השתלת קרנית מלאכותית
רקע עבור השתלת קרנית מלאכותית
השתלת קרנית מלאכותית מבוססת על שימוש בשתל קרנית אשר עשויה, לפחות בחלקה, מחומר גלם סינטטי אשר באה לתת מענה אופטי, מבני, ותפקודי למטופלים אשר סובלים מעיוורון על רקע מחלה בקרנית העין. ישנם כ-4.9 מיליון אנשים עם עיוורון דו-צדדי משני למחלה בקרנית ברחבי העולם, המהווים 12% מסך העיוורון העולמי. הסיבות השכיחות הן פתולוגיות של הקרנית הקדמית כגון טרכומה, קרטיטיס זיהומית, טראומה בעיניים ופציעות כימיות , כל אלו יותר נפוצים במדינות מתפתחות. להשתלת קרנית ראשונית (השתלת קרנית למלרית או השתלת קרנית בעובי מלא) יש שרידות שתל גבוה של 87% ו-93% לאחר שנה ו-72% עד 73% לאחר 5 שנים בעיניים לא מורכבות. הישרדות ההשתלה יורדת בעיניים בהן עברו השתלות חוזרת ובעיניים מורכבות, למרות התקדמות בטכניקות השתלתה והשתלת רקמות סלקטיבית יותר. ייתכן ועיניים אלו עם סיכון גבוה לכישלון השתל ישיגו תוצאה טובה יותר עם השתלת קרנית מלאכותית.
גורמי סיכון ואינדיקציות עבור השתלת קרנית מלאכותית
גורמי סיכון גבוהים כוללים דלקת חוזרת וכרונית של פני השטח החיצוני של העין, גלאוקומה ועיניים עם כלי דם מרובים בקרנית. בעולם, הזמינות של חומר גלם (קרנית מתרומה) יכולה להיות מוגבלת עקב אספקת התורמים והצורך במתקני בנקי קרניות. ניתן לשקול השתלת קרנית מלאכותית עבור מחלות קרנית מורכבות כגון כישלונות מרובים בהשתלות או מחלה דלקתית קשה של פני העין (לאחר כוויה, סטיבנס-ג'ונסונס וכו').
קרניות ומכשירים המשמשים לצורך השתלת קרנית מלאכותית
הוצעו הרבה מכשירים להשתלת קרנית מלאכותית (keratoprosthesis; KPro). Pellier de Quengsy תיאר לראשונה את הרעיון הראשוני בשנת 1789. בדרך כלל יש להם אופטיקה שקופה מרכזית עם לוחות חצאית קשיחים שביניהם תורמות רקמת קרנית או אופטיקה רכה וחצאית. החשיבות של חומר חצאית מתאים עם שילוב רקמות משטח החיצוני של העין הובהרה מדגמים קודמים אשר היו עשויים מגומי, חלבון חלב, דקרון, קריסטל, זכוכית וצלולואיד, מה שהביא לאקסטרוזיה (extrusion) של השתל בהמשך לאחר ההשתלה. לאורך השנים, השיפור בשיטות השתלת קרנית טבעית (מקרנית של תורם בלבד) גרמה לירידה בעניין ופיתוח של השתלת קרנית מלאכותית. עם זאת, גילוי הפולימתיל-מתאקרילט (PMMA) איפשר להשתיל מכשיר תואם ביולוגי.
לאחרונה, נעשה שימוש בפולימרים רכים כדי לדמות את הקרנית הטבעית. פולי-2-hydroxyethyl methacrylate שימש עבור ה-AlphaCor, שקיבל את אישור ה-FDA בשנת 2003. לאחר שנה ושנתיים, שיעורי השמירה היו 80% ו-62% בהתאמה, והמסה של סטרומה, ואובדן השתל, התרחשה ב-27% מכלל המקרים. תכנון דומה באמצעות polytetrafluoroethylene (PTFE; Legeais BioKPro-III) הביא לתוצאות גרועות יותר, כאשר 86% מהמכשירים נכשלו לאחר ההשתלה. המוקד של מאמר זה הוא לתאר אינדיקציות וניהול עבור השתלות הקרנית המלאכותיות הנפוצות ביותר כיום: Boston KPro type 1 וה-Osteo-odonto-Keratoprothesis (OOKP).
קרטופרוטזות נוכחיות
Boston KPro Type I
השתלת הקרנית המלאכותית המושתלת הנפוצה ביותר היא Boston KPro type 1, שהוצגה לראשונה על ידי דוהלמן ב-1965 וזכתה לאישור ה-FDA ב-1992. הפופולריות שלה החלה לעלות מתחילת המאה ה-21, ועד היום הושתלו למעלה מ-19,000 מכשירים כאלו. העיצוב מורכב מלוח קדמי עם חלק אופטי מרכזי, לוח אחורי, וכפתור תורם קרנית ביניהם. 
