Réticulation conventionnelle du collagène
La procédure conventionnelle de CXL telle que décrite dans le protocole de Dresde en 2003 , sa version modifiée en 2008 , et le protocole de Sienne s’applique aux cornées dont l’épaisseur stromale minimale est de 400 μm, et consiste à retirer les 7 à 9 mm centraux de l’épithélium cornéen, puis à instiller une solution isoosmolaire de riboflavine 0.1 % dans du dextran 20 %. L’irradiation par UVA (370 nm) à raison de 3 mW/cm2 d’UVA pendant 30 minutes (5,4 J/cm2) sur 8 mm de diamètre de la cornée centrale est initiée après saturation du stroma par la riboflavine. L’efficacité de ce protocole est étayée par de nombreuses études depuis son introduction en 2003.
Kymionis et al. ont appliqué la procédure CXL conventionnelle sur 14 cornées fines dont l’épaisseur cornéenne minimale était inférieure à 400 μm (fourchette 340-399 μm) après ablation de l’épithélium. Une amélioration de l’acuité visuelle à distance non corrigée (UDVA), de l’acuité visuelle à distance corrigée (CDVA) et une réduction des lectures kératométriques moyennes ont été enregistrées au cours des 12 mois de suivi. Cependant, malgré l’absence de complications cliniquement évidentes, une réduction significative de la densité des cellules endothéliales de 2733 à 2411 cellules/mm2 a été observée en postopératoire. Le film de riboflavine isoosmolaire à 0,1 % avec 20 % de dextran a été mesuré pour avoir une épaisseur d’environ 70 μm après 1 minute d’instillation et est resté stable pendant 22 minutes . Avec le film de riboflavine-dextrane, l’irradiance des UVA dans le stroma cornéen humain à 400 μm a été mesurée à 0,21 mW/cm2, ce qui est bien inférieur au niveau de cytotoxicité mentionné précédemment sur lequel est basée la limitation fixée de l’épaisseur minimale du stroma deepithelialisé de 400 μm. Par conséquent, l’absorption et le blindage des UVA par le film de riboflavine peuvent avoir empêché les dommages à l’endothélium. Néanmoins, un suivi plus long et une plus grande série de patients sont essentiels pour évaluer la sécurité et l’efficacité du CXL conventionnel en application clinique dans les cornées fines.
Solution de riboflavine hypoosmolaire
La cornée a une pression de gonflement inerte , ce qui signifie que le stroma cornéen a tendance à augmenter son volume dans un environnement isooncotique. La cornée profondément athélialisée peut gonfler jusqu’à doubler son épaisseur normale lorsqu’elle est irriguée avec une solution hypoosmolaire . Hafezi et ses collègues ont appliqué cette méthode pour augmenter l’épaisseur de la cornée avant le CXL dans les cornées fines. Après élimination de l’épithélium, de la riboflavine isoosmolaire à 0,1-20 % dextran a été appliquée sur la cornée pendant 30 minutes. La riboflavine hypoosmolaire sans dextran à 0,1 % a ensuite été administrée jusqu’à ce que l’épaisseur cornéenne au point le plus fin atteigne 400 μm, avant le début de l’irradiation UVA. Les auteurs ont rapporté une stabilisation de la kératectasie dans 20 yeux traités avec cette approche. Une étude ultérieure de Raiskup et al. a appliqué de la riboflavine hypoosmolaire à 0,1 % après le débridement épithélial jusqu’à ce que la cornée saturée en riboflavine atteigne le minimum de 400 μm. Dans cette étude, un an après le traitement, la CDVA et la valeur kératométrique sont restées inchangées et aucun dommage à la cornée sous la forme de lésions cicatricielles détectables dans le stroma n’a été enregistré. Des résultats similaires ont été rapportés par Wu et al. Au contraire, dans les yeux traités avec une solution de riboflavine isoosmolaire, une cicatrice stromale permanente avait tendance à se développer dans les cornées fines après le CXL . Gu et al. ont utilisé une solution de riboflavine hypoosmolaire à 0,1 % comme solution de saturation et de gonflement dans 8 cornées fines ayant subi une procédure de CXL. Ils ont signalé une légère diminution de la densité des cellules endothéliales 3 mois après le traitement.
