La cheratoprotesi di Boston (Boston Keratoprosthesis: KPro) è stata sviluppata grazie alle ricerche pluriennali del Dr. Claes Dohlman e approvata dalla FDA nel 1992. Attualmente è la protesi corneale più utilizzata al mondo 4), con oltre 4.500 interventi eseguiti. Il concetto di protesi corneale fu descritto per la prima volta nel 1789 dal francese Guillaume Pellier de Quengsy.
Il dispositivo ha un design a “pulsante colorato” composto da tre parti: una piastra anteriore (con stelo ottico integrato), una piastra posteriore e un anello di bloccaggio in titanio a forma di C. È realizzato in PMMA di grado medico e una cornea donatrice viene inserita e fissata tra le piastre anteriore e posteriore. Esistono i tipi 1 e 2; il tipo 2 è per malattie oculari di superficie gravi in fase terminale e richiede una sutura palpebrale permanente. Il tipo 1 è più comunemente utilizzato.
Evoluzione del design
La piastra posteriore presenta 16 fori per consentire la diffusione dell’umore acqueo e il nutrimento della cornea. L’introduzione dell’anello a C in titanio nel 2004 ha impedito lo smontaggio del dispositivo, e il passaggio a un design senza filettatura nel 2007 ha semplificato l’assemblaggio. Il più recente design Lucía aumenta il contatto tra cornea e umore acqueo grazie a una modifica della forma della piastra posteriore in titanio.
Specifiche del dispositivo
Sono disponibili potenze personalizzate per occhi pseudofachici (plano) e afachici. Le piastre posteriori sono disponibili in taglia adulto (diametro 8,5 mm) e pediatrica (diametro 7,0 mm). Il costo del dispositivo è di circa 5.000 dollari, ma viene fornito con una tariffa agevolata nei paesi poveri.
Sono indicate le malattie corneali gravi per le quali la cheratoplastica perforante (PKP) non è indicata o fallisce ripetutamente. Le indicazioni includono fallimenti multipli di trapianto, sindrome di Stevens-Johnson, pemfigoide oculare cicatriziale (OCP), traumi chimici, aniridia, cheratite erpetica, insufficienza limbare, cheratopatia neurotrofica e neovascolarizzazione corneale estesa 4). In caso di fallimenti ripetuti di trapianto o aniridia, può essere la terapia di prima linea.
Nelle malattie oculari di superficie terminali associate alla sindrome di Stevens-Johnson, la prognosi della chirurgia corneale è estremamente sfavorevole. Secondo alcuni rapporti, i tassi di sopravvivenza della PKP a 1 e 2 anni erano rispettivamente del 20% e dello 0% 1). Anche dopo KPro sono state riportate complicanze elevate: necrosi stromale corneale 59%, infiltrazione corneale 30%, difetto epiteliale persistente 59%, estrusione del dispositivo 52% 1).
I reperti tipici dei pazienti candidati alla KPro sono opacità corneale grave, neovascolarizzazione corneale, cheratinizzazione congiuntivale, insufficienza delle cellule staminali limbari e marcata riduzione del valore del test di Schirmer. Nei casi di trauma chimico, possono associarsi perdita completa delle palpebre e cheratopatia da esposizione grave 3). Nella tisi bulbare si possono osservare accorciamento assiale, ispessimento sclerale, ispessimento coroideale e distacco di retina 2).
| Classificazione prognostica | Caratteristiche | Tendenza del tasso di ritenzione |
|---|---|---|
| Malattie non cicatriziali | Fallimenti ripetuti del trapianto | Migliore |
| Trauma chimico | Trauma da acido/alcali | Intermedio |
| Malattie autoimmuni | Sindrome di Stevens-Johnson, pemfigoide oculare | Scarso (37,5-55%) |
Nelle malattie autoimmuni, la frequenza di reinterventi è alta e l’acuità visiva finale è scarsa4). Il grado di infiammazione passata e la sua durata influenzano la prognosi.
Il successo della KPro1 dipende fortemente dallo stato preoperatorio della superficie oculare. Nei pazienti con sindrome di Stevens-Johnson in fase terminale, la cheratinizzazione congiuntivale è grave, quindi l’impianto diretto della KPro1 comporta un alto rischio di fallimento1). Come approccio graduale, è stato riportato: prima controllare l’infiammazione della superficie oculare con immunosoppressione sistemica (metotrexato), poi migliorare la lubrificazione e ridurre la cheratinizzazione con trapianto di ghiandole salivari minori (MSGT) e innesto di mucosa palpebrale (MMG), e infine impiantare la KPro11).
