CRSTEurope | Accommodating IOL Designs

CRST Europe stelde een internationaal panel van vooraanstaande chirurgen de volgende vraag: Welke elementen zijn nodig in accommoderende IOL-ontwerpen om ze succesvol te maken? Hun antwoorden staan hieronder.

EDUARDO F. MARQUES, MD

Op basis van mijn ervaring zijn er vijf essentiële elementen in succesvolle accommoderende IOL-ontwerpen, zoals hieronder uiteengezet.

Nr. 1: Maak een brilonafhankelijkheid mogelijk voor alle afstanden. Een succesvolle accommoderende IOL moet voldoende pseudofakale accommodatie bieden om voor alle afstanden een brilonafhankelijkheid mogelijk te maken. Dit kan worden bereikt met een of een combinatie van de twee fysiologische veranderingen die ook in de natuurlijke lens optreden bij contractie van de ciliaire spier:

– Toename van de paraxiale sterkte van de IOL. Dit is het mechanisme dat wordt gebruikt in de Synchrony dual-optic accommoderende IOL (Abbott Medical Optics), die de relatieve afstand tussen de twee optieken van de IOL verandert met de contractie van de ciliaire spier, waardoor de paraxiale kracht toeneemt en de lens een intermediaire en nabije focus krijgt. Dit mechanisme is objectief aangetoond bij patiënten tot 4 jaar na de implantatie van de IOL. Het was ook een van de werkingsmechanismen die werden gesuggereerd voor de Crystalens accommoderende IOL (Bausch + Lomb), waarvan wordt aangenomen dat hij anterieur beweegt door samentrekking van het ciliaire lichaam, hoewel dit controversieel is.

Verhoging van de anterieure kromming van de IOL. Sommigen geloven dat dit het werkingsmechanisme is van de Crystalens, die van vorm kan veranderen door het flexibele materiaal. Bovendien bevat de tweede generatie van de dual-optic accommoderende IOL (Synchrony Vu) een centraal gebied van negatieve sferische aberratie op het oppervlak van de voorste optiek om te trachten de veranderingen na te bootsen die zich in de natuurlijke lens voordoen tijdens het samentrekken van het ciliaire lichaam. In theorie maakt deze verandering een winst van 1,00 D scherptediepte voor dichtbij mogelijk.

Nr. 2: Dezelfde optische kwaliteit garanderen als een monofocale IOL. Het belangrijkste voordeel van accommoderende IOL’s is dat dysphotopsie en verlies van contrastgevoeligheid, die kenmerkend zijn voor multifocale IOL’s, minder vaak voorkomen. Dit is te danken aan het gebruik van monofocale optiek, een eigenschap die alle beschikbare accommoderende IOLs gemeen hebben.

Nr. 3: Voortreffelijke refractieve voorspelbaarheid. Een van de punten van kritiek op de bestaande accommoderende IOLs is hun geringere refractieve voorspelbaarheid in vergelijking met multifocale IOLs. De stabiliteit en de uiteindelijke positie van een accommoderende IOL hangen grotendeels af van de grootte en de vorm van de kapselzak van de patiënt en van contractie en fibrose van de kapselzak, die het refractieve resultaat beïnvloeden. Het ontwerp van accommoderende IOLs moet een goede stabiliteit en aanpassing aan de kapselzak bieden, zodat de IOL-vermogen nauwkeurig kan worden berekend.

Nr. 4: Een gemakkelijke, veilige implantatie via een kleine incisie mogelijk maken. Kleine incisies veroorzaken minder astigmatisme, maken een sneller herstel mogelijk, en bieden meer veiligheid in vergelijking met grotere incisies. Een van de problemen met accommoderende IOL’s is de noodzaak van grotere incisies om deze complexere hulpmiddelen te implanteren.

Nr. 5: Voorkom posterieure capsulaire troebeling (PCO). Het voorkomen van PCO is een essentieel kenmerk van een succesvolle IOL. Het percentage PCO is lager bij dual-optic IOL’s dan bij single-optic, waarschijnlijk doordat het systeem open blijft, waardoor circulatie van het water in de kapselzak mogelijk is. Andere strategieën omvatten het meer gebruikelijke gebruik van een vierkante optische rand.

