El desarrollo de la fotodisrupción y su aplicación en oftalmología puede clasificarse en etapas según la duración del ancho de pulso utilizado para realizar la alteración del tejido subsuperficial. Por primera vez, en la década de 1970, los oftalmólogos pudieron utilizar la absorción no lineal para tratar el glaucoma de ángulo abierto con un láser de rubí de conmutación Q.1 Una década más tarde, los cirujanos empezaron a utilizar la ablación no lineal con un láser Nd:YAG de conmutación de Q para cortar la cápsula posterior del cristalino tras la opacificación capsular posterior2,3 mediante la inducción de la absorción multifotónica.

Alrededor de la misma época, Josef Bille, PhD, y Stuart Brown, MD, descubrieron que podían crear una alta intensidad con energías de pulso considerablemente más bajas acortando la duración del pulso de una plataforma láser, lo que conducía a una mayor precisión en el tratamiento del tejido. Con el doctor Tibor Juhasz como científico jefe, este equipo de la empresa emergente Intelligent Surgical Lasers diseñó un prototipo de láser que funcionaba a una longitud de onda de 1.053 μm y emitía pulsos de varias decenas de picosegundos de duración y varios milijulios de energía de pulso.4,5 Aunque este láser no logró su objetivo previsto -ablaciones intraestromales reproducibles-, sirvió de piedra angular para el diseño del primer láser de femtosegundo.

Desde que se introdujo el láser de femtosegundo IntraLase (ahora Abbott Medical Optics Inc.) para la creación de colgajos, han llegado al mercado otros cuatro láseres de femtosegundo para cirugía refractiva: el Femtec (Technolas Perfect Vision), el Femto LDV (Ziemer Ophthalmic Systems AG), el FS200 (Alcon Laboratories, Inc.), y el VisuMax (Carl Zeiss Meditec).

Los láseres de femtosegundos oftálmicos favorecen la seguridad de la cirugía y la rapidez de la cicatrización porque pueden procesar tejidos y otros materiales dentro de un volumen tridimensional sin alterar su superficie. El éxito de esta plataforma en la cirugía refractiva y, más recientemente, en la de cataratas se basa en dos características únicas: (1) el proceso de absorción no lineal y (2) la altísima precisión y los bajos efectos secundarios resultantes del bajo nivel de energía necesario para la fotodisrupción. Con el proceso de absorción no lineal del láser, el cirujano puede procesar el tejido tridimensionalmente sin estar limitado por ninguna superficie. (Esto difiere de la absorción lineal, como en la remodelación corneal con láser excimer, que se produce directamente en la superficie del tejido absorbente y está determinada por la longitud de onda y las características de absorción del tejido). Los láseres de femtosegundo tienen muchas aplicaciones oftálmicas, que se comentan a continuación.

Características únicas

Imagen. Los láseres de femtosegundo oftálmicos utilizan un procedimiento de escaneo en 3-D para el corte del tejido. El mismo envío de haces en 3-D utilizado para interrumpir el tejido también puede utilizarse para obtener imágenes del proceso de corte antes, durante y después de la cirugía. El tejido objetivo puede escanearse para obtener imágenes sin necesidad de añadir espejos o lentes de escaneo. La primera generación de cirugía de cataratas con láser de femtosegundo ya hace uso de esta característica única pasando un haz de tomografía de coherencia óptica (OCT) a lo largo de la trayectoria del rayo láser para obtener imágenes del tejido objetivo. Esto puede hacerse antes de la cirugía para dirigir los pulsos del láser.

Esta misma característica aún no se utiliza en los láseres de femtosegundo para cirugía refractiva de la córnea, pero sin duda se introducirá a medida que la tecnología OCT sea más asequible. Actualmente, sólo una plataforma quirúrgica de córnea con láser de femtosegundo incluye una función de imagen, el CorneaSurgeon (Rowiak GmbH), que prepara el tejido donante de córnea para la queratoplastia.

