Acrilico idrofobo
Il più ampiamente utilizzato: materiale IOL standard attuale.
Tasso di PCO: basso con bordi squadrati.
Glistening: principale svantaggio ma raramente impatto sulla vista.
Confronto dei materiali delle lenti intraoculari (IOL)
Punti chiave a colpo d’occhio
Sezione intitolata “Punti chiave a colpo d’occhio”1. Confronto dei materiali delle lenti intraoculari (IOL)
Sezione intitolata “1. Confronto dei materiali delle lenti intraoculari (IOL)”Una lente intraoculare (IOL) è una lente artificiale inserita dopo la rimozione del cristallino opacizzato durante l’intervento di cataratta. Nel 1949, Harold Ridley impiantò per la prima volta una IOL in polimetilmetacrilato (PMMA) nell’uomo. Da allora, i materiali e i design delle IOL si sono notevolmente evoluti.
I principali materiali per IOL attualmente disponibili sono i seguenti:
- Acrilico idrofobo : introdotto nel 1993. Attualmente il materiale più utilizzato.
- Acrilico idrofilo : alto contenuto d’acqua e molto flessibile. Adatto per la chirurgia della cataratta a microincisione.
- Silicone : ha una lunga storia come IOL pieghevole.
- PMMA : primo materiale per IOL. Rigido e non pieghevole.
- Collamer : copolimero contenente collagene. Utilizzato principalmente per lenti intraoculari fachiche (ICL).
- Copolimero PEG-PEA/HEMA/stirene : nuovo materiale che combina proprietà idrofile e idrofobe.
Le IOL pieghevoli (silicone, acrilico) hanno ampiamente sostituito le IOL rigide in PMMA perché possono essere inserite attraverso una piccola incisione 1). Il chirurgo deve scegliere comprendendo i vantaggi e gli svantaggi di ciascun materiale 1).
2. Caratteristiche e classificazione dei materiali per IOL
Sezione intitolata “2. Caratteristiche e classificazione dei materiali per IOL”Proprietà fisiche e ottiche
Sezione intitolata “Proprietà fisiche e ottiche”I materiali per IOL sono classificati in base a proprietà come numero di Abbe, indice di rifrazione, contenuto d’acqua (idrofilia) e temperatura di transizione vetrosa.
| Proprietà | Definizione | Significato clinico |
|---|---|---|
| Indice di rifrazione | Misura della deviazione della luce | Più alto è, più sottile può essere la lente |
| Numero di Abbe | Misura della dispersione cromatica | Più alto è, minore è l’aberrazione cromatica |
| Contenuto d’acqua | Capacità di trattenere l’acqua | Più alto è, minore è il glistening |
L’indice di rifrazione del cristallino naturale è 1,4, il numero di Abbe è 47. Più alto è l’indice di rifrazione, più sottile può essere progettato l’IOL a parità di potenza, favorendo l’inserimento attraverso piccole incisioni. D’altra parte, all’aumentare dell’indice di rifrazione, il numero di Abbe diminuisce e l’aberrazione cromatica aumenta.
Biocompatibilità
Sezione intitolata “Biocompatibilità”La biocompatibilità si divide in biocompatibilità capsulare e biocompatibilità uveale.
- Biocompatibilità capsulare: si riferisce all’interazione tra l’IOL e le cellule epiteliali del cristallino (LEC) residue. È coinvolta nello sviluppo di opacizzazione capsulare anteriore (ACO) e posteriore (PCO).
- Biocompatibilità uveale: si riferisce alla capacità di evitare la reazione immunitaria di iride, corpo ciliare e coroide anteriore.
Idrofobicità e angolo di contatto
Sezione intitolata “Idrofobicità e angolo di contatto”L’idrofilia/idrofobicità della superficie dell’IOL viene misurata tramite l’angolo di contatto. Maggiore è l’angolo di contatto, maggiore è l’idrofobicità. I materiali idrofobici tendono ad aderire maggiormente alla capsula posteriore, riducendo lo spazio di migrazione delle LEC e quindi inibendo la PCO.
