I segmenti di anello intrastromale corneale allogenico (CAIRS) sono una tecnica chirurgica in cui segmenti stromali derivati da tessuto corneale donatore vengono inseriti nella cornea per migliorarne la forma nelle ectasie corneali, incluso il cheratocono. Riportato per la prima volta nel 2018 dal Dr. Soosan Jacob 2). A differenza degli ICRS in polimero sintetico, sono biocompatibili e si integrano naturalmente con il tessuto ospite.
La cheratoplastica con aggiunta di tessuto corneale (CTAK) è una procedura correlata che utilizza segmenti donatori irradiati con raggi gamma processati da CorneaGen. Si differenzia dal CAIRS per l’uso esclusivo del laser a femtosecondi per la creazione e l’inserimento dei segmenti.
Il Dr. Jack Parker ha sviluppato tecniche di inserimento manuale e di disidratazione pre-inserimento (metodo “Corneal Jerky”), aumentando la flessibilità e l’accessibilità dell’intervento.
CAIRS
Tessuto donatore : Tessuto corneale da banca degli occhi (KeraNatural®, ecc.)
Metodo di preparazione : Manuale o guidato da laser a femtosecondi
Caratteristiche : Lunghezza dell’arco, spessore e conicità personalizzabili intraoperatoriamente. Eseguibile anche in ambienti con risorse limitate
CTAK
Tessuto donatore : Segmenti irradiati con raggi gamma processati da CorneaGen
Metodo di produzione: solo laser a femtosecondi
Caratteristiche: fasi di sterilizzazione aggiuntive e misurazione precisa dei segmenti standardizzate. Personalizzazione basata sulla topografia possibile
Gli ICRS sintetici sono in polimero rigido (PMMA) e vengono inseriti negli strati profondi della cornea, mentre i CAIRS sono realizzati con tessuto corneale umano da donatore e possono essere inseriti anche a profondità più superficiali. I CAIRS presentano vantaggi come elevata biocompatibilità, basso rischio di esposizione, fusione corneale e neovascolarizzazione, personalizzazione libera della lunghezza e dello spessore dell’arco e minori anomalie ottiche (abbagliamento, aloni).
Le principali indicazioni per CAIRS e CTAK sono le seguenti:
Criteri di indicazione aggiuntivi includono: correzione insufficiente con occhiali o lenti a contatto, intolleranza alle lenti a contatto ed età di almeno 18 anni.
I sintomi soggettivi comuni all’ectasia corneale includono:
Nel cheratocono, lo stroma corneale centrale si assottiglia e protrude in avanti. Le strie di Vogt (sottili strie longitudinali nello stroma profondo), l’anello di Fleischer (deposito di ferro intraepiteliale alla base del cono) e le cicatrici corneali sono reperti caratteristici2). La topografia corneale mostra un appiattimento localizzato e un’asimmetria del pattern.
Il cheratocono è solitamente bilaterale, ma la gravità è spesso asimmetrica. Insorge nell’adolescenza e tende a stabilizzarsi o a progredire lentamente intorno ai 30 anni3). Senza trattamento, circa il 20% dei casi richiede un trapianto di cornea2).
| Parametro di valutazione | Contenuto |
|---|---|
| Esame dell’acuità visiva | Misurazione di UDVA e CDVA |
| Analisi della morfologia corneale | Kmax, Kmean, asimmetria corneale |
| OCT del segmento anteriore | Valutazione dello spessore corneale e della posizione del cono |
L’esame con lampada a fessura verifica la presenza di assottigliamento corneale, protrusione, strie di Vogt e anello di Fleischer2). La tomografia corneale (Pentacam, ecc.) fornisce le curvature anteriore e posteriore, la mappa dello spessore corneale e la mappa di elevazione, per valutare il grado e la progressione dell’ectasia corneale2).
Nei bambini e nei giovani adulti, il cheratocono può progredire rapidamente3). Lo studio KERALINK ha valutato l’effetto del cross-linking nel rallentare la progressione nei pazienti giovani4).
Per la pianificazione chirurgica del CAIRS sono stati proposti diversi nomogrammi.
Nomogramma di Jacob: integra la posizione del cono, l’eccentricità, i valori di curvatura corneale e i pattern di asimmetria per personalizzare il numero di segmenti, la lunghezza dell’arco e lo spessore.