Con questo approccio, il valore di Schirmer è migliorato da 0 mm a 3 mm 2 settimane dopo MSGT, e il recupero visivo da percezione luminosa a 20/60 dopo l’impianto di KPro1 a 11 mesi è stato mantenuto per oltre 24 mesi1).
I fattori di rischio includono occhio secco grave, cheratinizzazione congiuntivale, precedenti infezioni corneali, fallimenti multipli di PKP e attività della malattia autoimmune. L’uso nei bambini è controverso a causa della difficoltà di gestione postoperatoria e del rischio di complicanze, e non è raccomandato come trattamento di prima linea4).
Nelle malattie della superficie oculare in fase terminale come la sindrome di Stevens-Johnson e il pemfigoide oculare, la cheratinizzazione congiuntivale e l’occhio secco grave sono estremi. L’impianto diretto di KPro comporta un rischio molto elevato di infezione ed espulsione del dispositivo. Migliorare la lubrificazione con MSGT e ridurre la cheratinizzazione con innesto di mucosa prima dell’impianto di KPro consente il mantenimento a lungo termine del dispositivo.
Nella protesi corneale (prostocheratoplastica), una cornea donatrice viene assemblata tra una piastra anteriore e una posteriore e suturata in modo simile alla PKP. Può essere eseguita da un chirurgo esperto in PKP. Attualmente si raccomanda l’estrazione del cristallino durante l’intervento KPro, e spesso viene eseguita contemporaneamente a un intervento di glaucoma (impianto di dispositivo di drenaggio dell’umore acqueo), iridoplastica e vitrectomia.
Nei casi di ftisi bulbare, è stato riportato un intervento simultaneo di KPro-I con vitrectomia e iniezione di olio di silicone2). La selezione della potenza ottica della KPro basata sull’accorciamento assiale (18 mm), combinata con retinectomia a 360° e uso di perfluorocarburo, ha portato a un miglioramento da percezione luminosa a 20/250 mantenuto per 3 anni2).
Prevenzione delle infezioni
L’instillazione di antibiotici per tutta la vita è indispensabile 4). Il regime standard è l’instillazione giornaliera di polimixina B + trimetoprim, oppure un fluorochinolone di quarta generazione (moxifloxacina/gatifloxacina) ± vancomicina 4). L’incidenza di endoftalmite infettiva è del 2,7% all’anno, molto alta tra gli interventi di chirurgia oculare.
Gestione del glaucoma
Prima dell’intervento, il 60-76% dei pazienti presenta glaucoma e dopo l’intervento si verifica un nuovo aumento della pressione intraoculare o un peggioramento nel 14-39,3% dei casi 4). Con il dispositivo in sede, i tonometri convenzionali non possono essere utilizzati, quindi si fa affidamento alla palpazione digitale della sclera. Quando si esegue contemporaneamente un intervento di shunt tubulare, il tasso di progressione del glaucoma nei casi scarsamente controllati scende al 2% secondo un report 4).
Lente a contatto medicata e colliri
L’uso continuo di una lente a contatto medicata mantiene l’umidità della superficie oculare e previene la fusione stromale. Anche i colliri steroidei (prednisolone) devono essere continuati per tutta la vita. Nei casi di trauma chimico, una lente a contatto sclerale (18 mm) si è dimostrata efficace nel prevenire la fusione intorno alla KPro e nel migliorare l’acuità visiva 3).
È necessario continuare per tutta la vita antibiotici (fluorochinolone ± vancomicina) per prevenire l’infezione, colliri steroidei (prednisolone) per sopprimere l’infiammazione e farmaci per il glaucoma. In alcuni casi vengono aggiunti colliri di ciclosporina o PRGF (plasma ricco di fattori di crescita).
Il tasso di miglioramento visivo (raggiungimento di 20/200 o migliore) è del 50-65% (3 anni) e il tasso di ritenzione del dispositivo è dell’80-87,8% 4). Il tasso di ritenzione è del 90-92% a 1 anno, 80-88% a 2 anni e 74% a 5 anni 4). Nei casi senza precedenti di chirurgia corneale, è stato riportato un tasso di ritenzione del 100%, suggerendo che un’introduzione precoce può portare a buoni risultati. Nelle malattie autoimmuni come la sindrome di Stevens-Johnson e il pemfigoide oculare, il tasso di ritenzione scende al 37,5-55% 4).
