4 Mar 2019 Gakken Editorial

Metode Non Invasive untuk Gangguan Penglihatan

Rabun jauh atau miopia merupakan masalah yang semakin meningkat di seluruh dunia. Sekarang ada dua kali lebih banyak orang di AS dan Eropa mengalami kondisi penglihatan tersebut seperti 50 tahun yang lalu. Di Asia Timur, 70 hingga 90 persen remaja dan dewasa muda rabun jauh. Menurut beberapa prediksi, sekitar 2,5 miliar orang di seluruh dunia mungkin terkena miopia pada tahun 2020.

Kacamata dan lensa kontak adalah solusi sederhana dan yang lebih permanen adalah operasi refraktif kornea. Tetapi, walaupun operasi koreksi penglihatan memiliki tingkat keberhasilan yang relatif tinggi, itu adalah prosedur invasif, yang mampu mengakibatkan komplikasi pasca-bedah, dan dalam kasus yang jarang terjadi: kehilangan penglihatan permanen. Selain itu, operasi koreksi penglihatan dengan bantuan laser seperti laser in situ keratomileusis (LASIK) dan keratektomi photorefractive (PRK) masih menggunakan teknologi ablatif yang dapat menipis dan dalam beberapa kasus melemahkan kornea.

Peneliti Teknik Columbia, Sinisa Vukelic telah mengembangkan pendekatan non-invasif baru untuk memperbaiki kemampuan penglihatan secara permanen yang menunjukkan harapan besar dalam model praklinis. Metodenya menggunakan osilator femtosecond--laser ultrafast yang memberikan pulsa energi sangat rendah pada tingkat pengulangan yang tinggi untuk perubahan selektif dan lokal dari sifat biokimia dan biomekanis dari jaringan kornea.

Metode tersebut mengubah geometri makroskopik jaringan, non-bedah, dan memiliki efek samping serta keterbatasan lebih sedikit daripada yang terlihat pada operasi refraktif. Sebagai contoh, pasien dengan kornea tipis, mata kering, dan kelainan lain tidak dapat menjalani operasi bias. Hasil penelitian yang dapat mengarah pada pengobatan untuk miopia, hiperopia, astigmatisme, dan astigmatisme tidak teratur.

[caption id="attachment_3308" align="aligncenter" width="720"] Topografi kornea sebelum dan sesudah perawatan, dipasangkan dengan penglihatan virtual yang mensimulasikan efek dari perubahan daya bias yang diinduksi. (Sinisa Vukelic/Columbia Engineering)[/caption]

"Kami pikir penelitian ini adalah yang pertama menggunakan rejimen keluaran laser ini untuk perubahan kelengkungan kornea non invasif atau pengobatan masalah klinis lainnya," kata Vukelic. Metodenya menggunakan osilator femtosecond untuk mengubah sifat biokimia dan biomekanis dari jaringan kolagen tanpa menyebabkan kerusakan sel dan gangguan jaringan. Teknik ini memungkinkan daya yang cukup untuk menginduksi plasma dengan kepadatan rendah di dalam volume fokus yang ditetapkan, tetapi tidak membawa energi yang cukup untuk menyebabkan kerusakan pada jaringan di dalam wilayah perawatan.

"Kami telah melihat plasma dengan densitas rendah dalam pencitraan multi-foto yang dianggap sebagai efek samping yang tidak diinginkan," kata Vukelic, "Kami mampu mengubah efek samping ini menjadi pengobatan yang layak untuk meningkatkan sifat mekanik jaringan kolagen."

Komponen penting untuk pendekatan Vukelic adalah bahwa induksi plasma densitas rendah menyebabkan ionisasi molekul air dalam kornea. Ionisasi ini menciptakan spesies oksigen reaktif, (sejenis molekul tidak stabil yang mengandung oksigen dan yang mudah bereaksi dengan molekul lain dalam sel), yang pada gilirannya berinteraksi dengan fibril kolagen untuk membentuk ikatan kimia, atau ikatan silang. Pengenalan selektif dari ikatan silang ini menginduksi perubahan sifat mekanik jaringan kornea yang dirawat.

Ketika tekniknya diterapkan pada jaringan kornea, ikatan silang mengubah sifat kolagen di daerah yang dirawat, dan ini pada akhirnya menghasilkan perubahan struktur makro kornea secara keseluruhan. Perawatan mengionisasi molekul target dalam kornea sambil menghindari kerusakan optik dari jaringan kornea. Karena prosesnya adalah fotokimia, itu tidak mengganggu jaringan dan perubahan yang diinduksi tetap stabil.

"Jika kita dengan hati-hati menyesuaikan perubahan ini, kita dapat menyesuaikan kelengkungan kornea dan dengan demikian mengubah kekuatan bias mata," kata Vukelic. "Ini adalah keberangkatan mendasar dari perawatan laser ultrafast arus utama yang saat ini diterapkan dalam pengaturan penelitian dan klinis dan bergantung pada kerusakan optik bahan target dan pembentukan gelembung kavitasi selanjutnya."

"Operasi refraktif telah ada selama bertahun-tahun, dan meskipun merupakan teknologi yang matang, para peneliti telah mencari alternatif yang layak dan tidak terlalu invasif untuk waktu yang lama," kata Leejee H. Suh, Associate Professor of Ophthalmology di Miranda Wong Tang, "Modalitas generasi Vukelic berikutnya menunjukkan harapan besar. Ini bisa menjadi kemajuan besar dalam merawat populasi global yang jauh lebih besar dan mengatasi pandemi miopia."

Kelompok Vukelic saat ini sedang membangun prototipe klinis dan mencari cara untuk memprediksi perilaku kornea sebagai fungsi iradiasi laser, serta cara kornea mungkin berubah bentuk jika lingkaran kecil atau elips. Jika peneliti tahu bagaimana kornea akan berperilaku, mereka akan dapat mempersonalisasi pengobatan - mereka dapat memindai kornea pasien dan kemudian menggunakan algoritma Vukelic untuk membuat perubahan spesifik pasien untuk meningkatkan penglihatan mereka.

"Hal yang sangat menarik adalah bahwa teknik kami tidak terbatas pada media okuler - teknik ini dapat digunakan pada jaringan kaya kolagen lainnya," tambah Vukelic, "Kami juga telah bekerja dengan laboratorium Profesor Gerard Ateshian untuk mengobati osteoartritis dini, dan hasil awal sangat menggembirakan. Kami pikir pendekatan non-invasif kami memiliki potensi untuk membuka jalan untuk merawat atau memperbaiki jaringan kolagen tanpa menyebabkan kerusakan jaringan."

Sumber -- Nature Photonics, DOI: 10.1038/s41566-018-0174-8

Riset dan Terobosan Mata


4 Mar 2019 Gakken Editorial