Eduardo F. Marques, MD, is het hoofd van de afdeling Oogheelkunde, Hospital da Cruz Vermelha Portuguesa, Portugal. Dr. Marques verklaart dat hij adviseur is van Abbott Medical Optics. Hij is te bereiken via e-mail: [email protected].

PETER MOJZIS, MD

De ontwikkeling van accommoderende IOLs om het dynamische dioptrische bereik bij presbyopische en cataractpatiënten te herstellen, is al vele jaren een uitdaging. Accomodatie bij phakakische patiënten wordt bereikt door een of een combinatie van enkele van de volgende mechanismen: beweging van de ciliaire spier, verandering van de lensvorm, en verhoogde glasvochtdruk. Helaas is de kunstmatige reproductie van het accommodatieproces een complexe aangelegenheid.

Verschillende technieken zijn gebruikt om accommoderende IOL’s te ontwikkelen, zoals anterieure beweging en steilheid van het voorste oppervlak van de IOL als gevolg van samentrekking van de ciliaire spier, zoals te zien is bij de NuLens (NuLens) en FluidVision (PowerVision) IOL’s, of anterieure vaulting en axiale beweging van de IOL, zoals te zien is bij de Crystalens en Tetraflex (Lenstec) IOL’s.

Een ander interessant concept is de vervanging van de kristallijne lens door een polymeermateriaal dat, theoretisch, de lensvorm aanneemt na polymerisatie (SmartLens; Medennium). De belangrijkste bezwaren bij deze benadering zijn lekkage van het polymeer en de ontwikkeling van PCO.

Ik ben ervan overtuigd dat het IOL-ontwerp van de Light Adjustable Lens (Calhoun Vision) geschikt kan zijn om een accommoderend effect te bereiken. Deze lens bestaat uit een lichtgevoelig siliconenmateriaal dat met behulp van ultraviolet (UV) licht op de gewenste brekingssterkte kan worden ingesteld.

Het mechanisme van accommodatie beschouwen met slechts één concept om kunstmatige accommodatie te bereiken is naar mijn mening onvoldoende. Een veelbelovend nieuw project is een lens die verschillende mechanismen combineert, de WIOL-CF (Medicem). De WIOL-CF is een polyfocale accommoderende lens die gemaakt is van een speciaal hydrogel materiaal met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van de natuurlijke lens. De lens is flexibel en zacht en heeft een diameter van 8,9 mm, vergelijkbaar met de grootte van de kristallijne lens. Het materiaal maakt het mogelijk dat de positie en de vorm van de IOL veranderen tijdens het samentrekken of ontspannen van de ciliaire spier.

Het gladde oppervlak en de grootte van de WIOL-CF dragen bij tot een perfecte centrering en stabiliteit en tot het voorkomen van PCO-vorming. Een ander belangrijk kenmerk is de polyfocaliteit van deze IOL, die ontstaat door de hyperbolische kromming. Bovendien vergemakkelijkt het additieve effect van pseudoaccomodatie het zicht dichtbij. Deze combinatie van drie werkingsmechanismen – accommodatie, pseudoaccomodatie en polyfocaliteit – kan een benadering zijn die leidt tot een functioneel niveau van gezichtsscherpte op verschillende afstanden. Om deze reden geef ik de voorkeur aan de WIOL-CF.

De ideale accommoderende IOL moet emmetropie voor veraf bieden, een voldoende groot accommoderend bereik produceren met minimale aberraties tijdens de vervorming, en moet kunnen worden geïnjecteerd via een microincisie. Het polymerisatieproces moet veilig en stabiel zijn, zonder ongewenste voorvallen. De mogelijkheid om de sterkte van de IOL aan te passen en de lens postoperatief op maat te maken is wenselijk. Het belangrijkste voordeel van deze premium IOL moet zijn dat hij op elk moment een variabele focus kan genereren, afhankelijk van de behoefte van de patiënt.

Peter Mojzis, MD, PhD, FEBO, is medisch directeur van Premium Clinic Teplice en hoofd van de oogafdeling van het regionale ziekenhuis in Havlickuv Brod, Tsjechische Republiek. Dr. Mojzis verklaart dat hij spreker en consultant is voor Carl Zeiss Meditec. Hij is te bereiken via e-mail: [email protected].