In un approccio graduale (MSGT+MMG→KPro1) in pazienti con sindrome di Stevens-Johnson terminale, l’acuità visiva di 20/60 è stata mantenuta per oltre 24 mesi 1). In un intervento combinato (KPro-I+vitrectomia+SO) per ftisi bulbare di grado III, un’acuità visiva deambulatoria di 20/250 è stata mantenuta per 3 anni 2). In un caso di perdita completa delle palpebre dovuta a grave trauma da acido, l’uso di una lente a contatto sclerale con KPro1 ha migliorato l’acuità a 20/100 3).
| Complicanza | Incidenza |
|---|---|
| Glaucoma (preesistente) | 72,0-86,0% |
| Formazione di RPM | 25,0-55,0% |
| Complicanze vitreoretiniche | 14-29,5% |
La membrana retroprotesica (RPM) si verifica nel 25-65% dei casi e l’infiammazione è considerata la causa principale 4). Nella maggior parte dei casi può essere trattata con membranotomia laser YAG.
Un limite progettuale del dispositivo è che la parte ottica non si integra biologicamente 4). L’interfaccia permanente tra tessuto biologico e materiale artificiale può causare difetto epiteliale persistente, necrosi asettica e perforazione 4). Questa fragilità strutturale aumenta la suscettibilità all’endoftalmite, pertanto si raccomanda una profilassi antibiotica per tutta la vita 4).
Nell’endoftalmite infettiva compaiono improvvisamente dolore oculare, arrossamento e calo visivo, che richiedono un trattamento d’urgenza mediante iniezione intravitreale o vitrectomia. Il tasso di complicanze postoperatorie tende a diminuire significativamente nei primi 10 anni dopo l’impianto di KPro 4).
Il glaucoma negli occhi con KPro è la principale causa di perdita della funzione visiva ed è essenziale una strategia di gestione completa. Il 36-76% dei pazienti sottoposti a KPro presenta glaucoma preoperatorio e dopo l’intervento il 14-28% presenta un aumento della pressione intraoculare, mentre il 2-28% sviluppa un nuovo glaucoma. Il tasso di progressione del rapporto C/D è di 0,075 all’anno, circa 7 volte superiore a quello del glaucoma primario ad angolo aperto, pertanto è necessario un intervento precoce e aggressivo.
Sugli impianti in PMMA non è possibile utilizzare il tonometro ad applanazione convenzionale. Vengono impiegati i seguenti metodi alternativi.
| Metodo di misurazione | Caratteristiche |
|---|---|
| Tonometria palpatoria | Il più comune. Può rilevare pressioni ≥30 mmHg con un margine di errore di 5 mmHg. |
| Tonometro sclerale ad aria | Circa 9 mmHg più alto della misurazione corneale. Formula di correzione: IOPk = 11,9 + 0,32 (IOPs) − 0,05 (età) |
| Tonometro di Schiotz | Maggiore precisione sulla sclera temporale |
L’OCT del segmento anteriore è superiore all’UBM nella visualizzazione della struttura dell’angolo, ma l’UBM è preferibile per valutare la posizione del dispositivo di drenaggio per glaucoma nel solco ciliare. Il test del campo visivo 10-2 con bersaglio V è utile per rilevare la progressione del glaucoma e la valutazione funzionale è considerata più affidabile di quella strutturale.
Dopo l’impianto di KPro, l’efficienza di assorbimento dei colliri topici è ridotta a causa della diminuzione della superficie oculare. Inoltre, a causa dell’ampia occlusione angolare, i farmaci che agiscono sul deflusso trabecolare hanno scarsa efficacia.
Circa il 13-42% dei pazienti dopo KPro necessita di un dispositivo di drenaggio per glaucoma. La valvola di Ahmed, che è valvolata, è la più utilizzata.
Tempistica di posizionamento del dispositivo di drenaggio per glaucoma
Prima della KPro (3-6 mesi prima): garantisce tempo sufficiente per la formazione della capsula.
Posizionamento simultaneo del KPro : riportati miglioramento della conservazione della vista e della pressione intraoculare a 1 anno
Dopo KPro (posizionamento ritardato) : velocità di progressione del rapporto C/D più rapida rispetto ai due precedenti
Tipi e risultati dei dispositivi di drenaggio per glaucoma
Ahmed (con valvola) : GDD con valvola ampiamente utilizzato negli occhi con KPro. Progettato per evitare l’ipotonia postoperatoria 5)
Baerveldt (senza valvola) : GDD senza valvola. Scelto in base a cicatrici, stato congiuntivale e rischio di ipotonia 5)
Posizione del tubo : si raccomanda il solco ciliare. Riduce il contatto con la piastra posteriore e il rischio di esposizione del tubo
Negli occhi con KPro, la misurazione normale della pressione intraoculare è difficile; la valutazione della progressione del glaucoma richiede una combinazione di esame del nervo ottico, imaging e campo visivo 5). Se la terapia farmacologica è insufficiente, considerare GDD o CPC, ma fare attenzione a complicazioni come ostruzione o esposizione del tubo.
