Retinale photoablation mit dem Erbium: YAG-Laser: Erste experimentelle ergebnisse zur traktionsfreien gewebeabtragung

H. Hoerauf; A. Brix; C. Scholz; J. Winkler; G. Dröge; R. Birngruber; A. Vogel; H. Laqua

doi:10.1007/s00347-002-0722-x

Retinale photoablation mit dem Erbium: YAG-Laser: Erste experimentelle ergebnisse zur traktionsfreien gewebeabtragung

Translated title of the contribution: Retinal photoablation with the Erbium: YAG laser. Initial experimental results for traction-free removal of tissue

H. Hoerauf^*, A. Brix, C. Scholz, J. Winkler, G. Dröge, R. Birngruber, A. Vogel, H. Laqua

^*Corresponding author for this work

Institute of Biomedical Optics

9 Citations (Scopus)

Abstract

Background. To investigate the potential of an Er:YAG laser for precise and tractionfree removal of retinal layers in vitro. Material and methods. Retinal ablation in porcine retinal explants was performed using a free running Er:YAG laser focused either into a low-OH quarz fiber or a sapphire fiber. The explants were treated under air or perfluorodecaline (PFD). The ablation depth was evaluated by optical coherence tomography (OCT) and histology sections. Results. A radiant exposure of 5.0 J/cm² under air and PFD resulted in complete transsection of the neurosensory retina. Between 3.5 and 2.0 J/cm² the ablation depth and the defect patterns varied markedly and adjacent thermal zones areas were seen. Below 2.0 J/cm² no defects could be created in air, whereas under PFD the ablation extended into the ganglion cell layer. Ablations using a sapphire fiber and 2.0 J/cm² showed a significantly higher reproducibility of ablation depth, and homogeneous defect patterns limited to the nerve fiber layer could be produced without thermal damage. Conclusions. The Er:YAG laser system with a low-OH quarz fiber allowed ablation of inner retinal layers in vitro, but revealed a variable ablation depth and low reproducibility. However, a sapphire fiber showed markedly improved results. Therefore its use during vitreoretinal surgery seems possible not only as a cutting device but also as a tool for the ablation of fine retinal structures.

Translated title of the contribution	Retinal photoablation with the Erbium: YAG laser. Initial experimental results for traction-free removal of tissue
Original language	German
Journal	Ophthalmologe
Volume	100
Issue number	2
Pages (from-to)	115-121
Number of pages	7
ISSN	0941-293X
DOIs	https://doi.org/10.1007/s00347-002-0722-x
Publication status	Published - 01.02.2003

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10.1007/s00347-002-0722-x

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@article{d5d41188e0b849f09927828ed130c721,

title = "Retinale photoablation mit dem Erbium: YAG-Laser: Erste experimentelle ergebnisse zur traktionsfreien gewebeabtragung",

abstract = "Hintergrund. In der vorliegenden Studie wird untersucht, ob eine selektive Abtragung innerer Netzhautschichten mit dem Er:YAG-Laser m{\"o}glich ist. Material und Methode. Retinaexplantate aus enukleierten Schweinebulbi wurden mit einem freilaufenden Er:YAG-Laser mit einer Low-OH-Quarzfaser unter Luft bzw.unter Perfluordekalin (PFD) bestrahlt. In einer weiteren Versuchsreihe wurden eine Saphirfaser und PFD verwendet.Die Explantate wurden anschlie{\ss}end mittels optischer Koh{\"a}renztomographie (OCT) und Lichtmikroskopie beurteilt. Ergebnisse. Bei einer Dosis von 5,0 J/cm2 fanden sich unter Luft und PFD durch die gesamte Netzhaut reichende Defekte. Zwischen 3,5 und 2,0 J/cm2 zeigten sich insbesondere unter Luft deutliche Schwankungen der Abtragungstiefe, unterschiedliche Defektmuster sowie thermische Nekrosezonen. Mit 2,0 J/cm2 lie{\ss}en sich unter Luft keine Defekte mehr nachweisen, unter PFD reichte die Abtragung bis in die Ganglienzellschicht. Eine weitere Dosisreduktion f{\"u}hrte nicht zur gew{\"u}nschten Abtragung noch oberfl{\"a}chlicherer Netzhautschichten.Versuche mit einer Saphirfaser zeigten eine h{\"o}here Effektivit{\"a}t sowie ein gleichm{\"a}{\ss}igeres Defektmuster mit verbesserter Reproduzierbarkeit und erm{\"o}glichten so bei einer Dosis von 2,0 J/cm2 eine homogene oberfl{\"a}chliche Abtragung ohne thermische Nekrosen, die auf das Niveau der Nervenfaserschicht begrenzt blieb. Schlussfolgerungen. Der Er:YAG-Laser eignet sich zur Abtragung innerer Netzhautschichten in vitro, jedoch zeigte die Low-OH-Quarzfaser stark schwankende Ablationstiefen und eine schlechte Reproduzierbarkeit.Versuche mit einer Saphirfaser ergaben deutlich bessere Ergebnisse, sodass ein Einsatz in der vitreoretinalen Chirurgie nicht nur zur Gewebedurchtrennung, sondern auch zur Abtragung feiner Netzhautstrukturen m{\"o}glich scheint. ",

author = "H. Hoerauf and A. Brix and C. Scholz and J. Winkler and G. Dr{\"o}ge and R. Birngruber and A. Vogel and H. Laqua",

year = "2003",

month = feb,

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doi = "10.1007/s00347-002-0722-x",

language = "Deutsch",

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pages = "115--121",

journal = "Ophthalmologe",

issn = "0941-293X",

publisher = "Springer Medizin",

number = "2",

}

TY - JOUR

T1 - Retinale photoablation mit dem Erbium: YAG-Laser: Erste experimentelle ergebnisse zur traktionsfreien gewebeabtragung

AU - Hoerauf, H.