Le gonflement préopératoire de la cornée élargit le spectre des indications du CXL aux cornées plus fines. Cependant, Hafezi et ses collègues ont rapporté un cas où le CXL n’a pas pu arrêter la progression du kératocône dans une cornée très fine (épaisseur minimale de 268 μm après élimination de l’épithélium), malgré le fait que le gonflement avec une solution de riboflavine hypoosmolaire ait augmenté l’épaisseur à 406 μm et qu’aucune réaction endothéliale indésirable n’ait été observée en postopératoire. Les auteurs ont donc émis l’hypothèse qu’il existe une épaisseur stromale minimale, encore à déterminer, nécessaire pour que le CXL soit efficace. Ils ont suggéré une épaisseur stromale minimale de 330 μm ou plus avant le gonflement, lors de l’utilisation d’une solution de riboflavine hypoosmolaire.
Kaya et al. et Soeters et al. ont effectué des mesures peropératoires de l’épaisseur de la cornée pendant le CXL avec une solution de riboflavine hypoosmolaire sur des cornées fines. Ils ont constaté que l’effet de gonflement artificiel était transitoire et que les lectures pachymétriques les plus fines diminuaient significativement après 10 et 30 minutes d’application de riboflavine isoosmolaire (avec dextran), avec ou sans irradiation UVA. L’amincissement de la cornée profonde après instillation d’une solution isoosmolaire de riboflavine à 0,1-20 % de dextran a également été signalé dans d’autres études. Les auteurs ont déduit que la réduction de l’épaisseur de la cornée était induite par l’effet hyperoncotique du dextran. Vetter et al. ont évalué l’effet modulateur de diverses compositions de riboflavine à 0,1 et 0,2 % sur l’épaisseur de la cornée centrale dans des yeux porcins frais post-mortem. Aucune corrélation entre l’osmolarité de la composition et le comportement de gonflement des cornées traitées n’a été observée, alors qu’une corrélation inversée a été vérifiée entre la concentration de dextran et l’effet de gonflement. Parallèlement, la diminution de l’absorption et de l’effet de protection du film hypoosmolaire de riboflavine plus fin sur la cornée, par l’application de la riboflavine hypoosmolaire sans dextran seul, augmenterait le niveau d’irradiation dans le stroma, mettant l’endothélium en danger. Par conséquent, la cornée devrait être gonflée à une épaisseur supérieure à 400 μm ou la concentration de riboflavine dans la solution hypoosmolaire pourrait être augmentée. Il a donc été suggéré que le développement de nouvelles solutions de riboflavine avec des propriétés isooncotiques pour créer un film stable pourrait augmenter la sécurité du CXL . En outre, l’absence de la résistance à l’évaporation fournie par l’épithélium cornéen et/ou une augmentation de l’activité de la pompe endothéliale peuvent également contribuer à l’amincissement de la cornée. Il a été proposé que le retrait du spéculum de la paupière pendant la saturation en riboflavine et l’utilisation de dispositifs d’irradiation avec un temps d’irradiation plus court (et une puissance plus élevée) pourraient être avantageux. Il pourrait également être important de surveiller l’épaisseur de la cornée tout au long du traitement CXL. On peut s’attendre à ce que le CXL ait moins d’effet sur la biomécanique des cornées artificiellement gonflées en raison de la concentration relative plus faible de collagène dans le stroma hydraté. Des études de suivi à long terme portant sur cette question sont justifiées.
Réticulation du collagène transépithélial
Des substances telles que le chlorure de benzalkonium, l’acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) et le trométamol, surtout lorsqu’elles sont combinées, améliorent la perméabilité épithéliale des macromolécules hydrophiles, telles que la riboflavine . En ajoutant les activateurs pour aider la riboflavine à pénétrer dans le stroma cornéen à travers l’épithélium intact, le CXL peut être réalisé sans débridement épithélial (CXL transépithélial). Il a été proposé (mais non prouvé) que le CXL transépithélial réduise la douleur postopératoire précoce, l’aggravation temporaire de la vision, ainsi que les complications telles que la kératite infectieuse après un CXL conventionnel. En outre, les cornées plus fines peuvent être traitées de manière plus sûre par le CXL transépithélial par rapport au CXL conventionnel, car l’endothélium est mieux protégé par l’effet de filtrage des UVA de l’épithélium intact.