Trattamento con laser a diodi per cauterizzare i processi ciliari e ridurre la produzione di umore acqueo, eseguito per via transclerale o endoscopica. La CPC transclerale riduce la pressione intraoculare di circa il 60% secondo i rapporti. Vantaggio: nessun dispositivo permanente, quindi minor rischio di esposizione dell’impianto o endoftalmite. Svantaggio: possono essere necessari più trattamenti e un danno ciliare eccessivo può portare a ipotonia o ftisi. Particolarmente utile nei KPro di tipo II con grave cicatrizzazione congiuntivale o dopo congiuntivectomia.
Negli occhi con KPro, la neuropatia ottica può progredire anche con un adeguato controllo della pressione intraoculare. Il danno diretto alle cellule gangliari retiniche da citochine infiammatorie e apoptosi, nonché i cambiamenti nella rigidità sclerale dovuti all’impianto, potrebbero causare danni biomeccanici al nervo ottico a livello della lamina cribrosa. Il monitoraggio regolare della papilla ottica e del campo visivo è essenziale.
Il tonometro domestico (iCare Home) mostra una concordanza del 91% (entro 5 mmHg) con il tonometro ad applanazione di Goldmann, ma una persona su sei non riesce a usarlo correttamente, quindi la selezione e l’educazione del paziente sono importanti 6). Il sensore di IOP a lente a contatto (Triggerfish CLS) può misurare le fluttuazioni della IOP nelle 24 ore in regime ambulatoriale 6). Sono anche in fase di sviluppo sistemi di somministrazione continua di farmaci, come l’impianto intracamerulare di bimatoprost (approvato dalla FDA nel 2020) 6).
Il trattamento del glaucoma negli occhi con KPro si basa su tre pilastri: terapia farmacologica, dispositivi di drenaggio per glaucoma (GDD) e ciclofotocoagulazione (CPC). Nella terapia farmacologica, si preferiscono gli inibitori della produzione di umore acqueo, mentre i preparati a base di prostaglandine vengono evitati a causa del rischio di edema maculare. Tra i GDD, la valvola di Ahmed è la più utilizzata e si raccomanda il suo posizionamento prima o contemporaneamente all’intervento KPro. In caso di grave cicatrizzazione congiuntivale, la CPC rappresenta un’utile alternativa.
La cheratoprotesi di Boston tipo 2 (BK2) è una protesi corneale per le malattie della superficie oculare in fase terminale non trattabili con il tipo 1. Le indicazioni includono casi gravi con completa assenza del film lacrimale, cheratinizzazione della superficie oculare e simblefaron 7). Mentre il tipo 1 presuppone una superficie oculare ben umidificata e una normale funzione palpebrale, il tipo 2 prevede una sutura palpebrale permanente (tarsorrafia) e uno stelo ottico in PMMA allungato che sporge tra le palpebre chiuse 7).
La struttura di base della BK2 comprende una piastra anteriore e una parte ottica in PMMA, una piastra posteriore in titanio (meccanismo a scatto) e una cornea donatrice lavorata a forma di ciambella. Lo stelo ottico è più lungo di quello della BK1 ed è progettato per attraversare la tarsorrafia permanente 7). Le potenze delle lenti sono disponibili per occhi pseudofachici e afachici in base alla lunghezza assiale.
| Periodo | Nome del design | Principali miglioramenti |
|---|---|---|
| 1992 | A vite | Primo modello approvato dalla FDA |
| 2003 | A scatto | Aggiunta di un anello a C per ridurre i danni |
| 2005 | Piastra posteriore in titanio | PMMA → Titanio |
| 2009~ | Click-on | Blocco tagliato al laser |
Le indicazioni tipiche sono il pemfigoide delle mucose (MMP) e la sindrome di Stevens-Johnson / necrolisi epidermica tossica. Anche cicatrici gravi della superficie oculare dopo trauma chimico, sindrome di Sjögren e cheratopatia neurotrofica grave sono indicazioni. La selezione dei pazienti si basa su una valutazione globale del grado di deficit visivo, della presenza di percezione luminosa, della presenza di glaucoma o malattie retiniche e della necessità di preservare un occhio singolo 7).
