakin besar efek koreksi refraktif yang diperoleh.

Awalnya digunakan untuk koreksi miopia, namun karena keterbatasan rentang koreksi dan masalah seperti astigmatisme induksi, kini digunakan sebagai intervensi terapeutik untuk penyakit ektasia kornea seperti keratokonus dan ektasia pasca-LASIK.

Q Apakah ICRS dapat menyembuhkan keratokonus secara radikal?

ICRS bukanlah terapi kuratif untuk keratokonus. Ini adalah alternatif bedah yang bertujuan mengurangi astigmatisme ireguler dan memperbaiki penglihatan, setidaknya menunda kebutuhan transplantasi kornea. Dengan kombinasi cross-linking kornea (CXL), efek penghentian progresivitas ditambahkan.

2. Gejala Utama dan Temuan Klinis

Roberto Albertazzi, Carlos Rocha-de-Lossada, Roger Zaldivar A new technique to implant intracorneal ring-segments from the perilimbal region: one-year prospective pilot study report 2024 Jul 16 BMC Ophthalmol. 2024 Jul 16; 24:288 Figure 4. PMCID: PMC11251366. License: CC BY.

Gambar penampang slit-lamp menunjukkan dua ICRS arkuata yang diinsersikan di dalam stroma kornea. Struktur stroma di sekitar cincin, kedalaman insersi, dan bentuk kornea pascaoperasi dapat diamati.

Gejala Subjektif

Pada penyakit ektasia kornea yang merupakan indikasi ICRS, gejala berikut muncul. Keluhan utama adalah penurunan ketajaman penglihatan akibat astigmatisme ireguler progresif. Seringkali koreksi yang memadai tidak dapat dicapai dengan kacamata atau lensa kontak lunak.

Temuan Klinis

Pada keratokonus, ditemukan penonjolan dan penipisan di bagian sentral hingga parasentral kornea. Topografi kornea menunjukkan pola peningkatan kelengkungan ¹⁾. Perubahan biomekanika kornea terjadi sebelum perubahan morfologi ¹⁾.

Setelah pemasangan ICRS, topografi menunjukkan perataan kornea secara keseluruhan, pergeseran puncak kornea ke arah sentral, pemeliharaan asferisitas kornea, dan penurunan irregularitas permukaan.

3. Penyebab dan Faktor Risiko

Etiologi ektasia kornea, penyakit yang merupakan indikasi ICRS, bersifat multifaktorial.

Degradasi kolagen kornea merupakan inti dari penipisan ¹⁾. Terjadi peningkatan matriks metaloproteinase (MMP) dan penurunan TIMP ¹⁾. Peningkatan IL-6, TNF-α, dan MUC-9 dalam air mata menginduksi apoptosis keratosit ¹⁾.

Menggosok mata merupakan faktor risiko utama keratokonus ¹⁾. Terdapat hubungan dengan penyakit atopik (rinitis alergi, asma, eksim, konjungtivitis vernal) ¹⁾.

Ektasia pasca-LASIK dapat terjadi jika operasi refraktif laser dilakukan pada keratokonus laten yang tidak terdeteksi sebelum operasi ¹⁾. Penipisan lapisan stroma residual dan kelemahan struktur kornea berperan dalam hal ini.

4. Diagnosis dan Metode Pemeriksaan

Untuk diagnosis ektasia kornea, disarankan menggunakan tomografi kornea (pencitraan Scheimpflug atau OCT) dan evaluasi biomekanika kornea secara bersamaan ²⁾.

Indeks	Karakteristik
TBI (Indeks Biomekanik Tomografi)	Indeks integratif morfologi dan biomekanika. Kinerja diagnostik tinggi ²⁾
CBI (Indeks Biomekanika Kornea)	Indeks respons deformasi kornea terhadap semburan udara ²⁾
CRF (Faktor Resistensi Kornea)	Mencerminkan kekakuan keseluruhan kornea ²⁾

Karena satu indikator dapat menghasilkan negatif palsu, skrining komprehensif yang menggabungkan tomografi kornea dan evaluasi biomekanik direkomendasikan ²⁾. Pada keratokonus, perubahan biomekanik mendahului perubahan morfologi, sehingga berguna untuk deteksi dini ¹⁾.

5. Metode Pengobatan Standar

Jenis Produk ICRS

Intacs

Bentuk: Penampang heksagonal, diameter luar 8,0 mm, diameter dalam 6,8 mm.

Ketebalan: 0,21–0,45 mm (kenaikan 0,05 mm) untuk menyesuaikan efek refraktif.

Intacs SK: Diameter dalam 6 mm, penampang oval untuk kasus berat (K ≥57 D).

Persetujuan: Satu-satunya produk ICRS yang disetujui FDA AS.

Ferrara / KeraRings

Penampang: Segitiga (mengurangi fotofobia dengan efek prisma).

Zona optik: 4,5–6,0 mm, lebih kecil dari Intacs sehingga efek perataannya lebih kuat.

Panjang busur: Tersedia berbagai pilihan dari 90° hingga 355°.

Indikasi: Terutama digunakan untuk koreksi refraksi pada keratoconus.

Teknik Operasi

Metode pembuatan saluran meliputi diseksi mekanis dan laser femtosecond¹⁾. Kedalaman implantasi biasanya 70-80% dari ketebalan kornea. Dengan laser femtosecond, saluran dibuat dengan kedalaman dan diameter yang tepat berdasarkan peta pengukuran ketebalan¹⁾.

Hasil Operasi

Rata-rata perubahan kelengkungan kornea setelah implantasi ICRS berkisar antara 2,14 hingga 9,60 D. Dilaporkan penurunan kekuatan sferis, astigmatisme, dan ekuivalen sferis. Dianggap paling efektif pada keratoconus sedang (kurang dari 58,0 D)¹⁾. Namun, perubahan astigmatisme terkadang sulit diprediksi¹⁾.