EWA MRUKWA-KOMINEK, MD, PHD

Om de elementen van succesvolle accommoderende IOL-ontwerpen te bepalen, moeten we eerst het mechanisme van accommodatie begrijpen, dat al minstens sinds de tijd van Helmholtz wordt bestudeerd. Tijdens cataractchirurgie wordt de natuurlijke kristallijne lens vervangen door een prothetische IOL met een vaste sterkte om emmetropie te produceren. Aangezien de natuurlijke lens van sterkte verandert op verschillende afstanden van het brandpunt, moeten accommoderende IOL’s ook de mogelijkheid hebben om de sterkte van de lens te veranderen. Zij moeten zodanig worden ontworpen dat de sterkte of de brandpuntsafstand van het oog verandert naargelang de natuurlijke inspanningen van de patiënt om zich aan te passen.

Bij de ontwikkeling van accommoderende lenzen is ernaar gestreefd de eigenschappen van de natuurlijke kristallijne lens zo dicht mogelijk te benaderen. Deze elementen kunnen worden onderverdeeld in materiaal, ontwerp en functie. Het materiaal van een accommoderende IOL moet het mogelijk maken de refractiesterkte te veranderen. De IOL moet een grootte hebben die dicht bij die van de natuurlijke lens ligt (10 mm), een hydratatie die dicht bij 62% watergehalte ligt, en een brekingsindex die dicht bij 1,43 ligt. De lens moet ook een glad, sterk gehydrateerd oppervlak hebben, bestand zijn tegen eiwitadsorptie en celaanhechting, en niet-verblindende optiek hebben met een antireflecterend oppervlak, een negatieve lading en een materiaal dat UV-licht absorbeert.

Huidig is de accommoderende IOL die het meest lijkt op de natuurlijke lens de bioanaloge accommoderende polyfocale lens WIOL-CF. Deze heeft grote, niet-verblindende, continue hyperbolische asferische optiek en een plano-convexe lens met volledige schijf tot 9 mm. De configuratie met volledige schijf resulteert in zelfconcentratie, uitstekende stabiliteit, weerstand tegen dislocatie en een zonevrije optiek, waardoor een uitstekende contrastgevoeligheid wordt verkregen. Een continue overgang tussen de optiek en de rand geeft geen randeffecten, waardoor het nachtzicht wordt verbeterd en schittering wordt geminimaliseerd.

De scherpgerande continue rand en het gladde, convexe hyperbolische oppervlak van de WIOL-CF hechten zich nauw aan het achterste kapsel en laten geen penetratie van cellen achter de lens toe, waardoor de lens bestand is tegen PCO. De asferische hyperboloïde optiek verbetert de scherptediepte. Het watergehalte van het WIOL-CF materiaal is 42%, en de brekingsindex is 1,43, vergelijkbaar met die van de natuurlijke lens. De lage brekingsindex resulteert in een minimale oppervlaktereflectie en verblinding ’s nachts. De lens is gemaakt van een zeer biocompatibel materiaal en heeft een glad, negatief geladen oppervlak, wat de weerstand tegen proteïnen, celhechting en PCO beïnvloedt en geen hechting aan weefsel veroorzaakt. Een andere belangrijke eigenschap is dat de lens via een kleine incisie kan worden ingebracht.

Pseudophakic accommodatie kan het gevolg zijn van verschillende mechanismen. De nabijfocus kan in de eerste plaats het gevolg zijn van de vervorming van de lens – een gevolg van de samentrekking van de ciliaire spier en de ondersteuning van de achterzijde van het glasachtig lichaam – en de vertefocus kan het gevolg zijn van lenspolyfocaliteit, anterior-to-posterior beweging en vormrelaxatie. Een lensontwerp dat rekening houdt met deze combinatie van mechanismen kan het algehele visuele resultaat van patiënten verbeteren.