הלוח הקדמי והאופטי עשויים מ-PMMA, והעוצמה האופטית נקבעת על ידי עקמומיות הרדיוס. העיצוב המקורי כלל הברגת הלוח האחורי למקומו. זה שופר עם טבעת נעילה מטיטניום בשנת 2003 וגבעול ללא חוטים בשנת 2007. הלוח האחורי זמין ב-PMMA ובטיטניום, ששניהם נסבלים היטב מבחינה ביולוגית. לא דווח על הבדל בתדירות היווצרות ממברנה רטרופרוסטטית (RPM) בין שני החומרים לאחר 12 חודשים.
Osteo-odonto-Keratoprothesis (OOKP)
ה-OOKP משתמש בקומפלקס עצמות של שורש שן-מכתשית כחומר חצאית קרטופרוטזה לאינטגרציה טובה יותר של רקמות. הומצא על ידי Strampelli ושונה על ידי Falcinelli בהמשך, העיקרון של ניתוח OOKP הוא מעקף של משטח העין החולה על ידי שימוש ברירית בוקאלית והחלפת מבני המקטע הקדמי עם OOKP. המדבקה הרירית יכולה לסבול תנאים סביבתיים יבשים ורמה מסוימת של דלקת. שילוב הרקמות הטוב מבטיח ש-OOKP יכול להישמר למשך זמן רב יותר. שימור אנטומי לטווח ארוך הוא טוב, כאשר 81% שימור לאורך 5 שנים דווחו בקבוצה של 36 עיניים, 98% שימור ב-85 חולים במהלך מעקב של 20 שנה, ו-80% ב-224 עיניים לאורך 18 שנים.
השתלת קרנית מלאכותית – פיתוחים עתידיים
ישנן מספר רב של תותבות קרטו-פרוטזות חלופיות בפיתוח. מחקרים מצאו כי הישרדות של 5 שנים הן עבור שימור אנטומי והן עבור התאוששות תפקודית היו גבוהות יותר עבור Boston type 1 KPro בהשוואה ל-Aurolab Keratoprosthesis. עם זאת, אלה לא היו מובהקים סטטיסטית. לכן Aurolab Keratoprosthesis יכול להוות חלופה ל-Boston type 1 KPro אם יש מגבלות סבירות או זמינות. ה-Lucia keratoprosthesis הוא מודיפיקציה של בוסטון KPro מסוג 1 אשר נועד לשפר את המחיר. זמן המכונאי צומצם על ידי שינוי ממשק הנעילה בין הלוח הקדמי והאחורי. נעשה שימוש בחריטה בפוטו במקום להשתמש במחרטה, והחורים העגולים בלוח האחורי הוחלפו בחריצים רדיאליים. טיטניום עם אנודייז איפשר שינויים בצבע הלוח האחורי לשיפור המראה.
נבדקות מספר שתלי קרנית מלאכותיות עבור עיניים עם מצמוץ פגום ועיניים יבשות או צלקתיות. ה-Lux keratoprosthesis מורכב מגליל PMMA בצורת חרוט, שרוול טיטניום ולוח אחורי 7.8 מ"מ טיטניום. קרנית תורמת מעוצבת כפולה במרכז ב-3 מ"מ וב-7.5 מ"מ היקפית. גליל ה-PMMA מאובטח בשרוול הטיטניום וממוקם דרך הפתח המרכזי של 3 מ"מ בקרנית התורם. הלוח האחורי מאובטח ונתפר למקומה במארח לאחר הסרת הקרנית של המטופל עם תפרי ניילון קטועים. שתל של קרום רירי נתפר עם פתח לאופטיקה של גליל PMMA. דווחו תוצאות לטווח קצר עם שימור טוב ותוצאות תפקודיות.
שיפורים בחומרי החצאית יכולים לשפר עוד יותר את התפתחות הקרטופרוטזה. OOKP נמצא בסיכון לספיגת עצם, ותחליף סינתטי עם תרכובת הידרוג'ל של ננו-גבישי הידרוקסיאפטיט (nHAp) מצופות מיקרו-ספירות פולי-לקטית-קו-גליקולית (PLGA) במעבדה. חומר ביולוגי המבוסס על גרפן תחמוצת טיטאניה הושתל in vivo בקרנית ארנבת מבלי לגרום לתגובה חיסונית או דלקתית ויכול להיות חומר חצאית חדש פוטנציאלי לקרטופרוסטזה.