Komplikasi

Komplikasi	Catatan
Infeksi	Dilaporkan pada kedua metode
Perforasi intraoperatif	Mekanis: perforasi anterior. Laser: saluran tidak lengkap
Ekstrusi atau pergeseran segmen	Dapat terjadi terutama pada implantasi dangkal
Jaringan parut kornea / lisis kornea	Jarang tetapi mempengaruhi penglihatan
Endapan intralamelar	Muncul hingga 74%. Terdiri dari lipid dan keratosit, dengan sedikit dampak pada fungsi visual¹⁾

Kombinasi dengan CXL (Cross-linking Kornea)

ICRS saja mungkin tidak menghentikan progresi keratokonus. Kombinasi dengan CXL telah terbukti efektif dalam menghentikan progresi dan meningkatkan fungsi visual¹⁾.

Prosedur simultan ICRS + CXL menunjukkan hasil yang lebih baik dalam kesalahan refraksi sferis dan steep-K dibandingkan CXL terlebih dahulu atau ICRS terlebih dahulu¹⁾. Laporan Chan dkk. menunjukkan bahwa kombinasi Intacs + CXL lebih efektif daripada Intacs saja dalam memperbaiki keratokonus³⁾.

Segmen cincin intrastromal kornea alogenik (CAIRS) adalah metode alternatif yang pertama kali dilaporkan pada tahun 2017, di mana cincin dikumpulkan dari jaringan kornea donor¹⁾. Hasil jangka panjang kombinasi dengan CXL masih ditunggu.

Q Apa keuntungan menggabungkan ICRS dan CXL?

ICRS memperbaiki bentuk kornea dan meningkatkan penglihatan, tetapi sendiri mungkin tidak menghentikan progresi keratokonus. CXL meningkatkan kekakuan kornea melalui ikatan silang kolagen, memberikan efek penghentian progresi. Kombinasi keduanya memberikan efek sinergis perbaikan bentuk dan penghentian progresi. Prosedur simultan dilaporkan memberikan hasil terbaik.

6. Patofisiologi dan Mekanisme Terperinci

Modulus elastisitas kornea adalah indikator kuantitatif sifat deformasi elastis saat gaya diterapkan. Pada keratokonus, modulus elastisitas menurun karena perubahan patologis pada stroma.

Penurunan modulus elastisitas disebabkan oleh degradasi dan degenerasi serat kolagen²⁾. Hal ini memulai siklus kegagalan biomekanik. Tingkat stres meningkat dan terdistribusi ulang, menyebabkan kornea menjadi lebih curam dan menipis²⁾. Di area yang menipis, stres lokal semakin meningkat, membentuk lingkaran setan perburukan penonjolan.

ICRS mengintervensi lingkaran setan ini melalui mekanisme berikut.

ICRS yang ditempatkan sebagai spacer di antara lamela kornea memperpendek panjang busur. Perataan kornea sentral mendistribusikan ulang kelengkungan, yang juga mengarah pada redistribusi tegangan. Pada beberapa kasus, hal ini dapat memutus siklus progresi keratokonus.

Efek ICRS terkait erat dengan karakteristik struktural kerangka kolagen stroma. Stroma mencakup 90% ketebalan kornea, dan sifat mekaniknya menentukan biomekanika seluruh kornea.

Q Apakah efek ICRS pada biomekanika kornea bersifat permanen?

Efek ICRS sendiri bertahan selama implan berada di dalam kornea. Namun, regresi koreksi sferis kadang diamati dalam jangka menengah hingga panjang, dan ICRS saja mungkin tidak dapat sepenuhnya menghentikan progresi keratokonus. Jika terjadi komplikasi, ring dapat dilepas, dan setelah dilepas, kornea umumnya kembali ke keadaan semula.

7. Penelitian Terkini dan Prospek Masa Depan

Kemajuan dalam evaluasi biomekanika kornea sedang menarik perhatian. Indikator baru seperti TBI dan CBI melengkapi indikator morfologis konvensional dan meningkatkan akurasi deteksi keratokonus dini ²⁾. Evaluasi terintegrasi indikator biomekanika dan tomografi kornea dilaporkan meningkatkan akurasi prediksi operasi refraktif lebih dari 25% ²⁾.

Meta-analisis penggunaan kombinasi CXL dan ICRS, pada 6 studi dengan follow-up 12 bulan, menunjukkan bahwa tindakan simultan lebih unggul daripada CXL sebelumnya dalam kesalahan refraksi sferis dan flat-K, dan lebih unggul daripada CXL sebelumnya dan ICRS sebelumnya dalam steep-K. ¹⁾

CAIRS adalah pendekatan baru menggunakan jaringan kornea donor, dan diharapkan memiliki keunggulan dalam hal biokompatibilitas dibandingkan implan sintetis ¹⁾. Laporan hasil jangka panjang termasuk penggunaan kombinasi dengan CXL masih dinantikan.

Ada laporan bahwa risiko kesalahan refraksi residual setelah KLEx (keratolenticular extraction) 2-3 kali lebih tinggi pada pasien dengan kekakuan kornea rendah ²⁾, meningkatkan pentingnya evaluasi biomekanika praoperasi.

8. Referensi

American Academy of Ophthalmology Cornea/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Corneal Ectasia Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024.
Xia L, Zhang J, Li M, et al. Evidence-based guidelines for keratorefractive lenticular extraction surgery. Ophthalmology. 2024.
Chan E, Snibson GR. Current status of corneal collagen cross-linking for keratoconus: a review. Open Ophthalmol J. 2018;12:181-213.