3. Caratteristiche di ciascun materiale per IOL
Sezione intitolata “3. Caratteristiche di ciascun materiale per IOL”Acrilico idrofobico
Sezione intitolata “Acrilico idrofobico”È attualmente il materiale per IOL più utilizzato al mondo. È composto da un copolimero reticolato di estere acrilico e altri comonomeri.
- Indice di rifrazione: elevato, 1,47–1,56. Consente un design sottile.
- Contenuto d’acqua: basso, 0,1–0,5%.
- Temperatura di transizione vetrosa: 16–55 °C.
- PCO: bassa incidenza in combinazione con bordi squadrati1). Aderisce alla capsula posteriore tramite legame con la fibronectina e inibisce la migrazione delle LEC.
- Glistening: microvacùoli pieni di liquido che compaiono all’interno dell’IOL. Più frequenti nei materiali a basso contenuto d’acqua, ma raramente influenzano la funzione visiva o richiedono l’espianto1).
Il Cataract PPP (2021) dell’AAO afferma che le IOL in acrilico idrofobo a bordo quadrato sono tra i materiali con i più bassi tassi di PCO e capsulotomia posteriore con Nd:YAG1).
Acrilico idrofilo
Sezione intitolata “Acrilico idrofilo”Questo materiale è ottenuto introducendo gruppi ossidrilici nella struttura del PMMA, e l’aggiunta di HEMA (idrossietilmetacrilato) conferisce flessibilità.
- Indice di rifrazione: basso, 1,40–1,43. La lente risulta più spessa.
- Contenuto d’acqua: elevato, 18–38%.
- Abbagliamento: bassa incidenza.
- PCO: incidenza maggiore rispetto a silicone o acrilico idrofobo1). Si ritiene che il rigonfiamento renda difficile mantenere un bordo posteriore tagliente.
- Calcificazione: i depositi di calcio-fosfato, problematici nelle vecchie generazioni, sono stati migliorati in quelle nuove. Tuttavia, se aria o gas entrano nell’occhio durante un trapianto di cornea (DSEK/DMEK) o una vitrectomia, sorge un rischio di calcificazione; pertanto, in occhi in cui si prevedono tali interventi, è preferibile evitarle1).
Grazie all’elevata flessibilità, possono essere inserite attraverso un’incisione di circa 1,8 mm, il che è vantaggioso per la chirurgia della cataratta a microincisione (MICS).
Uno studio prospettico su 86 occhi con sindrome da pseudoesfoliazione ha mostrato che le IOL in acrilico idrofilo presentavano la minore proliferazione delle cellule epiteliali del cristallino e un’eccellente biocompatibilità capsulare, ma maggiori depositi di detriti sulla superficie e il più alto tasso di PCO, con una biocompatibilità uveale inferiore.
Silicone
Sezione intitolata “Silicone”Polimero sintetico costituito da una struttura ripetitiva di legami silicio-ossigeno.
- Indice di rifrazione: 1,43. Inferiore a quello dell’acrilico, quindi più spesso a parità di potenza.
- Contenuto d’acqua: 0,38%.
- Angolo di contatto: 97–120°. Forte idrofobicità.
- Temperatura di transizione vetrosa: da -120 a -90 °C.
- PCO: Le cellule epiteliali del cristallino (LEC) aderiscono con difficoltà e, grazie al bordo angolare più affilato, in uso a lungo termine (oltre 6 anni) è stato riportato un tasso di PCO inferiore rispetto all’acrilico idrofobo.
- Svantaggi: Batteri, cellule e olio di silicone aderiscono facilmente. Durante la vitrectomia può appannarsi per condensa, quindi usare con cautela negli occhi diabetici 1). Da evitare in occhi con olio di silicone 1).
Q
In quali situazioni evitare un IOL in silicone?
A
Evitare l’uso in casi in cui olio di silicone o gas espandibile possano entrare nel segmento posteriore 1). Allo stesso modo in occhi ad alto rischio di vitrectomia futura, come nella retinopatia diabetica proliferante grave.