Nomogramma di Istanbul: pianificazione basata sulla posizione del cono (centrale/eccentrica). Raccomanda una profondità del canale di 250 μm, ma nei coni ripidi una profondità minore può essere efficace1).
Nomogramma di Awwad: adattato dal nomogramma per ICRS, basato su topografia, tomografia e giudizio clinico.
Attualmente non esiste un nomogramma universalmente accettato per il CAIRS. A causa della diversità morfologica del cheratocono, il giudizio del chirurgo e l’individualizzazione sono importanti.
I segmenti CAIRS provengono da cornee di donatori umani. Esistono principalmente due vie di approvvigionamento.
Segmenti preconfezionati dalle banche degli occhi: Banche degli occhi come Lions VisionGift forniscono segmenti stromali pretagliati e sterilizzati (KeraNatural®). Possono essere conservati a temperatura ambiente ed eliminano la necessità di personalizzazione intraoperatoria.
Preparazione personalizzata: Da un lembo corneale si rimuovono manualmente epitelio, membrana di Descemet ed endotelio, e si creano segmenti ad anello con un trepano. La lunghezza dell’arco, lo spessore, la conicità e la curvatura possono essere regolati individualmente.
Nel CTAK, il tessuto conservato e irradiato con raggi gamma di CorneaGen viene lavato con BSS e montato sul dispositivo di fissaggio del laser a femtosecondi.
Il canale viene creato con laser a femtosecondi o dissezione manuale. La profondità del canale è impostata al 35-70% dello spessore corneale totale (o una profondità fissa di 250 μm dalla superficie). L’incisione di introduzione viene eseguita sull’asse più ripido o in alto, e il canale viene creato con un diametro interno di 4-6,5 mm e un diametro esterno di 6,1-8 mm.
Per gli ICRS sintetici, il canale viene creato negli strati profondi della cornea (profondità 70-80%) 2), mentre i CAIRS possono essere inseriti a profondità minori, con un maggiore effetto di appiattimento 1).
Metodo idratato
Procedura: I segmenti idratati vengono inseriti nel canale con pinze o asta a Y.
Vantaggi: Mantiene la flessibilità naturale e lo spessore originale, adattandosi delicatamente alla curvatura corneale.
Avvertenze: Rischio di piegatura o torsione a causa della flessibilità. Segnare il lato della membrana di Bowman con un marcatore per verificare l’orientamento.
Metodo di disidratazione "Corneal Jerky"
Procedura: I segmenti vengono essiccati all’aria per 20-75 minuti prima dell’inserimento, quindi reidratati con BSS dopo l’intervento.
Vantaggi: Diventando più duri e piccoli, consentono un inserimento rapido. Il tempo operatorio si riduce di circa un terzo.
Avvertenze: Facilita l’uso di segmenti più grandi per il cheratocono grave.
Dopo l’intervento, la topografia/tomografia e l’OCT del segmento anteriore vengono utilizzati per valutare i cambiamenti della forma corneale e la posizione del segmento. UCVA, CDVA, Kmax e Kmean vengono monitorati nel tempo.
Il CAIRS è efficace per salvare i fallimenti di CAIRS derivanti da fallimenti di ICRS sintetici1). In una donna di 49 anni con fallimento di ICRS (UCVA 20/400), l’ICRS sintetico è stato rimosso e dopo 3 mesi è stato inserito un CAIRS, con miglioramento del Kmax da 68,9 a 61,9 D e dell’UCVA a 20/301). In una donna di 40 anni con un ICRS rotto, è stato inserito un CAIRS aggiuntivo lasciando l’ICRS in sede, con miglioramento dell’UCVA da 20/60 a 20/25 e della BCVA a 20/201).
Secondo i rapporti attuali, l’effetto del CAIRS mantiene un miglioramento stabile fino a 3 anni. Tutti i parametri visivi e topografici si stabilizzano a 6 mesi e si mantengono per 3 anni. Tuttavia, i dati a lungo termine sono limitati e si attendono i risultati di future ricerche.
I segmenti CAIRS vengono inseriti nello stroma corneale, appiattendo fisicamente la parte più ripida della cornea. Come gli ICRS sintetici, riducono la curvatura della zona conica e diminuiscono l’astigmatismo irregolare mediante un effetto di accorciamento dell’arco.