De WIOL-CF bereikt zijn resultaten dankzij het unieke ontwerp en het materiaal dat is ontwikkeld om de eigenschappen van de natuurlijke kristallijne lens te evenaren. Implantatie herstelt veel van de kenmerken van de jonge natuurlijke kristallijne lens in termen van optiek, functie en positie in het oog. De lens voorziet het netvlies en de hersenen van uitgebreide en begrijpelijke visuele informatie. Daarom vertegenwoordigt de WIOL-CF een toonaangevende technologie voor de behandeling van cataract en presbyopie bij patiënten die meer eisen dan een goede gezichtsscherpte op geselecteerde, vooraf gedefinieerde afstanden.

Ewa Mrukwa-Kominek MD, PhD, is hoogleraar aan de afdeling Oogheelkunde van de Silezische Universiteit voor Geneeskunde, Katowice, en waarnemend medisch directeur van het Universitair Centrum voor Oogheelkunde en Oncologie SUM, Katowice, Polen. Professor Mrukwa-Kominek meldt dat zij honoraria voor lezingen en reizen ontvangt van Rayner Intraocular Lenses, Medicem, en Alcon. Zij is lid van de redactieraad van CRST Europe en kan worden bereikt via e-mail: [email protected].

DOMINIQUE PIETRINI, MD

Echt accommoderende IOLs vormen onze grootste uitdaging met betrekking tot presbyopiecorrectie na cataractchirurgie. Het accommoderende effect van deze IOLs hangt af van veel factoren, vooral van de lens en het optische ontwerp.

Ten eerste moeten onderzoekers en fabrikanten rekening houden met de variabiliteit van de grootte van de kapselzak, die kan variëren van 9 tot 12 mm, volgens Mana Therani, MD.1 De meeste recent ontworpen accommoderende IOLs proberen de natuurlijke vorm van de kristallijne lens na te bootsen, en de relatie tussen de IOL en de equator van de kapselzak is de basis van een betrouwbare overdracht van de krachten die door de werking van de ciliaire spier op de kapselzak worden uitgeoefend. Deze voorwaarde is van cruciaal belang voor alle typen accommoderende IOL’s, die gebaseerd zijn op verplaatsing van de optiek om een maximaal en optimaal herhaalbaar effect op de beweging van de optiek te verkrijgen. De IOL moet in contact kunnen blijven met de evenaar in zakken van elke grootte of moet op maat worden gemaakt op basis van preoperatieve evaluatie van de grootte van de kapselvormige zak. Het ideale volume van de lens moet ook in het ontwerp worden geïntegreerd, vooral voor lensvullingstechnieken.

De meeste accommoderende IOLs op basis van optische verplaatsing (single- en dual-optic lenzen) zijn van nature instabiel. Bij het ontwerp van de IOL moet rekening worden gehouden met postoperatieve veranderingen in de toestand van de kapselzak, zoals krimp en variabele veranderingen in de kapselreactie, afhankelijk van de aanwezigheid van achtergebleven lensepitheelcellen (LEC’s). De aanwezigheid van LEC’s leidt tot anterieure capsulaire fibrose, die de accommoderende respons kan beïnvloeden als gevolg van veranderingen in de capsulaire elasticiteit. De fibreuze metaplasie van de voorste LECs kan de fixatie van de lens verbeteren, maar het kan ook leiden tot decentratie van instabiele optiek. Anderzijds kan grondige reiniging van anterieure LEC’s leiden tot instabiliteit van de IOL en capsulaire verdunning, zoals onlangs is gesuggereerd door David J. Spalton, MD.2

Controle van postoperatieve capsulaire troebeling en fibrose zal de voorspelbaarheid en herhaalbaarheid van het effect verbeteren en het veld openen voor lensvullingstechnieken, waaronder Phaco-Ersatz3 en de SmartLens. Grote optieken en kleine incisies zijn verplicht om optimale resultaten en een goede kwaliteit van het zicht te bereiken.

