La iontoforesi corneale consiste nel trasferimento di molecole, fornite di carica ionica, all’interno dei tessuti da trattare, grazie ad un campo elettrico a bassa intensità. Tra queste molecole sono da annoverare diversi farmaci. La rapidità di passaggio delle molecole ioniche può essere aumentata variando l’intensità di corrente applicata o le caratteristiche della preparazione.
Sfruttando il principio fisico della migrazione ionica da un polo all’altro, vengono preparati specifici farmaci polarizzati contenenti o ioni positivi, o ioni negativi, o entrambi (bipolari). Questi farmaci polarizzati vengono applicati agli elettrodi secondo la loro polarità: ad esempio, se il farmaco è di polarità positiva sarà applicato all’elettrodo positivo, se di polarità negativa all’elettrodo negativo, se bipolare indifferentemente all’uno o all’altro, mentre l’altro polo viene posto su una zona limitrofa al distretto da trattare.
Pertanto applicando l’elettrodo con il farmaco sulla zona da trattare e l’altro ad una distanza massima di circa 10/20 cm, la corrente veicolerà il farmaco all’interno dei tessuti, poiché gli ioni del farmaco stesso migreranno verso il polo opposto fino al completo assorbimento del medicinale.
Nella iontoforesi corneale il trattamento viene effettuato mediante l’applicazione sul paziente di due elettrodi collegati ad un generatore di corrente continua.
L’elettrodo principale (polo negativo) è contenuto in un anello in policarbonato, specifico per uso medicale, che va applicato a suzione sulla cornea da trattare; l’altro elettrodo (polo +) consiste in un “cerottino” (patch) da posizionare sulla fronte del paziente. Il flusso di corrente (a bassa intensità) tra i due elettrodi permette ad una specifica formulazione di riboflavina (RICROLIN®+), appositamente sviluppata per la somministrazione iontoforetica, di penetrare rapidamente nello stroma corneale, attraverso l’epitelio integro (quindi senza disepitelizzazione), garantendo una ottimale imbibizione.
Il flusso di cariche è possibile grazie alla corrente continua erogata da un alimentatore a batterie. L’intensità che viene erogata per la iontoforesi è di 1 mA/min (5 minuti di trattamento, 5 mA totali). La durata del trattamento viene automaticamente monitorata da un adeguato software del programma del generatore. Quando vengono raggiunti i 5 minuti di trattamento, la iontoforesi si interrompe automaticamente. In oftalmologia la iontoforesi è una tecnica ben conosciuta e documentata, e da diversi anni è oggetto di studio e pubblicazioni. Si può infatti fare riferimento alle ricerche di Frucht-Pery et al. sulla somministrazione transcorneale e transcongiuntivale del desametasone o agli studi condotti negli USA dall’azienda Eye-Gate.
La iontoforesi corneale, alla intensità di corrente di 1 mA, è risultata, nell’uomo, completamente innocua per la cornea e le altre strutture sensibili dell’occhio.
Studi sperimentali con applicazione della riboflavina mediante iontoforesi hanno dimostrato la penetrazione di questa molecola nelle cornee animali (in vivo) e nelle cornee umane (ex vivo).
La penetrazione è stata valutata sia direttamente (misurata attraverso la determinazione della concentrazione della riboflavina nello stroma corneale e nell’umor acqueo), che indirettamente (tramite la valutazione biomeccanica dell’incremento della rigidità stromale dopo CXL).
Negli studi di biomeccanica tutte le cornee sono state trattate, successivamente alla imbibizione con iontoforesi, con raggi ultravioletti (UV-A) alla dose di 3 mW/cm2 o di 10 mW/cm2 al fine di valutare l’effetto di differenti intensità di irraggiamento sulla resistenza strutturale dello stroma corneale.
I risultati a medio termine (12-18 mesi) disponibili nella letteratura scientifica (Bikbova et al., Acta Oftalmologica; Vinciguerra et al., JRS; Mastropasqua et al., EUCORNEA e ESCRS Congress 2014) dimostrano come la iontoforesi sia una tecnica efficace nello stabilizzare il cheratocono progressivo (riduzione del Kmax, nessuna variazione dello spessore corneale nel periodo di follow-up) con una moderata attivazione infiammatoria e nessun caso di haze nei pazienti trattati.