Primo materiale utilizzato per gli IOL, con eccellente tolleranza tissutale e stabilità a lungo termine.
- Indice di rifrazione: 1,49. Elevata trasparenza ottica.
- Contenuto d’acqua: 0,4–0,8%.
- Angolo di contatto: 65–71°.
- Temperatura di transizione vetrosa: 105–113 °C.
- Svantaggi: Rigido e non pieghevole. Richiede un’incisione di 5,5–6 mm per l’inserimento, che può causare astigmatismo postoperatorio e ritardo nella guarigione.
- Complicanze: A lungo termine può verificarsi degenerazione a fiocco di neve (indicazione per l’espianto dell’IOL). A causa dell’idrofobicità, può aderire alle cellule endoteliali corneali durante l’impianto e causare danni endoteliali.
Attualmente viene utilizzato in modo limitato, ad esempio per IOL con fissazione sclerale quando la fissazione nel sacco capsulare non è possibile.
Collamer
Sezione intitolata “Collamer”È un copolimero di HEMA (idrossietilmetacrilato) e collagene suino, utilizzato principalmente come lente intraoculare fachica da camera posteriore (ICL).
- Indice di rifrazione: 1,44.
- Contenuto d’acqua: 40%.
- Caratteristiche: Disponibile in versioni sferica e torica nella famiglia di lenti EVO fachiche da camera posteriore. Approvato dalla FDA statunitense nel 2022. Grazie al design con foro centrale (porta centrale), non è più necessaria l’iridotomia periferica (PI) precedentemente richiesta.
- Indicazioni: Età 21-45 anni, miopia con equivalente sferico da -3,0 a -20,0 D, profondità della camera anteriore ≥ 3,0 mm, casi stabili con variazione refrattiva ≤ 0,5 D in un anno.
- Volta (vault): Distanza tra la superficie posteriore della lente fachica da camera posteriore e la superficie anteriore del cristallino. L’intervallo ottimale è considerato il 50-150% dello spessore corneale centrale (250-900 µm). Una volta troppo bassa comporta il rischio di cataratta sottocapsulare anteriore, una volta troppo alta il rischio di glaucoma ad angolo chiuso.
Copolimero PEG-PEA/HEMA/stirene
Sezione intitolata “Copolimero PEG-PEA/HEMA/stirene”È un materiale IOL di nuova generazione che combina proprietà idrofile e idrofobe. Viene utilizzato nell’IOL enVista MX60.
- Composizione: PEG-PEA 40%, HEMA 30%, stirene 26%, EG-DMA 4%.
- Indice di rifrazione: 1,54.
- Contenuto d’acqua: 4-5%.
- Durezza: 1,8 MPa.
- Caratteristiche: Il PEG-PEA conferisce idrofobicità, mentre l’HEMA conferisce idrofilia. Non si verifica glistening e i tassi di PCO e di capsulotomia posteriore con Nd:YAG sono riportati come bassi.
Acrilico idrofilo
Eccellente flessibilità: può essere inserito attraverso un’incisione di circa 1,8 mm.
Tasso di PCO: più alto rispetto ad altri materiali.
Rischio di calcificazione: attenzione dopo iniezione di aria/gas.
Silicone
Tasso di PCO a lungo termine: secondo alcuni studi inferiore rispetto all’acrilico idrofobo.
Attenzione: evitare in occhi con uso di olio di silicone/gas.
Condensa: possibilità di appannamento durante la chirurgia vitreale.
4. Materiale della lente intraoculare e cataratta secondaria
Sezione intitolata “4. Materiale della lente intraoculare e cataratta secondaria”L’opacizzazione della capsula posteriore (PCO) è la complicanza a lungo termine più comune dopo l’intervento di cataratta, con un’incidenza riportata dal 5 al 54% 1). Viene trattata con capsulotomia posteriore con laser Nd:YAG, ma il materiale dell’IOL e il design del bordo influenzano significativamente l’incidenza.
Caratteristiche della PCO per materiale
Sezione intitolata “Caratteristiche della PCO per materiale”- Acrilico idrofobo : in combinazione con bordo quadrato, presenta il tasso di PCO più basso1).
