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眼外傷

化学外傷(アルカリ熱傷)

1. 化学外傷(アルカリ熱傷)とは

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化学外傷(アルカリ熱傷)は、アルカリ性化学物質が眼に飛入することで角膜結膜が障害される疾患である。眼科救急のなかでも特に緊急性の高い疾患であり、即座の対応が予後を左右する。

眼化学外傷の発生率は10万人あたり65〜78例と推定されている1)。平均年齢は48歳だが、1歳未満にも二峰性のピークがある1)。アルカリ外傷は酸外傷より頻度が高い1)。職場での受傷が最多であり、職場眼外傷の中では金属異物に次いで2番目に多い1)。暴行によるアルカリ外傷はRoper-Hall Grade IVに達する重症例が多く、アンモニアによる暴行が最も重篤な転帰を示したと報告されている1)

アルカリ性物質の主な原因物質を以下に示す。家庭用品でも重篤な眼外傷を引き起こす点に注意が必要である。

原因物質含まれる製品例特徴
水酸化ナトリウムカビ取り剤、排水管洗浄剤数分で前房到達
アンモニアヘアカラー剤、工業用洗浄剤瞬時に角膜浸透
水酸化カリウム工業用洗浄剤高い組織浸透性
石灰・セメント建設資材(消石灰・生石灰)職業性外傷に多い
生石灰(酸化カルシウム)乾燥剤、建材発熱反応を伴う

酸性物質と比較すると、アルカリは脂質をケン化し細胞を融解壊死させる。凝固蛋白によるバリアを形成しないため深部浸透性が高く、前房内まで到達して虹彩炎白内障緑内障を引き起こす。このためアルカリ外傷は酸外傷より全般的に重篤な障害を来しやすい。

Q アルカリ外傷はなぜ酸外傷より重篤なのか
A

アルカリは水酸基イオンにより細胞膜の脂質をケン化(鹸化)し、融解壊死を起こす。酸が凝固蛋白によるバリアを形成して表層で障害をとどめる(強酸・フッ化水素酸を除く)のに対し、アルカリはバリアを形成せず短時間で角膜深部・前房内に浸透する。アンモニアは瞬時に角膜を浸透し、水酸化ナトリウムは数分で前房に到達して虹彩炎外傷性白内障続発緑内障を引き起こす。

アルカリ熱傷後の輪部虚血(鼻下方):白色無血管の輪部と周囲の結膜充血
Eslani M, Baradaran-Rafii A, Movahedan A, Djalilian AR. The Ocular Surface Chemical Burns. J Ophthalmol. 2014;2014:196827. Figure 1. DOI: 10.1155/2014/196827. PMCID: PMC4106115. License: CC BY.
アルカリ熱傷受傷8日後の前眼部。鼻下方の輪部に血管網が消失した白色虚血域(無血管輪部)が明瞭に確認でき、周囲の結膜充血・浮腫を呈している。本文「主な症状と臨床所見」の項で扱う輪部虚血(bloodless limbus)に対応する。
  • 眼痛:軽症例では異物感・灼熱感。重症例では激痛
  • 視力低下角膜混濁・浮腫、前房炎症に起因する
  • 流涙・眼瞼痙攣:化学物質の刺激による反射性反応

臨床所見(医師が診察で確認する所見)

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軽症例では結膜充血と部分的な角膜上皮欠損を認める。重症例では角膜全体が白色に混濁し、結膜壊死を伴う場合は充血を欠き白色浮腫状となる。この所見は一見軽症にみえるため注意を要する。

フルオレセイン染色による角膜上皮欠損の評価は必須の検査である。ただし角結膜上皮が広範に障害されている場合、全体が一様に薄く染色され上皮欠損がないようにみえることがあるため、過小評価に注意する。

アルカリ特有の合併症として、前房浸透による虹彩炎外傷性白内障・急性緑内障が急性期から発生しうる。瘢痕期には以下の合併症が問題となる。

病期主な合併症
急性期角膜上皮欠損角膜実質浮腫・混濁、前房炎症、高眼圧
修復期遷延性角膜上皮欠損角膜融解
瘢痕期瞼球癒着、偽翼状片角膜血管侵入、角膜混濁、結膜嚢短縮
Q 重症のアルカリ外傷で充血がないのはなぜか
A

