Mảnh ghép vòng giác mạc (ICRS) và Cơ sinh học giác mạc

Tổng quan nhanh

Định nghĩa: Mảnh vòng nội mô (ICRS) là các mảnh ghép tổng hợp được đặt trong nhu mô ngoại vi của giác mạc.

Mục đích: Làm phẳng trung tâm giác mạc thông qua hiệu ứng rút ngắn cung, cải thiện loạn thị không đều và tật khúc xạ.

Chỉ định: Dùng trong các bệnh giãn giác mạc như keratoconus, thoái hóa rìa giác mạc Pellucid, và giãn giác mạc sau LASIK.

Kết hợp CXL: Khi kết hợp với cross-linking giác mạc, có thể tạo hiệu quả hiệp đồng giúp ngừng tiến triển và cải thiện chức năng thị giác.

Giới hạn: Không phải là phương pháp chữa khỏi keratoconus, mà là can thiệp điều trị nhằm trì hoãn nhu cầu ghép giác mạc.

1. Đoạn vòng nội giác mạc (ICRS) là gì?

Đoạn vòng nội giác mạc (ICRS) là mảnh ghép nội giác mạc tổng hợp được giới thiệu vào năm 1987 để điều chỉnh cận thị. Chúng được đặt bên ngoài vùng quang học trung tâm của giác mạc, ở độ sâu khoảng 2/3 nhu mô.

ICRS hoạt động như một miếng đệm giữa các lớp giác mạc. Chúng làm ngắn chiều dài cung trung tâm tương ứng với độ dày của thiết bị (hiệu ứng rút ngắn cung). Kết quả là phần trung tâm của bề mặt trước giác mạc trở nên phẳng hơn, trong khi các vùng ngoại vi lân cận vị trí đặt vòng bị đẩy về phía trước.

Theo định luật Barraquer, thêm mô vào vùng ngoại vi giác mạc sẽ làm phẳng trung tâm. ICRS là liệu pháp sử dụng nguyên lý này. Thiết bị càng dày và đường kính càng nhỏ thì hiệu quả điều chỉnh khúc xạ càng lớn.

Ban đầu được dùng để điều chỉnh cận thị, nhưng do giới hạn về phạm vi điều chỉnh và các vấn đề như loạn thị do gây ra, hiện nay chúng được xem là can thiệp điều trị cho các bệnh giãn giác mạc như keratoconus và giãn giác mạc sau LASIK.

Q ICRS có thể chữa khỏi keratoconus triệt để không?

ICRS không phải là phương pháp điều trị triệt để keratoconus. Đây là một lựa chọn phẫu thuật thay thế nhằm giảm loạn thị không đều và cải thiện thị lực, ít nhất là trì hoãn nhu cầu ghép giác mạc. Khi kết hợp với cross-linking giác mạc (CXL), hiệu quả ngừng tiến triển được bổ sung.

2. Triệu chứng chính và dấu hiệu lâm sàng

Hình ảnh hiệu ứng cơ sinh học giác mạc của ICRS

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.

Hình ảnh cắt ngang dưới đèn khe cho thấy hai ICRS hình cung được đặt trong nhu mô giác mạc. Có thể quan sát cấu trúc nhu mô xung quanh vòng, độ sâu đặt vòng và hình dạng giác mạc sau phẫu thuật.

Triệu chứng chủ quan

Trong các bệnh giãn giác mạc có chỉ định ICRS, các triệu chứng sau đây xuất hiện. Than phiền chính là giảm thị lực do loạn thị không đều tiến triển. Thường không thể đạt được điều chỉnh đầy đủ bằng kính gọng hoặc kính áp tròng mềm.

Dấu hiệu lâm sàng

Trong bệnh giác mạc hình chóp, quan sát thấy sự nhô ra và mỏng đi ở vùng trung tâm đến cận trung tâm của giác mạc. Chụp bản đồ giác mạc cho thấy mô hình dốc hơn ¹⁾. Những thay đổi về cơ sinh học giác mạc xảy ra trước những thay đổi về hình thái ¹⁾.

Sau khi đặt ICRS, bản đồ giác mạc cho thấy sự làm phẳng tổng thể giác mạc, di chuyển đỉnh giác mạc về phía trung tâm, duy trì tính phi cầu của giác mạc và giảm sự bất thường bề mặt.

3. Nguyên nhân và Yếu tố nguy cơ

Căn nguyên của bệnh giãn giác mạc, một bệnh có chỉ định đặt ICRS, là đa yếu tố.

Sự phân hủy collagen giác mạc là bản chất của sự mỏng đi ¹⁾. Quan sát thấy sự gia tăng ma trận metalloproteinase (MMPs) và giảm TIMP ¹⁾. Sự gia tăng IL-6, TNF-α và MUC-9 trong nước mắt gây ra apoptosis tế bào giác mạc ¹⁾.

