Hornhaut-Iontophorese besteht aus der Übertragung von ionisch geladenen Molekülen in die zu behandelnden Gewebe mittels eines elektrischen Feldes mit geringer Intensität. In diesen Molekülen sind verschiedene Medikamente enthalten. Die Transitgeschwindigkeit der ionischen Moleküle kann durch Variieren der elektrischen Stromstärke oder der Eigenschaften des Mittels erhöht werden.
Durch die Ausnutzung des physikalischen Prinzips der ionischen Migration von Pol zu Pol werden spezifisch polarisierte Arzneimittel hergestellt, die positive oder negative Ionen, oder beide (bipolare), enthalten. Diese polarisierten Arzneimittel werden je nach ihrer Polarität an die Elektroden angelegt: Zum Beispiel; wird das Medikament, wenn es eine positive Polarität hat, an die positive Elektrode angelegt. Wenn es negativ ist, wird es auf die negative Elektrode angelegt und wenn es bipolar ist, kann jede Elektrode verwendet werden, während der entgegengesetzte Pol auf einen Bereich neben der zu behandelnden Stelle gesetzt wird.
Daher wird durch Aufbringen der Elektrode mit dem Wirkstoff auf den Behandlungsbereich und der anderen auf einem maximalen Abstand von etwa 10/20 cm der elektrische Strom das Arzneimittel in das Gewebe eingebracht, da die Ionen des Arzneimittels bis zum entgegengesetzten Pol wandern, bis die vollständige Absorption stattgefunden hat.
Für die Hornhaut-Iontophorese-Behandlung wird ein Paar Elektroden, das mit einem Gleichstromgenerator verbunden ist, auf den Patienten aufgebracht.
Die Hauptelektrode (Minuspol) ist in einem speziellen medizinischen Polykarbonatring enthalten, der durch Saugwirkung auf die zu behandelnde Hornhaut aufgetragen wird. Die andere Elektrode (+Pol) ist ein „kleines Pflaster“ (Patch), das an der Stirn des Patienten befestigt wird. Der Stromfluss (bei geringer Intensität) zwischen den beiden Elektroden ermöglicht einer spezifiellen Zubereitung von Riboflavin (RICROLIN®+), die speziell für die iontophoretische Verabreichung entwickelt wurde, schnell durch das intakte Epithel (also ohne Deepithelialisierung) in das Hornhautstroma einzudringen, was eine optimale Imprägnierung gewährleistet.Der Ladefluss ist durch den Dauerstrom möglich, der von einer stromliefernden Batterie stammt. Die Stromstärke bei der Iontophorese beträgt 1 mA. (5 Minuten Behandlung entsprechen einer abgegebenen Dosis von insgesamt 5 mA.Minuten). Das Behandlungsintervall wird automatisch durch eine Timer-Software im Generator überwacht. Am Ende der 5-minütigen Behandlungsperiode stoppt die Iontophorese automatisch. In der Augenheilkunde ist die Iontophorese eine bekannte und weit dokumentierte Technik, die seit mehreren Jahren Gegenstand von Studien und Publikationen ist. Wir können auf die Forschung von Frucht-Pery et al. zur transcornealen und transkonjunktivalen Verabreichung von Dexamethason oder die in den USA durch das Unternehmen Eye-Gate durchgeführten Studien verweisen.
Die Hauptelektrode (Minuspol) ist in einem speziellen medizinischen Polykarbonatring enthalten, der durch Saugwirkung auf die zu behandelnde Hornhaut aufgetragen wird. Die andere Elektrode (+Pol) ist ein „kleines Pflaster“ (Patch), das an der Stirn des Patienten befestigt wird. Der Stromfluss (bei geringer Intensität) zwischen den beiden Elektroden ermöglicht einer spezifiellen Zubereitung von Riboflavin (RICROLIN®+), die speziell für die iontophoretische Verabreichung entwickelt wurde, schnell durch das intakte Epithel (also ohne Deepithelialisierung) in das Hornhautstroma einzudringen, was eine optimale Imprägnierung gewährleistet. Der Ladefluss ist durch den Dauerstrom möglich, der von einer stromliefernden Batterie stammt. Die Stromstärke bei der Iontophorese beträgt 1 mA. (5 Minuten Behandlung entsprechen einer abgegebenen Dosis von insgesamt 5 mA.Minuten). Das Behandlungsintervall wird automatisch durch eine Timer-Software im Generator überwacht. Am Ende der 5-minütigen Behandlungsperiode stoppt die Iontophorese automatisch. In der Augenheilkunde ist die Iontophorese eine bekannte und weit dokumentierte Technik, die seit mehreren Jahren Gegenstand von Studien und Publikationen ist. Wir können auf die Forschung von Frucht-Pery et al. zur transcornealen und transkonjunktivalen Verabreichung von Dexamethason oder die in den USA durch das Unternehmen Eye-Gate durchgeführten Studien verweisen.
Für die Hornhaut-Iontophorese am Menschen ist der Strom von 1 mA völlig unschädlich für die Hornhaut und andere empfindliche Strukturen des Auges. Experimentelle Untersuchungen mit der Anwendung von Riboflavin unter Verwendung von Iontophorese haben gezeigt, wie dieses Arzneimittelmolekül tierische Hornhäute (in vivo) und menschliche Hornhäute (ex vivo) durchdringt. Die Durchdringung wurde sowohl direkt (durch die Bestimmung der Konzentration von Riboflavin im Hornhautstroma und im wässrigen Humor) als auch indirekt (durch die biomechanische Bewertung der Zunahme der Stromstabilität nach CXL) gemessen.