重症のアルカリ外傷では結膜の広範な壊死が起こり、結膜血管も障害される。壊死組織は白く浮腫状となり、充血を欠く白色の外観を呈する。このため一見「充血がない=軽症」と誤判断されやすい。実際には輪部血管も含めた広範な虚血を示しており、重篤な予後が予想される所見である。

アルカリ性物質の浸透程度は薬剤の種類・pH・濃度・接触時間・受傷範囲によって決まる。

アンモニアの組織透過性は特に高く、瞬時に角膜実質を浸透して前房に到達する。水酸化ナトリウム(カビ取り剤など)でも数分で前房に達し、角膜内皮虹彩水晶体を障害する。

リスク要因として以下が挙げられる。

  • 職業暴露:建設業(セメント・石灰)、清掃業(強アルカリ洗浄剤)、美容業(ヘアカラー剤)
  • 家庭内事故:カビ取り剤・排水管洗浄剤・ヘアカラー剤の誤使用
  • 暴行:アンモニア散布による暴力的行為。最重症例が多い1)
  • 小児:乾燥剤(生石灰)や洗剤の誤使用。1歳未満に発生ピーク1)
Roper-Hall Grade IV アルカリ熱傷:フルオレセイン染色による広範な角膜上皮欠損と重篤な輪部虚血
Eslani M, Baradaran-Rafii A, Movahedan A, Djalilian AR. The Ocular Surface Chemical Burns. J Ophthalmol. 2014;2014:196827. Figure 2. DOI: 10.1155/2014/196827. PMCID: PMC4106115. License: CC BY.
Roper-Hall Grade IVのアルカリ熱傷。フルオレセイン染色により角膜全体の上皮欠損(緑色蛍光域)が確認でき、輪部から4 mm以上に及ぶ重篤な結膜虚血・壊死(黄白色壊死組織)が広範に認められる。本文「診断と検査方法」の項で扱うRoper-Hall分類Grade IVに対応する。

受傷後の診察は以下のフローで進める。洗眼処置は眼科的な評価よりも優先される。

  1. 問診:原因物質の種類・濃度・接触時間・受傷時刻を確認
  2. 前眼部観察結膜角膜の状態、残存異物の有無を確認
  3. pH測定:試験紙で涙液のpHを測定し、中性(pH 7〜7.2)でなければ直ちに洗眼開始
  4. 洗眼処置:生理食塩液での洗眼・残存異物の除去
  5. pH再確認:洗眼後20分にpHを再確認。組織内残留物質による再上昇がありうるため必須
  6. 詳細診察フルオレセイン染色→木下分類で重症度判定→視力眼圧眼底検査

木下分類はPOV(palisade of Vogt:輪部に存在する角膜上皮幹細胞ニッチ)の残存程度を基準に、初診時の細隙灯顕微鏡所見から予後を推測できる重症度分類である。

木下分類所見予後
Grade 1結膜充血角膜上皮欠損なし良好
Grade 2結膜充血、部分的角膜上皮欠損良好
Grade 3a結膜部分的壊死、全角膜上皮欠損、POV一部残存比較的良好
Grade 3b結膜部分的壊死、全角膜上皮欠損、POV完全消失不良
Grade 4半周以上の輪部結膜壊死、全角膜上皮欠損、POV完全消失不良

Roper-Hall分類は角膜混濁の程度と輪部虚血の範囲に基づく4段階分類である1)。Dua分類はRoper-Hall Grade IVをさらに3段階(Dua grade IV:輪部関与50〜75%、grade V:75〜100%、grade VI:100%)に細分化した1)。早期羊膜移植の効果はDua grade IV・Vでは認められるが、grade VIでは限定的とされている1)

輪部虚血の評価にはAS-OCTA(前眼部光干渉断層血管撮影)が有用である。臨床評価のみでは輪部虚血の範囲を過小評価する傾向があり、AS-OCTAによる客観的評価は予後予測の精度を高める2)

急性期には高度な眼圧上昇を来すことがあり、iCare®などを用いた眼圧測定が必要である。固形物飛入が疑われる場合は、散瞳検査により外傷性白内障前房出血網膜剥離の有無を確認する。