Gli ICRS sintetici devono essere inseriti a una profondità stromale del 70-80%, mentre i CAIRS possono essere inseriti a profondità minori (35-70%)1). Un inserimento più superficiale può produrre un maggiore effetto di appiattimento. Il tessuto corneale del donatore si armonizza otticamente con la cornea dell’ospite, a differenza dei polimeri sintetici, riducendo l’abbagliamento e gli aloni dovuti agli effetti di bordo.
Il segmento omologo viene impiantato nello stroma corneale, che è avascolare e a bassa densità cellulare. In questo ambiente le aderenze fibrose sono minime, preservando la reversibilità dell’intervento. Vengono ridotti anche i rischi di fusione corneale, necrosi stromale acuta e neovascolarizzazione corneale, che sono problematici con gli ICRS sintetici. L’inserimento di CAIRS non impedisce interventi aggiuntivi futuri come la DALK.
La possibilità di rigetto esiste teoricamente, ma il rischio è considerato inferiore rispetto alla DALK (cheratoplastica lamellare anteriore profonda).
L’insulto meccanico alla cornea induce una risposta di guarigione tramite la segnalazione TGF-β. Con CAIRS, a differenza dei materiali sintetici, il tessuto donatore è simile ai componenti della matrice extracellulare, quindi si ritiene che la reazione da corpo estraneo sia minima.
Secondo una revisione sistematica (Levy et al., 2025), dopo l’impianto di CAIRS, l’UDVA media è migliorata da 0,83 a 0,40 logMAR, la CDVA da 0,52 a 0,19 logMAR. L’equivalente sferico è diminuito da −7,09 D a −2,34 D, il Kmax da 57,8 a 53,6 D e il Kmedio da 49,3 a 45,3 D.
| Parametro | Pre-operatorio | Post-operatorio |
|---|---|---|
| UDVA (logMAR) | 0,83 | 0,40 |
| CDVA (logMAR) | 0,52 | 0,19 |
| Kmax (D) | 57,8 | 53,6 |
Anche nello studio CTAK, Greenstein et al. (2023) hanno riportato miglioramenti simili su 21 occhi. La media UDVA è migliorata da 1,21 a 0,61 logMAR, e la CDVA da 0,63 a 0,34 logMAR.
Le complicanze del CAIRS sono rare e lievi. Le più comuni sono l’occhio secco transitorio e i depositi intracanalicolari, ma clinicamente non significativi e non progressivi. È stato riportato un caso di spostamento del segmento, ma è stato riposizionato con successo entro una settimana dall’intervento. In un paziente con grave atopia è stata osservata una lisi stromale anteriore. Abbagliamento e aloni sono stati riportati in un solo paziente in tutti gli studi, significativamente inferiori rispetto agli ICRS sintetici.
Il tasso di complicanze degli ICRS sintetici arriva fino al 30% 1). Sono stati riportati diversi casi di salvataggio riuscito con CAIRS per complicanze come esposizione dell’ICRS, migrazione in camera anteriore, lisi corneale 1). Non solo l’inserimento di CAIRS dopo la rimozione dell’ICRS, ma anche l’inserimento combinato di CAIRS con ICRS in sede (in una diversa zona ottica) si è rivelato efficace 1).
Il progresso più promettente del CAIRS è la personalizzazione dei segmenti. Regolando la lunghezza dell’arco, lo spessore e il posizionamento in base alla topografia individuale, si migliora l’efficacia per coni asimmetrici o eccentrici. La standardizzazione dei nomogrammi, il perfezionamento dei protocolli di preparazione tissutale e studi longitudinali su larga scala sono sfide future.
Dal punto di vista economico, da un singolo donatore corneale si possono realizzare più segmenti, il disco centrale può essere utilizzato per DALK o DMEK e il limbo periferico per il prelievo di cellule staminali limbari. La tecnica di dissezione manuale elimina la necessità del laser a femtosecondi, rendendola realizzabile anche in ambienti con risorse limitate.
L’esecuzione simultanea del cross-linking varia a seconda del chirurgo. Viene aggiunto in casi di progressione confermata o per migliorare la stabilità a lungo termine. Il cross-linking simultaneo aiuta a mantenere l’appiattimento corneale postoperatorio, ma si suggerisce che il cross-linking preoperatorio possa indurire lo stroma e ridurre l’effetto di appiattimento del CAIRS. Si prega di discuterne approfonditamente con il proprio medico curante.
- 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.