Dụi mắt là yếu tố nguy cơ chính của bệnh giác mạc hình chóp ¹⁾. Có mối liên quan với các bệnh dị ứng (viêm mũi dị ứng, hen suyễn, chàm, viêm kết mạc mùa xuân) ¹⁾.

Giãn giác mạc sau LASIK có thể xảy ra khi phẫu thuật khúc xạ laser được thực hiện trên giác mạc hình chóp tiềm ẩn không được phát hiện trước phẫu thuật ¹⁾. Sự mỏng đi của lớp nền mô đệm còn lại và sự yếu đi của cấu trúc giác mạc có liên quan.

4. Chẩn đoán và Phương pháp xét nghiệm

Để chẩn đoán giãn giác mạc, khuyến cáo sử dụng kết hợp chụp cắt lớp giác mạc (hình ảnh Scheimpflug hoặc OCT) và đánh giá cơ sinh học giác mạc ²⁾.

Chỉ số	Đặc điểm
TBI (Chỉ số cơ sinh học chụp cắt lớp)	Chỉ số tích hợp hình thái và cơ sinh học. Hiệu suất chẩn đoán cao ²⁾
CBI (Chỉ số Cơ sinh học Giác mạc)	Chỉ số đáp ứng biến dạng giác mạc do luồng khí ²⁾
CRF (Hệ số Kháng Giác mạc)	Phản ánh độ cứng tổng thể của giác mạc ²⁾

Vì một chỉ số đơn lẻ có thể dẫn đến âm tính giả, nên thực hiện sàng lọc toàn diện kết hợp chụp cắt lớp giác mạc và đánh giá cơ sinh học ²⁾. Trong bệnh giác mạc hình chóp, thay đổi cơ sinh học xảy ra trước thay đổi hình thái, do đó hữu ích cho phát hiện sớm ¹⁾.

5. Phương pháp điều trị tiêu chuẩn

Các loại sản phẩm ICRS

Intacs

Hình dạng: Mặt cắt lục giác, đường kính ngoài 8,0 mm, đường kính trong 6,8 mm.

Độ dày: 0,21–0,45 mm (tăng dần 0,05 mm) để điều chỉnh hiệu ứng khúc xạ.

Intacs SK: Đường kính trong 6 mm, mặt cắt hình bầu dục cho các trường hợp nặng (K ≥57 D).

Phê duyệt: Sản phẩm ICRS duy nhất được FDA Hoa Kỳ phê duyệt.

Ferrara / KeraRings

Mặt cắt: Hình tam giác (giảm sợ ánh sáng nhờ hiệu ứng lăng kính).

Vùng quang học: 4,5–6,0 mm, nhỏ hơn Intacs nên hiệu quả làm phẳng mạnh hơn.

Chiều dài cung: Có nhiều lựa chọn từ 90° đến 355°.

Chỉ định: Chủ yếu dùng để điều chỉnh khúc xạ trong bệnh giác mạc hình chóp.

Kỹ thuật phẫu thuật

Các phương pháp tạo kênh bao gồm bóc tách cơ học và laser femtosecond¹⁾. Độ sâu cấy ghép thường là 70-80% độ dày giác mạc. Với laser femtosecond, kênh được tạo với độ sâu và đường kính chính xác dựa trên bản đồ đo độ dày¹⁾.

Kết quả phẫu thuật

Sự thay đổi độ cong giác mạc trung bình sau khi cấy ICRS dao động từ 2,14 đến 9,60 D. Đã ghi nhận sự giảm công suất cầu, loạn thị và tương đương cầu. Được cho là hiệu quả nhất ở bệnh giác mạc hình chóp mức độ trung bình (dưới 58,0 D)¹⁾. Tuy nhiên, sự thay đổi loạn thị đôi khi khó dự đoán¹⁾.

Biến chứng

Biến chứng	Ghi chú
Nhiễm trùng	Đã được báo cáo ở cả hai phương pháp
Thủng trong mổ	Cơ học: thủng trước. Laser: kênh không hoàn chỉnh
Đẩy hoặc di lệch đoạn cấy	Có thể xảy ra đặc biệt khi cấy nông
Sẹo giác mạc / tan rã giác mạc	Hiếm gặp nhưng ảnh hưởng đến thị lực
Lắng đọng trong lớp	Xuất hiện ở tới 74%. Bao gồm lipid và tế bào giác mạc, ít ảnh hưởng đến chức năng thị giác¹⁾

Kết hợp với CXL (Liên kết chéo giác mạc)

ICRS đơn thuần có thể không ngăn được tiến triển của bệnh giác mạc hình chóp. Kết hợp với CXL đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc ngăn tiến triển và cải thiện chức năng thị giác¹⁾.

Thực hiện đồng thời ICRS + CXL cho kết quả tốt hơn về sai số khúc xạ cầu và steep-K so với thực hiện CXL trước hoặc ICRS trước¹⁾. Báo cáo của Chan và cộng sự cho thấy kết hợp Intacs + CXL hiệu quả hơn Intacs đơn thuần trong cải thiện bệnh giác mạc hình chóp³⁾.

