Sostituti del vitreo

Il distacco di retina è una causa significativa di perdita della vista, con un’incidenza di circa 12 su 100 000 individui negli Stati Uniti.1 Una tecnica comune nella riparazione retinica delle condizioni che includono i distacchi retinici è la vitrectomia, in cui il vitreo viene rimosso dal globo dell’occhio interessato. Sebbene questa procedura abbia un alto tasso di successo, un aspetto che è fondamentale per un risultato positivo è il tipo di sostituto del vitreo utilizzato. Molti materiali sono stati proposti e testati, ma la ricerca del sostituto vitreo ideale continua. Questa rubrica esamina la funzione del vitreo, fornisce una breve storia dei sostituti del vitreo e prende in considerazione le nuove opzioni di sostituzione.

UN BREVE SINTESI SUL VITREO

L’umor vitreo è una sostanza chiara e gelatinosa che occupa lo spazio tra il cristallino e la retina.2 Composto dal 98% al 99% di acqua in peso, il vitreo è un idrogel polimerico naturale con una struttura molecolare di fibre di collagene e acido ialuronico.3,4 Come gel, ha qualità sia solide che liquide, con una maggiore viscosità nel vitreo posteriore che diminuisce gradualmente verso il segmento anteriore.5 Oltre al mantenimento del normale turgore dell’orbita, il vitreo funziona per far circolare metaboliti e sostanze nutritive in tutto l’occhio e fornisce una pressione idrostatica per tenere la retina in posizione.6

Con l’invecchiamento dell’occhio, il vitreo subisce una trasformazione da una sostanza simile al gel a una sostanza simile al fluido. Diversi eventi pericolosi per la vista come fori maculari, lacerazioni retiniche e distacchi retinici possono verificarsi come risultato della liquefazione.6,7 Si ritiene che questi fenomeni siano causati dalla trazione del vitreo liquefatto sulla retina e sui vasi retinici durante i normali movimenti oculari.

Una vitrectomia viene eseguita per rimuovere il vitreo per alleviare la trazione e per ottenere l’accesso alla retina. Si tratta di una comune procedura chirurgica oftalmica raccomandata per una varietà di indicazioni. Poiché l’umore vitreo non può rigenerarsi, la cavità deve essere riempita con un sostituto durante e dopo l’intervento. Idealmente, il sostituto è uno che assomiglia molto al vitreo nativo sia nella struttura che nella funzione.8

SISTORIA DEI SOSTITUTI DEL VITREO

Forse una delle prime menzioni dell’uso dei sostituti del vitreo risale al 1911, quando il lavoro svolto da Ohm utilizzava aria iniettata nella cavità vitrea per il riattacco della retina.9 Nel 1958, l’olio di silicone fu inizialmente proposto come sostituto del vitreo, ma non fu impiegato fino a diversi anni dopo.10 L’uso di gas ad azione più lunga ed espansiva come l’esafluoruro di zolfo (SF6) e il perfluoropropano (C3F8) iniziò nei primi anni ‘70.11 I chirurghi negli anni ’80 e ’90 utilizzarono i liquidi perfluorocarbonici (PFCL), che sono più densi dell’acqua, rendendoli particolarmente utili come tamponi. Chang ha riportato l’uso dei PFCL per la riparazione di lacerazioni retiniche significative.12 Nei primi anni 2000, gli alcani semifluorurati, utilizzati come liquidi puri o in combinazione con olio di silicone, sono stati esplorati come opzione per la sostituzione del vitreo a causa del loro peso specifico intermedio; sono più leggeri dei PFCL ma più pesanti dell’acqua.13,14

Anche se i polimeri naturali come l’acido ialuronico (HA) e il collagene sembrano scelte ragionevoli per i sostituti del vitreo, essi sono limitati dalla loro bassa stabilità; entrambi vengono rapidamente degradati rispettivamente dalle ialuronidasi o dalle collagenasi endogene. L’HA è stato studiato come sostituto già negli anni ’60 a causa della sua presenza nativa nell’umor vitreo, ma da solo non fornisce un sufficiente effetto stabilizzante sulla retina. Nonostante queste limitazioni, le valutazioni dei polimeri naturali, semisintetici e sintetici per i sostituti del vitreo sono in corso da tempo.

CHE COSA C’E’ AVANTI?

I sostituti del vitreo comunemente usati per produrre un tamponamento efficace per il distacco della retina includono gas espansibili, PFCL e olio di silicone. Questi possono essere utilizzati solo come sostituti temporanei, tuttavia, e presentano svantaggi significativi. I pazienti con sostituti gassosi devono evitare l’alta quota per evitare l’espansione del gas14 e può anche essere richiesto di mantenere una posizione scomoda a faccia in giù per diversi giorni a diverse settimane, che può ostacolare la conformità e il successo chirurgico. I PFCL sono usati di routine solo intraoperatoriamente per i distacchi di retina complicati a causa della loro tossicità per periodi di tempo più lunghi.14 Allo stesso modo, sebbene l’olio di silicone sia un’opzione valida per i pazienti che non sono in grado di mantenere una posizione a faccia in giù prolungata, deve essere rimosso per evitare complicazioni a lungo termine.6,15 Sebbene l’olio di silicone convenzionale non sia un’opzione efficace a lungo termine, in Europa si stanno studiando oli di silicone pesanti. Infatti, Densiron 68 (Fluoron) e Oxane HD (Bausch + Lomb), che non sono approvati negli Stati Uniti, sono attualmente utilizzati in Europa.

Gli idrogeli polimerici rappresentano una nuova classe di sostituti vitreali che hanno il potenziale per aggirare i limiti dei prodotti disponibili. Gli idrogeli sono polimeri idrofili che formano una rete di gel quando sono reticolati e si gonfiano per formare un gel visceoelastico chiaro.14 Uno di questi sostituti vitreali è un idrogel iniettabile che si forma in situ (Vitargus, BioFirst) composto da una combinazione di HA ossidato (oxi-HA) e acido adipico diidrazide (ADH). Sebbene l’HA sia uno dei principali componenti dell’umore vitreo, e come tale sia un candidato ideale, non è stato un efficace sostituto del vitreo a lungo termine. Tuttavia, quando viene ossidato dal periodato di sodio per creare gruppi funzionali aldeidici, può essere reticolato con l’ADH per formare l’idrogel oxi-HA/ADH, migliorando in definitiva il tempo di ritenzione, limitando la degradazione e aumentando la viscosità. L’idrogel oxi-HA/ADH che si forma in situ si trasforma da liquido a gel entro 3-8 minuti a 37°C (98,6˚F) e ha mostrato un buon profilo di sicurezza fino ad oggi.16

CONCLUSIONE

Come evidenziato dalla storia e dalla mancanza di soluzioni a lungo termine, trovare il materiale ideale per un sostituto del vitreo è una sfida. Sebbene sia necessario un lavoro continuo, gli idrogeli polimerici sembrano essere un’opzione valida e la prossima area di sviluppo per i sostituti del vitreo.

In definitiva, il futuro dei sostituti del vitreo dipenderà dallo sviluppo di una formulazione che possa essere lasciata nell’occhio per un lungo periodo dimostrando biocompatibilità. Una futura vitrectomia che non sia accompagnata dal tradizionale ordine del medico di rimanere a faccia in giù migliorerà la qualità di vita post-chirurgica dei pazienti, la compliance e i tassi di successo dell’intervento. n

Ryan Bouchard è direttore dei dispositivi medici presso Ora in Andover, Mass.

Aron Shapiro è vicepresidente della retina presso Ora in Andover, Mass.

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