- Acrilico idrofilo : il tasso di PCO è più elevato rispetto al silicone o all’acrilico idrofobo1).
- Silicone : le LEC aderiscono meno facilmente e a lungo termine il tasso di PCO è basso.
- PMMA : insieme agli IOL in idrogel, tende ad avere un tasso di PCO elevato.
Importanza del design del bordo
Sezione intitolata “Importanza del design del bordo”Una meta-analisi del 2013 (9 RCT) e diversi studi longitudinali hanno mostrato che gli IOL idrofobi con bordo quadrato hanno tassi di PCO e di capsulotomia posteriore con Nd:YAG inferiori rispetto agli IOL idrofili con bordo quadrato1). Gli IOL in acrilico, PMMA e silicone con bordo quadrato sono riportati come equivalenti nella necessità di capsulotomia posteriore con Nd:YAG (livello di evidenza I+, grado di raccomandazione Strong)1).
Tuttavia, uno studio randomizzato suggerisce che l’effetto protettivo delle lenti idrofobe con bordo quadrato potrebbe solo “ritardare” lo sviluppo della PCO rispetto agli IOL in silicone e PMMA con bordo arrotondato dopo 12 anni1).
Q
Quale materiale per IOL ha meno probabilità di causare PCO?
A
Gli IOL in acrilico idrofobo con bordo quadrato hanno attualmente il tasso di PCO più basso1). Il design del bordo è importante quanto il materiale e un bordo quadrato contribuisce alla soppressione della PCO indipendentemente dal materiale.
5. Scelta del materiale dell’IOL e precauzioni
Sezione intitolata “5. Scelta del materiale dell’IOL e precauzioni”La scelta dell’IOL viene effettuata in base alle caratteristiche di ciascun materiale e alla situazione individuale del paziente.
Principi generali della scelta del materiale
Sezione intitolata “Principi generali della scelta del materiale”- Chirurgia standard della cataratta : l’IOL in acrilico idrofobo è la prima scelta1).
- Chirurgia a microincisione (MICS) : un IOL in acrilico idrofilo può essere appropriato in alcuni casi.
- Rischio futuro di vitrectomia : evitare IOL in silicone1). Scegliere acrilico idrofobo.
- Occhio candidato a trapianto di cornea : Le IOL in acrilico idrofilo presentano un rischio di calcificazione e dovrebbero essere evitate1).
- Occhio con uveite : Le IOL in acrilico o in PMMA con modifica superficiale all’eparina (HSM) sono associate a una migliore prognosi visiva1). Sono stati riportati risultati migliori rispetto alle IOL in PMMA non HSM o in silicone.
| Situazione clinica | Materiale raccomandato | Materiale da evitare |
|---|---|---|
| Chirurgia standard | Acrilico idrofobo | — |
| Rischio di vitrectomia | Acrilico idrofobo | Silicone |
| Trapianto di cornea previsto | Acrilico idrofobo | Acrilico idrofilo |
| Uveite | Acrilico, PMMA HSM | PMMA non HSM, Silicone |
Q
Quale materiale della LIO è adatto per i pazienti con uveite?
A
Le LIO in acrilico (specialmente idrofobo) o in PMMA modificato in superficie con eparina sono associate a buoni risultati 1). Il controllo preoperatorio dell’uveite e la diagnosi di ciclite eterocromica di Fuchs sono anche fattori prognostici favorevoli.
6. Proprietà fisiche e design ottico dei materiali delle LIO
Sezione intitolata “6. Proprietà fisiche e design ottico dei materiali delle LIO”Indice di rifrazione e aberrazione cromatica
Sezione intitolata “Indice di rifrazione e aberrazione cromatica”L’indice di rifrazione di una LIO dipende dalla composizione chimica del materiale. L’aggiunta di alogeni, gruppi aromatici o zolfo aumenta l’indice di rifrazione. L’indice di rifrazione e lo spessore della LIO sono inversamente correlati: un materiale ad alto indice consente un design più sottile.