De optische component speelt ook een belangrijke rol bij pseudoaccommodatie. Bij single-optic IOLs, waaronder de Crystalens, 1CU (HumanOptics) en Tetraflex, zal de anterieure verplaatsing van de optiek nooit voldoende zijn om volledige accommodatie te bieden; deze modus is ook afhankelijk van de sterkte van de lens, waarbij de voorkeur uitgaat naar hogere lensvermogens. Voor een beter effect moet de optiek worden verbeterd door een asferische component toe te voegen of door de centrale sterkte met de werking van de ciliaire spier te wijzigen. Voor dual-optic IOL’s is dit effect theoretisch belangrijker, en evolutie van het ontwerp, met een betere transmissie van ciliariskrachten naar de anterieure optiek, zou de prestatie moeten verbeteren.

Over het geheel genomen is accommodatieherstel een gebied van de oogheelkunde waarin onderzoek en studie zullen leiden tot verbeteringen in ons begrip van het accommodatieproces, en deze zullen resulteren in beter presterende accommodatie-IOLs met nieuwe ontwerpen en concepten.

Dominique Pietrini, MD, praktiseert in de Clinique de la Vision, Parijs. Dr. Pietrini verklaart dat hij geen financieel belang heeft in de genoemde producten of bedrijven. Hij is te bereiken op tel: +33 1 58 05 2000; e-mail: [email protected].

Tehrani M, Dick HB, Krummenauer F, et al. Capsule measuring ring to predict capsular bag diameter and follow its course after foldable intraocular lens implantation. J Cataract Refract Surg. 2003;29:2127-2134.
Spalton DJ, Russell SL, Evans-Gowing R, Eldred JA, Wormstone IM. Effect of total lens epithelial cell destruction on intraocular lens fixation in the human capsular bag. J Cataract Refract Surg. 2014;40(2):306.
Parel JM, Gelender H, Trefers WF, Norton EW. Phaco-Ersatz: cataractchirurgie ontworpen om accommodatie te behouden. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1986;224(2):165-173.

DIMITRA M. PORTALIOU, MD

De vraag naar een permanente en bevredigende oplossing voor de behandeling van presbyopie heeft geleid tot de groei en ontwikkeling van talrijke typen accommoderende IOLs. De unieke ontwerpen en eigenschappen van accommoderende IOLs zijn gericht op het overwinnen van accommoderende achteruitgang en het bieden van brilloos dichtbijzicht aan patiënten na cataractchirurgie.

Er zijn verschillende elementen die essentieel zijn voor een succesvol en functioneel accommoderend IOL-ontwerp. Ten eerste moet de lens worden gemaakt van een zeer biocompatibel materiaal dat de functie van de lens op lange termijn garandeert (d.w.z. geen glinstering, lage PCO rate, geen calcificatie en geen afzettingen). Benadrukt moet worden dat PCO niet alleen moet worden gezien als een barrière die voorkomt dat licht het netvlies bereikt (wat kan worden opgelost met Nd:YAG laser), maar in breder perspectief als een marker van capsulaire fibrose die de accommoderende eigenschappen kan ondermijnen van elk IOL ontwerp dat vertrouwt op vormverandering of anteroposterieure beweging.

Een succesvolle accommoderende IOL moet worden geïmplanteerd met een standaard implantatiemethode en via een redelijk kleine incisie (bij voorkeur kleiner dan 2,5 mm); de procedure moet ongecompliceerd zijn en een betrouwbaar, herhaalbaar resultaat opleveren. De beschikbaarheid van torische correctie is ook een must, evenals een hoge contrastgevoeligheid in zowel fotopische als mesopische lichtomstandigheden om de compromissen en veiligheidsproblemen van de huidige multifocale technologieën te vermijden.

Hoewel het aantrekkelijk kan zijn om te streven naar het accommoderende bereik van een jonge natuurlijke kristallijne lens (5.00 tot 10,00 D), is het belangrijk te beseffen dat een lager doel (2,00 tot 3,00 D, wat overeenkomt met het gezichtsvermogen van 40-jarigen) wellicht beter haalbaar is en een eenvoudige, betrouwbare operatie met goede resultaten op lange termijn mogelijk maakt, in vergelijking met sommige experimentele concepten die naar een hoger bereik streven. Tenslotte moet de IOL gepaard gaan met een laag niveau van verblinding en andere ongewenste optische verschijnselen.