Q 木下分類とRoper-Hall分類はどう使い分けるか
A

木下分類はPOV(角膜上皮幹細胞ニッチ)の残存の有無に着目しており、上皮再生の可否を直接反映するため予後予測に優れる。Grade 3aと3bの分岐(POV残存か完全消失か)が治療方針を大きく左右する。Roper-Hall分類は角膜混濁の程度と輪部虚血の範囲を組み合わせた国際的な4段階分類であり、Dua分類はRoper-Hall Grade IVを重症度別に3細分化して外科的治療適応の判断に役立てる1)

アルカリ熱傷の重症度と治癒時間は、直ちに大量の洗眼を行うことで軽減される。最初の洗眼までの時間が視力予後に大きく影響する。

  • 現場での洗眼:水道水の蛇口を上向きにするかホースを使い、20分以上継続する
  • 眼科での洗眼:点眼麻酔後、生理食塩水または乳酸リンゲル液500〜2,000mLで結膜嚢内を洗浄。重症のアルカリ外傷では30分以上の洗眼を行う
  • 洗眼液の選択:水道水は低張液であり角膜実質への水分流入を増加させるため、等張液(生理食塩液・乳酸リンゲル液)が望ましい
  • pH再確認:洗眼20分後にpHを再確認し、必要なら再洗浄する

重症度別の薬物治療方針を以下に示す。

Grade 1・2(軽〜中等度)

抗菌薬点眼:感染予防のためニューキノロン系点眼を使用

ステロイド点眼:0.1%ベタメタゾン等の局所投与で炎症を抑制

散瞳薬:硫酸アトロピン点眼で虹彩炎予防・疼痛軽減を図る

予後:多くの場合、外用薬のみで治癒し予後良好

Grade 3b・4(重症)

ステロイド全身投与:約1週間集中的に行い漸減する

眼圧管理:高浸透圧薬点滴、炭酸脱水酵素阻害薬内服、緑内障点眼薬を処方

上皮再生促進:保護用ソフトコンタクトレンズ(SCL)装用、涙点プラグ挿入

注意:NSAIDs点眼は上皮修復を遅延させるため使用しない

急性期(受傷後〜数週間)

壊死組織の除去・羊膜移植(炎症沈静化と上皮化促進)が行われる。テノン嚢形成術は輪部強膜虚血に対してテノン嚢輪部まで前進させ血管供給を回復させる手技であり、重症化学外傷における眼球温存手術として有用である2)。術後の再上皮化率は高いが、瞼球癒着が最も一般的な合併症である2)

亜急性期・瘢痕期(Grade 3a)

輪部機能が保たれている場合は角結膜上皮が再生し、時に偽翼状片角膜混濁を残して軽快する。早期上皮化を期するため、羊膜被覆術を施行することもある。

瘢痕期(Grade 3b・4)

輪部上皮が完全に欠損した重症例では輪部機能が消失し、結膜上皮が角膜へ侵入する。遷延性角膜上皮欠損から角膜融解・穿孔に至ることもある。瘢痕期には次のような眼表面再建術を検討する。

  • 角膜上皮形成術(KEP):遷延性角膜上皮欠損に対して施行
  • 角膜輪部移植(オート/アロ)輪部幹細胞の補充
  • 羊膜移植(グラフト・カバー):炎症抑制・上皮化促進
  • 培養上皮細胞シート移植:自家または同種の培養上皮細胞を用いる
  • 角膜移植(表層・全層):遷延性上皮欠損から穿孔を来した場合

慢性期(受傷後1か月以上の上皮欠損遷延)

瘢痕期に角膜混濁が残存する場合、角膜混濁が中央部のみでPOVがある程度保たれていれば表層または全層角膜移植を行う。POVが完全に消失し角膜上を結膜組織が被覆している場合は、KEP・輪部移植・羊膜移植で眼表面を再建した後に角膜移植を行う。内皮型拒絶反応を回避する目的で、DALK(deep anterior lamellar keratoplasty:深部前部層状角膜移植)を選択できる場合がある。

両眼性の重症化学外傷では、フェムト秒レーザー支援の大口径層状角膜輪部移植により輪部幹細胞角膜実質を同時移植する一段階手術が報告されており、良好な視力改善が得られた3)