Dans une étude bilatérale, Filippello et al. ont utilisé le trométamol et l’EDTA de sodium comme amplificateurs et ont appliqué le CXL transépithélial à 20 yeux kératectasiques dont l’épaisseur cornéenne moyenne (épithélium compris) était de 412 ± 21 μm . Le traitement CXL transépithélial a semblé stopper la progression du kératocône dans tous les yeux traités sur un suivi de 18 mois. Il a également permis des améliorations statistiquement significatives de toutes les mesures de résultats visuels et topographiques, alors que les yeux controlatéraux non traités ont montré une aggravation de tous les paramètres. Spadea et al, qui ont utilisé un protocole similaire sur des cornées fines, ont confirmé son effet sur la stabilisation des yeux kératoconiques. Cependant, l’amélioration visuelle et topographique était minime. Aucune lésion des cellules endothéliales n’a été observée dans l’une ou l’autre des études.
Wollensak et al ont estimé une augmentation de 64 % de la rigidité de la cornée chez l’homme avec un CXL transépithélial utilisant des anesthésiques topiques et du chlorure de benzalkonium comme exhausteurs, contre une augmentation de 320 % lors de l’utilisation d’un CXL avec désépithélialisation . La sécurité et la reproductibilité de l’étude de Filippello et al. ont récemment été remises en question, car la profondeur de la ligne de démarcation postopératoire dans leur étude n’était que d’environ 100 μm, contrairement à environ 300 μm dans le CXL conventionnel avec débridement épithélial. Seiler et Hafezi ont été les premiers à signaler la ligne de démarcation après le CXL et ont établi un lien entre la profondeur de la ligne et celle de la mort des kératocytes après le CXL, mesurée par microscopie confocale . Ils ont suggéré que la ligne représentait la zone de transition entre le stroma antérieur réticulé et le stroma postérieur non traité. Il n’est pas clair si la ligne de démarcation moins profonde en utilisant l’approche transépithéliale était due à une pénétration limitée de la riboflavine dans le stroma ou si elle était le résultat d’une pénétration réduite de la lumière UVA par l’écran de l’épithélium cornéen intact imprégné de riboflavine. Le CXL transépithélial assisté par ionophorèse, utilisant un système d’administration non invasif basé sur un petit courant électrique, a récemment été conçu pour améliorer la pénétration de la riboflavine dans le stroma cornéen. Les résultats précliniques ont montré que l’iontophorèse était capable d’augmenter la concentration de riboflavine dans le stroma cornéen par rapport au CXL transépithélial assisté par enhancer, mais n’atteignait pas les concentrations précédemment atteintes avec le CXL conventionnel sans épithélium. La ligne de démarcation après le CXL transépithélial assisté par iontophorèse semblait moins facile à distinguer et moins profonde que dans le cas du CXL conventionnel, mais elle présentait des caractéristiques plus similaires à celles du CXL conventionnel en termes de profondeur et de visualisation, par rapport au CXL transépithélial assisté par amplificateur. En général, il existe un consensus au sein de la communauté scientifique sur le fait que les protocoles actuels de CXL transépithélial ne sont pas aussi efficaces que le CXL conventionnel sans épithélium .