I fattori prognostici sfavorevoli per il mantenimento di un’acuità visiva postoperatoria inferiore a 20/200 includono l’uso di modelli più vecchi (tipo a vite), l’assenza di impianto simultaneo di un dispositivo di drenaggio per il glaucoma e l’assenza di terapia immunosoppressiva preoperatoria.
L’intervento viene eseguito in anestesia generale. Si raccomandano vitrectomia pars plana (PPV) e impianto simultaneo di un dispositivo di drenaggio per il glaucoma (GDD). L’intero epitelio superficiale della congiuntiva bulbare, del fornice, della congiuntiva palpebrale e del limbo viene rimosso mediante dissezione tagliente. La cornea del donatore viene lavorata a forma di ciambella. Dopo la trepanazione della cornea ricevente, iridectomia totale e lentectomia, si esegue PPV sotto una cheratoprotesi temporanea, quindi il BK2 viene fissato con 12 suture nodose in nylon 9-0. Infine, il bordo anteriore della palpebra viene resecato per rimuovere i follicoli delle ciglia e viene eseguita una tarsorrafia permanente.
Sono necessari follow-up per tutta la vita e profilassi antibiotica 7). Nei pazienti con malattie autoimmuni o ad alto rischio di infezione in occhio singolo, la prevenzione delle infezioni deve essere rigorosa e si deve monitorare a lungo termine l’insorgenza o la progressione di glaucoma, distacco di retina ed endoftalmite 7).
| Complicanza | Valore riportato per BK2 |
|---|---|
| Perdita dalla ferita | 34% |
| Distacco coroidale | 30,3% |
| Membrana retroprotesica (RPM) | 10–60% |
| Vitrite | 23,2% |
| Cheratite | 19,6% |
| Emorragia vitreale | 16,1% |
| Endoftalmite | 5–17,9% |
| Insorgenza/progressione del glaucoma | 8,3–41,1% |
La fusione corneale e l’infezione attorno allo stelo sono le cause più comuni di reintervento dopo BK2. L’incidenza del distacco di retina è del 10-28% e, insieme al glaucoma, rappresenta la principale causa di perdita visiva irreversibile.
Nella serie a lungo termine di Lee et al., la maggior parte dei casi presentava un’acuità visiva preoperatoria di 20/200 o inferiore. All’ultimo follow-up, il 37,5% degli occhi era migliorato a 20/200 o superiore. La formazione di membrana retroprotesica, la progressione del glaucoma, il distacco di retina e l’endoftalmite erano le principali sfide postoperatorie7).
Il tipo 1 è utilizzato in pazienti le cui palpebre possono chiudersi normalmente e il dispositivo è esposto sulla superficie corneale. Il tipo 2 è utilizzato in pazienti con grave compromissione della superficie oculare, come nella sindrome di Stevens-Johnson o nel pemfigoide oculare, e prevede una tarsorrafia permanente, con l’estremità del dispositivo che sporge tra le palpebre. Il tipo 1 è più ampiamente utilizzato, ma il tipo 2 rappresenta un’alternativa per i casi terminali con superficie oculare estremamente secca.
Il più recente design Lucia, con una piastra posteriore in titanio migliorata, offre una migliore biocompatibilità e si prevede che riduca la formazione di membrana retroprotesica e la fusione stromale. Anche per patologie precedentemente considerate difficili da trattare, come la tisi bulbare, la combinazione di KPro-I e chirurgia vitreoretinica sta ottenendo un recupero visivo2). Nei casi di tisi bulbare di breve durata, c’è spazio per un intervento chirurgico, e per i casi fino al grado III della classificazione Yanoff-Fine si suggerisce la possibilità di recupero visivo2).
Per le malattie terminali della superficie oculare come la sindrome di Stevens-Johnson, la ricostruzione graduale della superficie oculare (trapianto di ghiandola sottomandibolare + trapianto di mucosa + immunosoppressione → KPro1) consente di trattare casi precedentemente considerati non idonei1). È stato anche riportato l’umidificazione della superficie oculare mediante trapianto di ghiandola sottomandibolare prima del KPro11).
Le lenti a contatto sclerali possono essere utilizzate in sicurezza nei portatori di KPro, contribuendo sia alla prevenzione della cheratopatia da esposizione che al miglioramento dell’acuità visiva3). Per la diffusione nei paesi in via di sviluppo, sono in fase di sviluppo metodi di assemblaggio del KPro utilizzando la cornea autologa del paziente e strategie di prezzo internazionali.
