Erkrankungen der Augenoberfläche


Sprechstunde "Trockenes Auge und Erkrankungen der Augenoberfläche":
Freitag 8:00 - 15:30

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Leiter:
Prof. Dr. med. Daniel Meller, FEBO


Funktion und Aufbau der Augenoberfläche

• Die Augenoberfläche besteht aus der Hornhaut, der Bindehaut, dem Limbus (*Sternchen, Abb.1) am Übergang zwischen Horn- und Bindehaut und den Augenanhangsgebilden wie Tränendrüse, akzessorischen Drüsen und Augenlidern.

• Der Limbus als anatomische Grenze zwischen Bindehaut und Hornhaut stellt funktionell eine Barriere für das Bindehautgewebe dar. Am Limbus sind in den Vogt'schen Palisaden die Epithelvorläuferzellen (Stammzellen) der Hornhaut lokalisiert, die die einzige Regenerationsquelle des Hornhautepithels (äußere Zellschicht) darstellen.

Abb.1 Aufbau der Augenoberfläche

• Nur das Zusammenspiel dieser verschiedenen Systeme bei der Benetzung und Versorgung der Strukturen ermöglicht eine glatte, transparente Hornhaut und eine reizfreie Bindehaut. Ein stabiler Tränenfilm nimmt hier eine Schlüsselrolle ein und sichert bei geöffnetem Auge die Integrität der Augenoberfläche.

• Die Tränenfilmstabilität wird durch strukturelle und hydrodynamische Elemente der verschiedenen Gewebe und Drüsen der Augenoberfläche bestimmt. Diese wiederum werden durch einen neuronalen Reflexbogen kontrolliert.

• Die Sehqualität als Alltagsfunktion in wechselnder Umgebung (Kälte, Wind, klimatisierte Räume) hängt entscheidend von der Funktion der Augenoberfläche ab.

Erkrankungen der Augenoberfläche

• Das trockene Auge ist eine der häufigsten Erkrankung der Augenoberfläche. Hier stellt die Dysfunktion der neuronalen Steuerung der strukturellen und hydrodynamischen Elemente des Tränenfilmes ist eine wesentliche Ursache dar.

• Neben dem trockenen Auge können Erkrankungen der Augenoberfläche durch mechanische, thermische oder chemische Verletzungen, vernarbende Erkrankungen, trophischen Störungen, Infektionen, Tumore und deren Behandlungsfolgen, Pterygien oder chronische Entzündungen bedingt sein.

• Die Folgen können unter anderem Wundheilungsstörungen (persistierende Epitheldefekte), Geschwürsbildung und drohende Narbenbildung auf sonst transparentem Hornhautgewebe sein, die somit das Sehvermögen massiv beeinträchtigen können.

Verlust der Integrität der Augenoberfläche

• Zwei wesentliche morphologische Veränderungen lassen sich beim Zusammenbruch der Integrität der Augenoberfläche unterscheiden:
1. Stammzellimsuffizienz des Limbus: Das Hornhautepithel wird typischerweise durch vorwachsendes Bindehautepithel ersetzt.
2. Squamöse Metaplasie: Das Schleimhautgewebe der Horn- und/oder Bindehaut nimmt einen hautähnlichen Charakter mit verstärkter Verhornung an.

Stammzellinsuffizienz der Hornhaut (Limbus)

• Erkrankungen wie z.B. das Stevens-Johnson Syndrom, das okuläre Narbenpemphigoid, Verätzungen und Verbrennungen, Kontaktlinsen-induzierte Keratopathien, oder multiple chirurgische Eingriffe am Limbus führen in der Regel zum Zusammenbruch der Integrität der Augenoberfläche. Dieser ist mit einem Gefäßneubildungen, chronischer Entzündung und Transparenzverlust der Hornhaut verbunden. Bei allen derartigen Erkrankungen stellt der Verlust der Stammzellpopulation im Limbus ein charakteristisches Merkmal dar (Abb. 2).

• Patienten mit einer Stammzellinsuffizienz des Limbus beklagen häufig eine verminderte Sehschärfe und eine erhöhte Blendempfindlichkeit.

Abb.2 Limbusinsuffizienz mit kompletter Vernarbung
der Hornhaut nach Verätzung

• Das Vorwachsen der Bindehaut auf die Hornhautoberfläche, auch Konjunktivalisierung genannt, wird mit Hilfe der Impressionszytologie sicher nachgewiesen (Abb.3).

Abb.3 Impressionszytologie der Horn- und Bindehaut

• Eine alleinige Hornhauttransplantation wäre in diesen Fällen kontraindiziert, da die fehlenden Stammzellen des Limbus nicht mittransplantiert werden können.

Rekonstruktion der Augenoberfläche

Amnionmembrantransplantation

Definition

• Die Amnionmembran (AM) bildet die innerste, dem Fetus zugewandte Schicht der Plazenta. Ihr Aufbau ist durch ein gefäßloses Stroma, eine relativ dicke Basalmembran und ein einschichtiges Epithel gekennzeichnet.

Abb.4 Mikroskopischer Schnitt durch die Plazenta

Gewinnung der Amnionmembran

• Die Amnionmembran wird nach Zustimmung der Spenderin und Ausschluss von allgemeinen Infektionserregern für die Präparation unter sterilen Bedingungen in unserer Hornhautbank freigegeben.

• Die Amnionmembran wird bis zur klinischen Verwendung mittels eines bestimmten Mediums bei -80° C konserviert.

Abb.5 Präparation der Amnionmembran unter sterilen Bedingungen

Historischer Rückblick

• Erstbeschreibung in der Augenheilkunde durch De Rotth im Jahre 1940, der frische Amnionmembran mit Chorion zur Behandlung von Narben der Bindehaut verwendete, aber nur mit mäßigem Erfolg.