Concentrazione e diffusione della riboflavina ed effetto sulle fibre stromali
Gli studi effettuati presso l’Università di Tolosa (Malecaze et al., IOVS 2014) hanno valutato, su modello animale, la concentrazione della riboflavina (HPLC), la diffusione/distribuzione della riboflavina (microscopia a due fotoni) e le modificazioni stromali (dimensioni ed andamento delle fibre collagene mediante microscopia a due fotoni, Second Harmonic Generation) dopo CXL standard EPI-OFF versus cross-linking transepiteliale con iontoforesi ed irradiazione UV-A a 10 mW/cm2.
Gli studi hanno dimostrato che, nonostante la concentrazione di riboflavina somministrata mediante iontoforesi sia la metà rispetto al trattamento standard, la sua diffusione risulta ottimale su tutta la cornea (Fig. 3) tanto che l’effetto del CXL sulle fibre stromali è identico a quello della tecnica standard EPI-OFF (Fig. 4).
La quantità di riboflavina somministrata mediante iontoforesi risulta pertanto adeguata per ottenere un efficace cross-linkaggio dei due terzi anteriori dello stroma, simile a quello ottenuto con la tecnica standard EPI-OFF.
Concentrazione della riboflavina nelle cornee umane
Mastropasqua et al., AJO 2014, hanno effettuato uno studio di cinetica su cornee umane ex vivo per determinare le differenze di concentrazione della riboflavina nello stroma anteriore, intermedio e posteriore dopo 3 differenti procedure di imbibizione (30’ EPI-OFF con RICROLIN; 30’ EPI- ON con RICROLIN TE; 5’ Iontoforesi con RICROLIN+). Le cornee, dopo imbibizione, sono state divise in 3 slices mediante taglio con femtolaser (I: 0-150 micron; II: 151-300 micron; III: letto stro- male residuo, Fig. 5) e successivamente analizzate all’HPLC. I risultati ottenuti (Fig. 6) sono coincidenti con quelli ottenuti da Malecaze su modello animale.
La quantità di riboflavina somministrata con iontoforesi è adeguata? L’epitelio funge da schermo?
Gli studi di Malecaze su modello animale sono stati confermati da un interessante lavoro sperimentale condotto presso la Fondazione Bietti di Roma (Lombardo et al.). Lo studio ha avuto come obiettivo analizzare la diffusione (scattering) della riboflavina prima e dopo trattamento di CXL transepiteliale con iontoforesi in confronto con il trattamento CXL standard.
La iontoforesi si è dimostrata efficace nel distribuire la riboflavina nello stroma corneale attraverso l’epitelio integro. Dopo illuminazione transepiteliale della cornea con lampada UV-A da 10 mW/cm2 è stato inoltre dimostrato come la quantità di riboflavina stromale sia più che adeguata per avere un efficace cross-linking corneale (Fig. 8).
La tecnica garantisce una efficace apoptosi dei cheratociti? risulta sicura per l’endotelio?
li studi effettuati presso la Clinica di Oculistica dell’Università degli Studi di Firenze (Mencucci et al.) hanno dimostrato, su cornee umane ex vivo, come il trattamento di CXL mediante iontoforesi corneale + irraggiamen- to UV-A a 10 mW/cm2 determini una efficace apoptosi dei cheratociti nello stroma corneale per almeno 250 micron, superiore a quella che si ottiene con iontoforesi + irraggiamento UV-A a 3 mW/cm2 (Fig. 10). Nessuna cornea mostra segni di fibrosi.
Non è stato evidenziato alcun danno endoteliale e alcuna alterazione delle fibre nervose. Le conclusioni dello studio sono che la iontoforesi corneale applicata al cross-linking può essere considerata una tecnica efficace per migliorare la penetrazione della riboflavina nello stroma corneale e che l’intensità di energia di 10 mW/cm2 risulta sicura per i tessuti irradiati.
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