University of Groningen Improvements in Cataract Surgery Nibourg, Lisanne IMPORTANT NOTE: You are advised to consult the publisher's version (publisher's PDF) if you wish to cite from it. Please check the document version below. Document Version Publisher's PDF, also known as Version of record Publication date: 2016 Link to publication in University of Groningen/UMCG research database Citation for published version (APA): Nibourg, L. M. (2016). Improvements in Cataract Surgery [Groningen]: University of Groningen Copyright Other than for strictly personal use, it is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Take-down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us providing details, and we will remove access to the work immediately and investigate your claim. Downloaded from the University of Groningen/UMCG research database (Pure): http://www.rug.nl/research/portal. For technical reasons the number of authors shown on this cover page is limited to 10 maximum. Download date: 13-10-2017
Chapter 12 Samenvatting
Staar, ook wel cataract genoemd, veroorzaakt een afname van de gezichtsscherpte als gevolg van lensvertroebeling. De behandeling van staar bestaat uit een staaroperatie waarbij de troebele lens wordt vervangen door een heldere kunstlens. Een bijwerking van de staaroperatie die regelmatig voorkomt is de vorming van nastaar. Nastaar ontstaat als gevolg van groei (proliferatie, migratie en transdifferentiatie) van lensepitheel cellen die na de operatie achterblijven in het lenskapsel. Dit zorgt voor een tweede afname van het gezichtsvermogen van de patiënt. Momenteel wordt nastaar behandeld met een laserbehandeling, maar er wordt ook veel onderzoek verricht naar de onderliggende processen die zich in de cellen afspelen. Als deze processen beïnvloed kunnen worden zouden we zo nastaar kunnen voorkomen. De preventie van nastaar is ook van belang voor de ontwikkeling van nieuwe technieken voor staaroperaties, zoals injecteerbare accommoderende lenzen. Bij deze techniek worden de troebele lensvezels vervangen door een flexibele siliconen gel, zodat accommodatie van de lens weer mogelijk is en er geen leesbril meer nodig is. Hoofdstuk 1 van dit proefschrift geeft een introductie en behandelt de doelen van onze studies. Hoofdstuk 2 beschrijft de recente kennis op het gebied van de preventie van nastaar. Hierbij worden de onderliggende biologische processen en de verschillende methoden die onderzocht zijn voor de preventie van nastaar uitgelegd en bediscussieerd. In hoofdstuk 3 wordt de relatie tussen de ontwikkeling van nastaar en de toename van stijfheid van de lens gedemonstreerd. We hebben een stress-relaxatie experiment uitgevoerd om de stijfheid van lenzen gevuld met siliconen vast te kunnen stellen. Het resultaat van dit experiment laat zien dat de lensstijfheid toeneemt met de ontwikkeling van nastaar. Dat is een belangrijke uitkomst, omdat de toename van lensstijfheid zorgt voor een afname van het accommoderend vermogen van de lens en dit heeft nadelige gevolgen voor het functioneren van injecteerbare accommoderende kunstlenzen. Mede daarom is de preventie van nastaar belangrijk voor de ontwikkeling van nieuwe technieken voor staaroperaties. Flexibele en transparante siliconen polymeren zijn geschikt om een accommoderende kunstlens te vormen. Hoofdstuk 4 beschrijft een studie waarin verschillende typen siliconen polymeren zijn getest. In onze studie wilden we kijken naar de invloed van siliconen op de lensstijfheid en naar de reactie van de lensepitheel cellen wanneer deze siliconen werden geïnjecteerd in het lenskapsel. De siliconen polymeren zijn gekozen uit de twee uiteinden van een spectrum: namelijk een hydrofobe silicone (ter-polymeer) en een hydrofiele silicone (PEG-gemodificeerde PDMS). We hebben geen relevante Samenvatting 12 243
verschillen gevonden in de vorming van nastaar bij lenzen gevuld met de verschillende siliconen. Dit geeft aan dat hydrofiliciteit als materiaal eigenschap niet relevant lijkt te zijn voor toekomstige toepassingen van siliconen voor injecteerbare accommoderende lenzen. Onze studie in hoofdstuk 5 werd uitgevoerd om het effect van hyaluronan (natrium hyaluronaat) op nastaar te onderzoeken. Hyaluronan is een component van de viscoelastica die tijdens staaroperaties worden gebruikt. Wij hebben aangetoond dat de reactie van de lensepitheel cellen kan worden beïnvloed door verschillende samenstellingen van hyaluronan die zijn opgelost in fysiologische zoutoplossing of gedemineraliseerd