• 1946/47 verwendeten Sorsby und seine Mitarbeiter getrocknete und chemisch aufgearbeitete Amnionmembran zur Behandlung von akuten Verätzungen.

• 1995 Einführung der Gefrierkonservierung der Amnionmembran mittels eines speziellen Mediums durch Kim und Tseng. Diese neue Art der Konservierung ermöglichte erstmalig den Erhalt der biologischen Eigenschaften der Amnionmembran.

• 1995-heute Zahlreiche Publikationen zur Amnionmembrantransplantation und dessen Anwendung in der Augenheilkunde wurden seitdem veröffentlicht.

Biologische Eigenschaften der Amnionmembran

• Die speziellen Eigenschaften der Basalmembran prädestinieren die Amnionmembran als Substrat für Wundheilung und zelluläre Regeneration.

Wirkmechanismen
I. Amnionmembran als Basalmembranersatz

• Erleichtert die Migration von Epithelzellen
• Unterstützt die Zelladhäsion
• Fördert die Differenzierung von basalen Epithelzellen
• Verhindert die Apoptose (programmierter Zelltod) von Epithelzellen

Tabelle 2: Die Basalmembranen der Amnionmembran, der Horn- und Bindehaut weisen Strukturähnlichkeiten auf, weshalb die Amnionmembran als Basalmembranersatz ein ideales Substrat darstellt.

II. Anti-inflammatorische Effekte der Amnionmembran

• Das Stroma der Amnionmembran enthält
• Wachstumsfaktoren
• Anti-inflammatorische Proteine
• Inhibitoren von Enzymen (Proteasen)
• Fördert die Apoptose von Entzündungszellen

III. Amnionmembran zur Hemmung der Narbenbildung

• Suppression des TGF- β Signalweges und der Differenzierung von narbenbildenden Zellen.
• Reduziert Hornhautnarbenbildung nach Excimerlaserbehandlung.

IV. Amnionmembran als Nische für Stammzellen des Öberflächenepithels

• Amnionmembran unterstützt die Züchtung und Expansion von limbalen und konjunktivalen Stammzellen. Diese werden dann zur Rekonstruktion der Augenoberfläche bei Stammzellinsuffizienz eingesetzt.

V. Immunologisches Privileg der Amnionmembran

• Klinisch wird selten eine klassische Abstoßungsreaktion beobachtet, weshalb sich die Amnionmembran besonders gut für die Rekonstruktion der Augenoberfläche eignet.
• Es werden keine der gängigen Major-Histokompatibilitätskomplexe (MHC-Proteine, HLA -A, -B, -DR) gebildet.

Indikationen zur Amnionmembrantransplantation
I. Amnionmembran temporär als "natürlicher Verband (Patch)"

• Die Amnionmembran als "Patch" fördert die Wundheilung.
• Die Wirtszellen wachsen unterhalb der Amnionmembran.
• Die Amnionmembran löst sich auf, wenn die Entzündung abklingt bzw. wenn der Wundheilungsprozeß abgeschlossen ist.
  
  

• Akute Verätzungen (Abb. 6)
• Akute Verbrennungen
• Akutes Steven Johnson Syndrom und Toxische Epidermale Nekrolyse
• Bei akuten Keratitiden
• Herpes Zoster Keratitis
• Herpes Simplex Keratitis
• Keratokonjunktivitis vernalis mit Schildulkus
• Vermeidung von Hornhautnarbenbildung nach Excimerlaserbehandlung (PRK, PTK)

Abb. 6a Verätzung Grad 3 vor der Behandlung

Abb.6b Sechs Monate nach Amnionmembran

II. Amnionmembran als permanenter Basalmembranersatz

• Die Amnionmembran wird als Ersatz für fehlende oder geschädigte Basalmembranen der Horn- oder Bindehaut eingesetzt.
• Die Wirtszellen wachsen auf der Amnionmembran, die dann in das Wirtsgewebe integriert wird. Die Amnionmembran wird ein- oder mehrlagig verwandt.

Bei Hornhauterkrankungen

• Persistierende Epitheldefekte mit (Abb.7) und ohne Geschwürsbildung
• Neurotrophisch
• Postinfektiös
• Postoperativ
• Kleinere Hornhautperforationen
• Schmerzhafte bullöse Keratopathie
• Tumore
• Bandkeratopathie

Bei Bindehauterkrankungen

• Pterygium
• Defektdeckung nach Entfernen von Bindehauttumoren
• Lösen und Decken von Bindehautnarben
• Rekonstruktion der Umschlagsfalten
• Conjunctivochalasis (Lidkanten-parallele Bindehautfalten)
• Zur Behandlung von Skleraverdünnungen
• Als Substrat bei Filterkissenrevisionen

Abb. 7a Hornhautgeschwür

Abb. 7b Zehn Tage nach Amnionmembran

Abb. 7c Sechs Monate nach Amnionmembran mit
deutlichen Gewinn an Sehvermögen

III. Amnionmembran als Substrat und Carrier für gezüchtete Stammzellen des Limbus

• Die Expansion bzw. Züchtung der Stammzellen zur Behandlung der kompletten Stammzellinsuffizienz des Limbus erfolgt auf Amnionmembran. Die Amnionmembran dient ferner als Carrier bei der Rekonstruktion der Augenoberfläche.

Anschrift des Verfassers:
Prof. Dr. med. Daniel Meller, FEBO
Zentrum für Augenheilkunde
Abteilung für Erkrankungen des vorderen Augenabschnittes
Universitätskklinikum Essen
Hufelandstr. 55
45122 Essen

Email: daniel.meller@uk-essen.de
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