Keratokonus: Biomechanik ex vivo

Abstract

Zusammenfassung Hintergrund Der Keratokonus geht mit einer Veränderung der kornealen Biomechanik einher. Mittels Nanoindentation kann eine ortsaufgelöste Charakterisierung biomechanischer Eigenschaften an humanem Hornhautgewebe erfolgen. Ziel der Studie ist die Erfassung der biomechanischen Eigenschaften von Hornhäuten mit Keratokonus im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe mit Spendergewebe, das nicht zur Transplantation geeignet ist. Methoden 17 Gewebeexplantate von Patienten mit Keratokonus und 10 gesunde, nicht für Transplantationszwecke geeignete Hornhäute wurden in die Studie eingeschlossen. Alle Proben wurden für mindestens 24 h in Kulturmedium mit 15% Dextran äquilibriert. Anschließend erfolgte die Nanoindentation bis in eine Tiefe von 25 µm bei einer Kraftzunahme von 300 µN/min. Ergebnisse Insgesamt wurden 2328 ortsaufgelöste einzelne Nanoindentationsmessungen durchgeführt. In der Keratokonusgruppe (1802 Indentationen) lag das mittlere Elastizitätsmodul bei 23,2 kPa (± 15,0 kPa). In der Kontrollgruppe (526 Indentationen) lag das mittlere Elastizitätsmodul bei 48,7 kPa (± 20,5 kPa). Im Wilcoxon-Test zeigte sich der Unterschied als statistisch signifikant. Schlussfolgerung Mittels Nanoindentation konnte ex vivo bei Hornhäuten mit Keratokonus im Vergleich zu Hornhäuten ohne Keratokonus ein signifikant geringeres und damit weicheres Elastizitätsmodul gefunden werden. Diese Ergebnisse sind eine Basis für die Initiierung weiterer Studien, um ein besseres Verständnis über die pathologisch veränderte korneale Biomechanik bei Keratokonus zu entwickeln.