Q 洗眼はどのくらいの時間行えばよいか
A

現場では最低20分以上継続し、可能な限り長く行うことが望ましい。重症のアルカリ外傷では眼科受診後も30分以上の洗眼を行う。水道水は入手しやすいが低張液であるため、眼科では生理食塩液や乳酸リンゲル液など等張液による洗眼が推奨される。洗眼は眼科的評価より優先すべき処置であり、来院前に十分な洗眼が済んでいるかどうかが予後に大きく影響する。

6. 病態生理学・詳細な発症機序

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化学外傷の障害程度は薬剤の種類・pH・濃度・接触時間・受傷範囲によって決まる。

アルカリ性物質は水酸基イオンにより細胞膜の脂質をケン化(鹸化)し、細胞を融解壊死させる。蛋白質を融解して角膜深部に到達するため、酸と比較してより深部まで障害が及びやすい。凝固蛋白によるバリアを形成しないため、短時間で角膜実質深部・前房内まで浸透する。

前房に浸透したアルカリは虹彩炎外傷性白内障・急性緑内障(急性期の高度な眼圧上昇)を引き起こす。アンモニアは特に透過性が高く瞬時に角膜を浸透し、水酸化ナトリウムは数分で前房に到達する。

輪部のPOV(palisade of Vogt)に存在する角膜上皮幹細胞の障害程度が予後を決定する。

  • Grade 1〜3a(POV残存)角膜上皮が広範囲に欠損していても輪部上皮は残存しているため、時間はかかるが角膜上皮は再生し予後は比較的良好
  • Grade 3b〜4(POV完全消失):透明な角膜上皮としての再生は困難となる。透明性の低い結膜が血管侵入を伴いながら角膜を覆う(結膜化)

結膜化の進行に伴い、杯細胞の障害によるムチン減少・涙液層の不安定化・瞼球癒着結膜嚢短縮が眼表面環境をさらに悪化させる。輪部虚血は角膜輪部幹細胞疲弊症(LSCD)の発症リスクを高め、角膜瘢痕形成と永続的な視力障害につながる2)

  • 急性期(受傷〜7日):角結膜上皮の障害と急性炎症が主体
  • 初期修復期(8〜21日):上皮再生の試みと炎症の遷延
  • 後期修復期・瘢痕期(22日以降):瘢痕化・結膜化・眼表面環境の安定または悪化

難症例では眼表面再建術でも改善困難なことが多く、受傷直後の洗眼処置とその後の適切な治療が眼表面の予後を左右する重要な因子といえる。

AS-OCTAは化学外傷急性期の輪部虚血を客観的に定量化し、臨床評価のみでは過小評価されやすい虚血範囲をより正確に評価できる。最終的な視力予後との相関も良好であり、既存の重症度分類体系への統合が期待されている2)

フェムト秒レーザー支援の大口径層状角膜輪部移植は、両眼性の重症化学外傷に対して輪部幹細胞角膜実質を一段階で移植できる術式である。従来の用手的解離に比べ均一な層状切開が可能であり、良好な視力改善が報告されている3)

フェムト秒レーザー応用は症例数が限られており、長期的な有効性の確立にはさらなる研究が必要である3)AS-OCTAの標準化と重症度分類体系への組み込みが今後の課題となっている2)

  1. Chemical injuries of the eye. Ann Eye Sci. 2023;8:13.
  2. Sharma S, Kate A, Donthineni PR, Basu S, Shanbhag SS. The role of Tenonplasty in the management of limbal and scleral ischemia due to acute ocular chemical burns. Indian journal of ophthalmology. 2022;70(9):3203-3212. doi:10.4103/ijo.IJO_3148_21. PMID:36018089; PMCID:PMC9675520.
  3. Lin L, Xu Y, Ou Z, Zhuo K, Tian D, Chen J, et al. Femtosecond laser-assisted large-diameter lamellar corneal-limbal keratoplasty in ocular chemical burns. American journal of ophthalmology case reports. 2025;37:102246. doi:10.1016/j.ajoc.2024.102246. PMID:39839915; PMCID:PMC11745959.

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