AU - Brix, A.

AU - Scholz, C.

AU - Winkler, J.

AU - Dröge, G.

AU - Birngruber, R.

AU - Vogel, A.

AU - Laqua, H.

PY - 2003/2/1

Y1 - 2003/2/1

N2 - Hintergrund. In der vorliegenden Studie wird untersucht, ob eine selektive Abtragung innerer Netzhautschichten mit dem Er:YAG-Laser möglich ist. Material und Methode. Retinaexplantate aus enukleierten Schweinebulbi wurden mit einem freilaufenden Er:YAG-Laser mit einer Low-OH-Quarzfaser unter Luft bzw.unter Perfluordekalin (PFD) bestrahlt. In einer weiteren Versuchsreihe wurden eine Saphirfaser und PFD verwendet.Die Explantate wurden anschließend mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) und Lichtmikroskopie beurteilt. Ergebnisse. Bei einer Dosis von 5,0 J/cm2 fanden sich unter Luft und PFD durch die gesamte Netzhaut reichende Defekte. Zwischen 3,5 und 2,0 J/cm2 zeigten sich insbesondere unter Luft deutliche Schwankungen der Abtragungstiefe, unterschiedliche Defektmuster sowie thermische Nekrosezonen. Mit 2,0 J/cm2 ließen sich unter Luft keine Defekte mehr nachweisen, unter PFD reichte die Abtragung bis in die Ganglienzellschicht. Eine weitere Dosisreduktion führte nicht zur gewünschten Abtragung noch oberflächlicherer Netzhautschichten.Versuche mit einer Saphirfaser zeigten eine höhere Effektivität sowie ein gleichmäßigeres Defektmuster mit verbesserter Reproduzierbarkeit und ermöglichten so bei einer Dosis von 2,0 J/cm2 eine homogene oberflächliche Abtragung ohne thermische Nekrosen, die auf das Niveau der Nervenfaserschicht begrenzt blieb. Schlussfolgerungen. Der Er:YAG-Laser eignet sich zur Abtragung innerer Netzhautschichten in vitro, jedoch zeigte die Low-OH-Quarzfaser stark schwankende Ablationstiefen und eine schlechte Reproduzierbarkeit.Versuche mit einer Saphirfaser ergaben deutlich bessere Ergebnisse, sodass ein Einsatz in der vitreoretinalen Chirurgie nicht nur zur Gewebedurchtrennung, sondern auch zur Abtragung feiner Netzhautstrukturen möglich scheint.

AB - Hintergrund. In der vorliegenden Studie wird untersucht, ob eine selektive Abtragung innerer Netzhautschichten mit dem Er:YAG-Laser möglich ist. Material und Methode. Retinaexplantate aus enukleierten Schweinebulbi wurden mit einem freilaufenden Er:YAG-Laser mit einer Low-OH-Quarzfaser unter Luft bzw.unter Perfluordekalin (PFD) bestrahlt. In einer weiteren Versuchsreihe wurden eine Saphirfaser und PFD verwendet.Die Explantate wurden anschließend mittels optischer Kohärenztomographie (OCT) und Lichtmikroskopie beurteilt. Ergebnisse. Bei einer Dosis von 5,0 J/cm2 fanden sich unter Luft und PFD durch die gesamte Netzhaut reichende Defekte. Zwischen 3,5 und 2,0 J/cm2 zeigten sich insbesondere unter Luft deutliche Schwankungen der Abtragungstiefe, unterschiedliche Defektmuster sowie thermische Nekrosezonen. Mit 2,0 J/cm2 ließen sich unter Luft keine Defekte mehr nachweisen, unter PFD reichte die Abtragung bis in die Ganglienzellschicht. Eine weitere Dosisreduktion führte nicht zur gewünschten Abtragung noch oberflächlicherer Netzhautschichten.Versuche mit einer Saphirfaser zeigten eine höhere Effektivität sowie ein gleichmäßigeres Defektmuster mit verbesserter Reproduzierbarkeit und ermöglichten so bei einer Dosis von 2,0 J/cm2 eine homogene oberflächliche Abtragung ohne thermische Nekrosen, die auf das Niveau der Nervenfaserschicht begrenzt blieb. Schlussfolgerungen. Der Er:YAG-Laser eignet sich zur Abtragung innerer Netzhautschichten in vitro, jedoch zeigte die Low-OH-Quarzfaser stark schwankende Ablationstiefen und eine schlechte Reproduzierbarkeit.Versuche mit einer Saphirfaser ergaben deutlich bessere Ergebnisse, sodass ein Einsatz in der vitreoretinalen Chirurgie nicht nur zur Gewebedurchtrennung, sondern auch zur Abtragung feiner Netzhautstrukturen möglich scheint.

UR - https://www.scopus.com/pages/publications/0037673981

U2 - 10.1007/s00347-002-0722-x

DO - 10.1007/s00347-002-0722-x

M3 - Zeitschriftenaufsätze

C2 - 12589455

AN - SCOPUS:0037673981

SN - 0941-293X

VL - 100

SP - 115

EP - 121

JO - Ophthalmologe

JF - Ophthalmologe

IS - 2

ER -

Retinale photoablation mit dem Erbium: YAG-Laser: Erste experimentelle ergebnisse zur traktionsfreien gewebeabtragung

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