L’aberrazione cromatica nell’occhio pseudofachico è determinata dal numero di Abbe del materiale della LIO. I numeri di Abbe dei materiali delle LIO vanno da 37 a 55. L’aberrazione cromatica influisce anche sulla sensibilità al contrasto e sull’emmetropizzazione.
Temperatura di transizione vetrosa
Sezione intitolata “Temperatura di transizione vetrosa”La temperatura di transizione vetrosa è la temperatura alla quale un polimero passa da uno stato vetroso rigido a uno stato gommoso flessibile. Le LIO sono progettate con una temperatura di transizione vetrosa inferiore alla temperatura fisiologica del corpo (37 °C) e alla temperatura ambiente. Se supera la temperatura corporea, la lente non si apre correttamente all’interno dell’occhio.
LIO asferica
Sezione intitolata “LIO asferica”Le LIO sferiche hanno un’aberrazione sferica positiva che, sommata all’aberrazione sferica positiva della cornea, aumenta l’aberrazione totale dell’occhio. Il cristallino dei giovani ha un’aberrazione sferica negativa che compensa questo, ma con l’età l’aberrazione sferica del cristallino diventa positiva.
Le IOL asferiche sono lenti progettate per far convergere i raggi periferici e parassiali in un unico punto modificando la curvatura di ciascuna superficie refrattiva. Oggi la maggior parte delle IOL adotta un design asferico. La riduzione dell’aberrazione sferica migliora la sensibilità al contrasto, ma l’eccentricità o l’inclinazione possono aumentare l’aberrazione comatica. Nei casi con fissazione instabile della IOL, una IOL sferica può essere più appropriata.
IOL colorate
Sezione intitolata “IOL colorate”Le tradizionali IOL non colorate che assorbono i UV trasmettono molta luce a lunghezza d’onda corta. Le IOL colorate hanno una trasmittanza spettrale simile a quella del cristallino umano e si prevede che proteggano la retina dai danni luminosi. Un tempo disponibili solo in PMMA, ora sono stati sviluppati anche modelli pieghevoli.
7. Ricerche recenti e prospettive future (rapporti in fase di ricerca)
Sezione intitolata “7. Ricerche recenti e prospettive future (rapporti in fase di ricerca)”Sviluppo di materiali ibridi idrofili/idrofobi
Sezione intitolata “Sviluppo di materiali ibridi idrofili/idrofobi”Lo sviluppo di nuovi materiali che bilanciano in modo ottimale le proprietà idrofile e idrofobe sta progredendo, come dimostrato dal copolimero PEG-PEA/HEMA/stirene (enVista MX60). L’obiettivo è superare i difetti intrinseci dei materiali tradizionali, come il glistening negli acrilici idrofobi e la PCO/calcificazione negli acrilici idrofili.
Tecniche di modifica della superficie delle IOL
Sezione intitolata “Tecniche di modifica della superficie delle IOL”Le IOL in PMMA con modifica superficiale all’eparina (HSM) hanno mostrato buoni risultati negli occhi con uveite 1) e il miglioramento della biocompatibilità tramite modifica superficiale è considerato una direzione importante per lo sviluppo futuro delle IOL. Sono in corso ricerche sul rivestimento superficiale e sulla nanostrutturazione per inibire l’adesione delle cellule epiteliali del cristallino e la formazione di biofilm.
Superare la calcificazione delle IOL
Sezione intitolata “Superare la calcificazione delle IOL”La calcificazione delle IOL in acrilico idrofilo è problematica, specialmente dopo trapianto endoteliale corneale o vitrectomia. Le nuove generazioni di IOL in acrilico idrofilo avrebbero un rischio ridotto di calcificazione, ma non è stata ancora raggiunta una soluzione completa. Sono in corso ricerche sul miglioramento della composizione del materiale e sui trattamenti superficiali per aumentare la resistenza alla calcificazione.
8. Riferimenti
Sezione intitolata “8. Riferimenti”- American Academy of Ophthalmology. Cataract in the Adult Eye Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2022;129:P1-P126.