In biomechanischen Studien wurden alle Hornhäute nach Befeuchtung durch Iontophorese mit UV-Strahlen (UV-A) in Dosierungen von 3 mW/cm2 oder 10 mW/cm2 behandelt, um die Wirkung unterschiedlicher Strahlungsintensitäten auf die strukturelle Festigkeit der Hornhautstroma behandelt.
Die mittelfristigen Ergebnisse (12-18 Monate) in der wissenschaftlichen Literatur (Bikbova et al., Acta Ophthalmology, Vinciguerra et al., JRS, Mastropasqua et al., EUCORNEA und ESCRS Congress 2014) zeigen, dass die Iontophorese eine effektive Technik für die Stabilisierung von progressivem Keratokonus (Reduktion von Kmax, keine Veränderung der Hornhautdicke in der Nachbeobachtungsperiode) mit einer moderaten entzündlichen Aktivierung und ohne Fälle von Trübung bei behandelten Patienten ist.
Konzentration und Diffusion von Riboflavin und Wirkungen auf Stromazellen
Untersuchungen an der Universität Toulouse (Malecaze et al., IOVS 2014) haben in Tiermodellen die Konzentration von Riboflavin (HPLC), die Verbreitung/Verteilung von Riboflavin (Zwei-Photonen-Mikroskopie) und stromale Veränderungen (Größe und Evolution von Kollagenfasern mittels Zwei-Photonen-Mikroskopie, Second Harmonic Generation) nach CXL EPI-OFF Standard gegen transepitheliale Vernetzung mit UV-A-Bestrahlung und Iontophorese bei 10 mW/cm2.
Studien haben gezeigt, dass, obwohl die Konzentration des mittels Iontophorese verabreichten Riboflavins die Hälfte dessen beträgt, was bei der Standardbehandlung angewendet wird, seine Diffusion über die gesamte Hornhaut optimal ist (Abb. 3), so dass die Wirkung der CXL auf Stroma-Fasern identisch ist mit der, die mit der EPI-OFF-Standardtechnik erreicht wurde (Abb. 4).
Die Menge an Riboflavin, die durch Iontophorese verabreicht wird, reicht daher für eine effiziente Vernetzung der beiden vorderen Drittel des Stromas aus, ähnlich wie bei der EPI-OFF-Standardtechnik.
Konzentration von Riboflavin bei menschlichen Hornhäuten
Mastropasqua et al., AJO 2014 führten eine Untersuchung der Kinetik der menschlichen Hornhaut ex vivo durch, um die Konzentrationsunterschiede von Riboflavin im anterioren, intermediären und hinteren Stroma nach 3 verschiedenen Absorptionsverfahren (30 ‚EPI-OFF mit RICROLIN 30 ‚Epi-oN mit RICROLIN TE, 5‘ Iontophorese mit RICROLIN +) zu bestimmen. Die Hornhäute wurden nach der Imprägnierung durch Schneiden mit Femtolaser (I: 0-150 Mikrometer, II: 151-300 Mikrometer, III: Rest-Letto-Stroma, Abb. 5) in 3 Scheiben unterteilt und dann mittels HPLC analysiert. Die erzielten Ergebnisse (Abb. 6) sind konsistent mit denen, die von Malecaze an Tiermodellen erhalten wurden.
Ist die Menge des durch Inotophorese verabreichten Riboflavins ausreichend? Funktioniert das Epithel als Abschirmung?
Die Studien von Malecaze an Tiermodellen wurden durch eine interessante experimentelle Arbeit der Bietti-Stiftung in Rom (Lombardo et al.) bestätigt. Die Studie hatte das Ziel, die Diffusion (Streuung) von Riboflavin vor und nach der transepithelialen CXL-Behandlung mit Iontophorese im Vergleich zur Standard-CXL-Behandlung zu analysieren.
Die Iontophorese war bei der Verteilung von Riboflavin im Hornhautstroma durch das intakte Epithel wirksam. Nach der transepithelialen Beleuchtung der Hornhaut mit UV-A mit einer 10 mW/cm2-Lampe wurde auch gezeigt, dass die Menge an stromalem Riboflavin für eine effektive Hornhautvernetzung mehr als ausreichend ist (Abb. 8).
Gewährleistet die Technik eine wirksame Keratozyten-Apoptose? Ist sie für das Endothel sicher?
Untersuchungen an der Ophthalmologie-Klinik der Universität von Florenz (Mencucci et al.) an menschlichen Hornhäuten ex vivo haben gezeigt, wie die Behandlung von CXL unter Verwendung von Hornhaut-Iontophorese + UV-A-Strahlung mit 10 mW/cm² eine wirksame Apoptose von Keratocyten im Hornhautstroma für mindestens 250 Mikrometer bestimmte, größer als die durch Iontophorese + UV-A-Strahlung mit 3 mW/cm2 erhaltene (Abb. 10). Die behandelten Hornhäute zeigten keine Anzeichen von Fibrose. Es gab keine Hinweise auf endotheliale Schäden und keine Veränderung der Nervenfasern. Die Studie ergab, dass die Hornhaut-Iontophorese, die bei der Vernetzung angewendet wird, als eine wirksame Technik zur Verbesserung der Penetration von Riboflavin in das Hornhautstroma angesehen werden kann und dass die Energieintensität von 10 mW/cm² für das bestrahlte Gewebe sicher ist.