Technique de débridement épithélial personnalisé
Kymionis et al. ont réalisé un CXL avec un débridement épithélial personnalisé guidé par pachymétrie dans un œil kératoconique et un œil kératectasique post-LASIK dont le stroma le plus fin était inférieur à 400 μm. Dans cette approche CXL modifiée, un diamètre de 8,0 mm d’épithélium cornéen a été retiré ; laissant une petite zone localisée d’épithélium cornéen correspondant à la zone la plus fine au-dessus de l’apex du cône. Les auteurs ont suggéré l’utilisation de riboflavine hypoosmolaire pendant l’irradiation UVA pour éviter la déshydratation du stroma cornéen et pour maintenir la concentration stromale de riboflavine. Neuf mois après l’opération, la topographie est restée stable et aucune altération de la densité des cellules endothéliales n’a été détectée dans les yeux traités. Cependant, une étude ultérieure de Kaya et al. a suggéré que l’épithélium recouvrant la zone du cône épargnait le stroma situé en dessous de l’effet du CXL. Quatre semaines après le traitement, un voile stromal et une ligne de démarcation ont été détectés dans les zones cornéennes où l’épithélium avait été débridé, mais pas dans les zones où l’épithélium était intact ; le stroma profondément épithélialisé en dehors de la région du cône présentait une apoptose totale des kératocytes et un œdème en forme de nid d’abeille, alors qu’il était minime sous l’épithélium intact . En revanche, Mazzotta et al ont démontré une apoptose des kératocytes à une profondeur moyenne de 160 μm sous l’îlot épithélial par rapport à 250 μm sous la zone désépithélialisée dans 10 yeux avec un suivi d’un an.
Une étude précédente a démontré que l’absorption stromale de la riboflavine après un quadrillage du débridement épithélial de pleine épaisseur était hétérogène, avec une pénétration complète dans le stroma immédiatement sous les zones de débridement épithélial et aucune pénétration dans le stroma sous l’épithélium intact . Une saturation inadéquate en riboflavine et la capacité de l’épithélium à absorber le rayonnement UVA peuvent entraîner une réduction de l’effet du CXL dans la zone du cône et affecter l’efficacité de l’ensemble de la procédure. L’efficacité à long terme de cette procédure CXL modifiée avec un plus grand nombre de patients doit être évaluée.
La réticulation du collagène assistée par lentille de contact
Le CXL assisté par lentille de contact (CACXL) a été introduit par Jacob et al. Une lentille de contact souple jetable quotidienne Soflens (14 mm de diamètre, 8.6 mm de courbure basale ; Bausch & Lomb) de 90 μm d’épaisseur en hilafilcon et sans filtre UV a été immergée dans de la riboflavine isoosmolaire à 0,1 % dans du dextran pendant 30 minutes, avant d’être appliquée sur la cornée profondément athélialisée et saturée en riboflavine. L’irradiation UVA de 3,0 mW/cm2 pendant 30 minutes a été initiée après la confirmation que l’épaisseur cornéenne minimale incluant la lentille de contact et le film de riboflavine était supérieure à 400 μm. La solution de riboflavine a été instillée toutes les 3 minutes pendant l’irradiation UVA afin de maintenir la saturation cornéenne et de conserver l’uniformité du film de riboflavine pré-cornéen et pré-lentille de contact. Le film de riboflavine précornéen avec lentille de contact a créé un milieu d’absorption dans l’espace précornéen en augmentant artificiellement l’épaisseur du » filtre à riboflavine « .
Dans les 14 yeux traités par CACXL, les auteurs ont signalé une augmentation moyenne de l’épaisseur cornéenne minimale de 108 μm si la lentille de contact et le film de riboflavine étaient inclus. Au terme d’un suivi moyen de 6,1 ± 0,3 mois (fourchette : 6-7 mois), la profondeur postopératoire moyenne de la ligne de démarcation stromale a été mesurée à 252,9 μm. Aucune perte significative d’endothélium ni aucun signe de dommage endothélial postopératoire n’ont été observés. Aucun changement significatif de la CDVA, ou de la valeur kératométrique maximale moyenne n’a été détecté en postopératoire, bien qu’une diminution de 1 D de la valeur kératométrique maximale ait été observée dans 4 yeux (28,5 %).
L’avantage du CACXL est qu’il ne dépend pas des propriétés de gonflement de la cornée et que la cornée n’est pas soumise à un œdème, ce qui peut provoquer des plis de la membrane de Descemet et des dommages endothéliaux. Cependant, l’irradiation de surface au niveau du stroma cornéen est réduite de 40 à 50 % dans le CACXL, en raison de l’absorption par le film de riboflavine et la lentille de contact trempée. En outre, la diffusion de l’oxygène, qui s’est avérée cruciale dans le processus du CXL, pourrait être entravée par la lentille de contact. Par conséquent, l’effet du CXL pourrait être réduit. La petite population de patients, le suivi court et l’absence d’un groupe de contrôle sont les limites de l’étude.