Een van de momenteel beschikbare accommoderende IOLs die de meeste van de bovengenoemde kwaliteiten lijkt te combineren is de WIOL-CF, vooral vanwege het ontwerp dat de eigenschappen van de kristallijne lens nabootst; onze ervaring is dat met deze lens hoge percentages tevredenheid bij de patiënt en onafhankelijkheid van de bril zijn waargenomen.

Dimitra M. Portaliou, MD, praktiseert aan de Universiteit van Kreta, School of Health Sciences, Institute of Vision and Optics, in Kreta, Griekenland. Dr. Portaliou verklaart dat zij geen financieel belang heeft in de genoemde producten of bedrijven. Zij is te bereiken op tel.: +30 2810371800; fax: +30 2810394653; e-mail: [email protected].

MAGDA RAU, MD

In het algemeen kunnen de huidige accommoderende IOL-ontwerpen in drie categorieën worden onderverdeeld: vaulting single-optic, vaulting dual-optic, en optic-reshaping. Optische modellen maken gebruik van de natuurlijke accommoderende mechanismen van het oog om vermogensverandering te bereiken door anterieure en posterieure beweging van de optiek; optisch verfrissende modellen maken gebruik van dezelfde mechanismen om de optiek opnieuw vorm te geven.

De beperking van enkelvoudig-optische modellen is hun beperkte accommoderende vermogensbereik. Ik heb ongeveer 300 van deze IOL’s (1CU) geïmplanteerd; het accommoderende effect van deze lenzen was 0,50 tot 1,00 D, hoewel IOL’s met hogere sterktes, 23,00 D en meer, een iets groter effect bereikten (1,50 D). Bij patiënten bij wie het accommoderende effect in het eerste oog onbevredigend was, berekende ik, om hun gezichtsscherpte in de nabijheid te verbeteren, een licht myopisch refractiestreefcijfer (-0,50 tot -1,00 D) voor het tweede, niet dominante oog.

Van wat ik de afgelopen 10 jaar heb geleerd over het gebruik van accommoderende IOL’s, moet een succesvol ontwerp rekening houden met een aantal cruciale elementen om veilige, voorspelbare en effectieve resultaten te bereiken. Ten eerste moet het accommodatie aandrijvende concept van de IOL betrouwbaar zijn en niet worden beïnvloed door kenmerken van de kapselzak of door uitrekking van de kapselzak, en moet het ten minste 2,00 tot 3,00 D variabele focus opleveren.

Na verloop van tijd zal bij elke IOL kapselfibrose ontstaan rond de haptiek van de lens. Bij conventionele IOL’s helpt deze fibrose de IOL in de kapselzak te stabiliseren; bij accommoderende IOL’s kan dit verschijnsel echter ook het accommoderende effect van de IOL minimaliseren of tenietdoen. Daarom mag ten tweede het effect van capsulaire fibrose het accommodatiemechanisme op lange termijn niet beïnvloeden. Ten derde moet een accommoderende IOL zijn accommoderende amplitude via meer dan één mechanisme bereiken. De Akkolens (Akkolens International) bijvoorbeeld gebruikt een ander mechanisme van verschuivende optiek, en de lens wordt in de sulcus geplaatst. PCO treedt in vele gevallen op over een periode van 5 jaar, afhankelijk van lensmateriaal en optiekontwerp. Daarom, ten vierde, moet het ontwerp een manier bieden om Nd:YAG capsulotomie veilig en effectief uit te voeren zonder verlies van accommodatie.

Hoewel de meeste accommoderende IOLs niet de optische aberraties veroorzaken die bij multifocale IOLs worden gezien, kunnen accommoderende ontwerpen met kleine optiek dergelijke problemen veroorzaken bij patiënten met een grote pupilgrootte. Ten slotte is het vermogen om de postoperatieve refractie betrouwbaar en voorspelbaar te richten van het grootste belang.

Magda Rau, MD, is het hoofd van de Augenklinik Cham en Refractive Privatklinik-Dr.Rau in Cham, Duitsland, en Oogcentrum Prag, Tsjechië. Dr. Rau verklaart dat zij geen financieel belang heeft in de genoemde producten of bedrijven. Zij is lid van de redactieraad van CRST Europe en kan worden bereikt op tel: +49 9971 861076; e-mail: [email protected].