water. Toevoeging van het cytostaticum actinomycine D aan hyaluronan leidde tot volledige afwezigheid van lensepitheel cellen op het lenskapsel. Hoewel actinomycine D voorzichtig in de lens moet worden gebruikt wegens het risico op bijwerkingen voor andere weefsels in het oog hebben we met deze studie wel laten zien dat een combinatie behandeling met hyaluronan en actinomycine D gunstig is voor de preventie van nastaar. In hoofdstuk 6 laten we zien dat hydrogelen op basis van nanovezels (nanogelen) de lensepitheel cellen beïnvloeden. In deze studie hebben we de resultaten van behandeling met 14 verschillende combinaties van nanogelen met aangehechte peptiden (korte eiwitten) vergeleken. Deze combinaties zijn gemaakt met behulp van vijf peptiden die afkomstig zijn uit de extracellulaire matrix (ECM) componenten laminine, fibronectine en collageen IV. Deze ECM componenten zijn allen gerelateerd aan de ontwikkeling van nastaar door middel van de integrine receptoren in de lenscellen. Met deze studie hebben we bewijs geleverd voor de betrokkenheid van integrine receptoren bij het ontstaan van nastaar. Daarnaast hebben we met deze peptiden de reactie van de lensepitheel cellen kunnen beïnvloeden, wat resulteerde in een afname van de vorming van nastaar. Dit laat zien dat nanogelen veelbelovende materialen zijn voor onderzoek naar de preventie van nastaar. Deze resultaten zijn verder bekeken in het onderzoek dat in hoofdstuk 7 is opgenomen, waar de verhoudingen van de peptiden in de nanogelen zijn geoptimaliseerd. Deze studie laat zien dat kleine veranderingen in de peptidenverhouding kunnen leiden tot grote effecten in de reactie van de lensepitheel cellen. Dit betekent dat de concentraties van de peptiden erg belangrijk zijn voor de signalen die in de integrine receptoren ontstaan. Verder geeft dit aan dat vervolgstudies nodig zijn om de verhoudingen tussen de peptiden te verbeteren om zo uiteindelijk te kunnen zorgen voor de meest optimale preventie van nastaar. 244
De experimenten in hoofdstuk 8 zijn uitgevoerd om de methoden voor het bewaren van varkensogen in een wet lab te verbeteren. Een wet lab is een laboratorium waar chirurgische vaardigheden getraind kunnen worden met model-ogen of met dierlijk restmateriaal. Hiervoor worden veelal varkensogen gebruikt. Om goed te kunnen trainen is het van belang dat de hoornvliezen van deze ogen zo lang mogelijk transparant blijven en daarom hebben wij 15 verschillende bewaarmethoden getest. Het bewaren van de ogen in kraanwater zorgde voor de minste zwelling van de hoornvliezen en dat is gecorreleerd met een grotere transparantie van de hoornvliezen. Dit zijn interessante resultaten aangezien kraanwater goedkoop en universeel beschikbaar is. Deze resultaten kunnen er daarom voor zorgen dat het plannen van wet lab trainingen en experimenten gemakkelijker wordt. Naast faciliteiten in een wet lab is chirurgische training ook belangrijk voor het ontwikkelen van nieuwe chirurgische technieken. In hoofdstuk 9 evalueren we het belang van stereoscopisch zien voor chirurgische prestaties met de operatie microscoop. Stereoscopisch zien zorgt voor betere prestaties bij taken die worden uitgevoerd onder de operatiemicroscoop of met een staaroperatie simulator. Er zijn echter nog veel meer factoren van belang die de chirurgische vaardigheden kunnen beïnvloeden en weten we nog niet of de afwezigheid van stereoscopisch zien daadwerkelijk leidt tot een onvermogen om chirurgische taken naar behoren uit te voeren. De uiteindelijke bevindingen van onze studies worden bediscussieerd in hoofdstuk 10. In dit hoofdstuk worden de resultaten vergeleken en worden er ideeën gegeven voor vervolgstudies. We denken dat nanomaterialen potentieel geschikt zijn voor nastaar preventie, aangezien nanomaterialen de biologische processen kunnen beïnvloeden die ten grondslag liggen aan de vorming van nastaar. Verder denken we dat een combinatie van meerdere technieken nodig zal zijn om nastaar te voorkomen. De studies in dit proefschrift dragen bij aan de kennis van de onderliggende biologische processen van nastaarvorming. Er worden inzichten gegeven in mogelijke methoden voor nastaar preventie en er worden mogelijkheden gegeven om de chirurgische technieken van staaroperaties te verbeteren. Vervolgstudies zijn nodig om de specifieke processen die nastaar veroorzaken te verklaren. De uitdaging voor toekomstige onderzoeken is om biologisch gerichte interventies te ontwikkelen die uiteindelijk nastaar kunnen tegengaan. Samenvatting 12 245