Đoạn vòng nội mô giác mạc đồng loại (CAIRS) là phương pháp thay thế được báo cáo lần đầu vào năm 2017, trong đó các vòng được lấy từ mô giác mạc của người hiến¹⁾. Kết quả dài hạn của việc kết hợp với CXL đang được chờ đợi.

Q Lợi ích của việc kết hợp ICRS và CXL là gì?

ICRS cải thiện hình dạng giác mạc và thị lực, nhưng đơn thuần có thể không ngăn được tiến triển của bệnh giác mạc hình chóp. CXL làm tăng độ cứng của giác mạc thông qua liên kết chéo collagen, mang lại hiệu quả ngăn tiến triển. Sự kết hợp cả hai mang lại hiệu quả hiệp đồng cải thiện hình dạng và ngăn tiến triển. Thực hiện đồng thời cho kết quả tốt nhất.

6. Sinh lý bệnh và cơ chế chi tiết

Mô đun đàn hồi của giác mạc là chỉ số định lượng về tính chất biến dạng đàn hồi khi có lực tác dụng. Trong bệnh giác mạc hình chóp, mô đun đàn hồi giảm do những thay đổi bệnh lý ở nhu mô.

Sự giảm mô đun đàn hồi là do sự phân hủy và thoái hóa của các sợi collagen²⁾. Điều này khởi động chu kỳ suy sụp cơ sinh học. Mức độ căng thẳng tăng lên và phân bố lại, dẫn đến giác mạc trở nên dốc hơn và mỏng hơn²⁾. Ở những vùng mỏng, căng thẳng cục bộ càng tăng, tạo thành vòng luẩn quẩn làm xấu đi tình trạng lồi.

ICRS can thiệp vào vòng luẩn quẩn này thông qua cơ chế sau.

ICRS được đặt như một miếng đệm giữa các lớp giác mạc làm ngắn chiều dài cung. Làm phẳng giác mạc trung tâm phân phối lại độ cong, cũng dẫn đến phân phối lại ứng suất. Trong một số trường hợp, nó có thể phá vỡ chu kỳ tiến triển của bệnh giác mạc hình chóp.

Hiệu quả của ICRS liên quan chặt chẽ đến đặc điểm cấu trúc của khung collagen của nhu mô. Nhu mô chiếm 90% độ dày giác mạc, và các đặc tính cơ học của nó quyết định cơ sinh học của toàn bộ giác mạc.

Q Ảnh hưởng của ICRS lên cơ sinh học giác mạc có vĩnh viễn không?

Hiệu quả của bản thân ICRS kéo dài miễn là mảnh ghép còn tồn tại trong giác mạc. Tuy nhiên, sự thoái lui của điều chỉnh cầu có thể được quan sát thấy trong trung và dài hạn, và chỉ riêng ICRS có thể không ngăn chặn hoàn toàn sự tiến triển của bệnh giác mạc hình chóp. Trong trường hợp biến chứng, vòng có thể được loại bỏ, và sau khi loại bỏ, giác mạc thường trở lại trạng thái ban đầu.

7. Nghiên cứu mới nhất và triển vọng tương lai

Những tiến bộ trong đánh giá cơ sinh học giác mạc đang được chú ý. Các chỉ số mới như TBI và CBI bổ sung cho các chỉ số hình thái học truyền thống và cải thiện độ chính xác phát hiện bệnh giác mạc hình chóp giai đoạn sớm ²⁾. Đánh giá tích hợp các chỉ số cơ sinh học và chụp cắt lớp giác mạc được báo cáo là cải thiện độ chính xác dự đoán của phẫu thuật khúc xạ hơn 25% ²⁾.

Một phân tích tổng hợp về việc sử dụng kết hợp CXL và ICRS, trên 6 nghiên cứu với thời gian theo dõi 12 tháng, cho thấy thủ thuật đồng thời vượt trội hơn so với CXL trước đó về sai số khúc xạ cầu và flat-K, và vượt trội hơn cả CXL trước đó và ICRS trước đó về steep-K. ¹⁾

CAIRS là một phương pháp tiếp cận mới sử dụng mô giác mạc của người hiến tặng, và được kỳ vọng có lợi thế về tính tương thích sinh học so với mảnh ghép tổng hợp ¹⁾. Các báo cáo kết quả dài hạn bao gồm sử dụng kết hợp với CXL đang được chờ đợi.

Có báo cáo rằng nguy cơ sai số khúc xạ tồn dư sau KLEx (chiết xuất thấu kính giác mạc) cao hơn 2-3 lần ở bệnh nhân có độ cứng giác mạc thấp ²⁾, làm tăng tầm quan trọng của đánh giá cơ sinh học trước phẫu thuật.

8. Tài liệu tham khảo

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.