Los láseres de femtosegundo también pueden utilizarse para realizar imágenes de segundo armónico y de fluorescencia multifotónica para suministrar imágenes de alta resolución,6-8 con la capacidad de ofrecer información sobre la anatomía así como las condiciones metabólicas del tejido.

Tejido turbio. El tejido corneal turbio induce una fuerte dispersión. Afortunadamente, con las longitudes de onda infrarrojas largas, la dispersión es muy baja, lo que permite procesar el tejido turbio en su superficie, en las capas más profundas e incluso en los cristalinos escleróticos y el tejido escleral.9-11 En el futuro, los oftalmólogos podrán utilizar esta función del láser de femtosegundo para tratar el glaucoma con procedimientos quirúrgicos novedosos.

Velocidades de procesamiento. En la actualidad, los láseres de femtosegundo oftálmicos pueden ofrecer velocidades de repetición en el rango de los kilohercios con energías de pulso suficientemente altas. En el futuro, puede ser posible utilizar tasas de repetición de entrega de láser en el rango de megahercios, reduciendo aún más los tiempos de tratamiento.

Nuevas aplicaciones

Cirugía de cataratas con láser. Esta es la aplicación oftálmica más reciente del láser de femtosegundo, con cuatro empresas que están abriendo camino en este campo: OptiMedica Corp, con su láser de precisión Catalys; LensAR, con la plataforma láser LensAR; Alcon Laboratories, Inc, con su plataforma láser LenSx; y Bausch + Lomb, con el Victus. El fabricante del Victus ha declarado que el láser tiene la capacidad de realizar aplicaciones de cataratas así como de refracción de la córnea.

Tratamiento de adherencias vítreas traccionales. En un futuro próximo, los pulsos láser ultracortos podrían sustituir a la vitrectomía posterior para el tratamiento de las adherencias vítreas tracionales. Esta estrategia no invasiva requiere un cierto desarrollo antes de que sea posible, ya que los pulsos láser emitidos a través del vítreo se distorsionan. Esto requiere una mayor energía, lo que provoca ondas de choque acústicas y daños térmicos. Sin embargo, si se puede incorporar con éxito la óptica adaptativa en la entrega del haz, estas aberraciones ópticas pueden eliminarse, consiguiendo así un punto láser bien enfocado y de alta resolución (Figura 1).12

Reversión de la presbicia. Otra aplicación prometedora del láser de femtosegundo es la inversión de la presbicia mediante la restauración de la flexibilidad del cristalino. Se espera que el láser de femtosegundo pueda utilizarse para crear microincisiones en el interior del cristalino sin necesidad de abrir quirúrgicamente el ojo (figura 2). Estos microcanales podrían reducir la fricción interna del tejido del cristalino, actuando como planos de deslizamiento. Cuando se aplicaron a ojos de conejo, estas incisiones láser no provocaron el crecimiento de cataratas ni anomalías en la cicatrización de las heridas. 13-15 Cuando se aplicaron a ojos humanos de autopsia, se observó un aumento medio de 100 μm en el grosor anteroposterior del cristalino, correspondiente a una ganancia de 2,00 a 3,00 D en la amplitud de acomodación (figura 3).

Formación del índice de refracción. Si la intensidad del láser de femtosegundo se mantiene justo por debajo del umbral de ruptura óptica, es posible crear un plasma de baja densidad, que permitirá que los electrones libres interactúen con el tejido circundante. Estas reacciones químicas podrían dar lugar a ligeros cambios en el índice de refracción de los medios ópticos, y este fenómeno podría utilizarse para programar lentes difractivas en la córnea o el cristalino. En estudios con animales, se ha demostrado que la conformación del índice de refracción es estable durante varias semanas o meses;16 este principio también podría utilizarse para ajustar la potencia de una LIO in situ.17

Corneal collagen crosslinking (CXL). Los pulsos de láser ultracortos aplicados a la córnea posterior o al tejido escleral pueden ser posibles utilizando la absorción de dos fotones. Por lo tanto, los cirujanos podrían aplicar el CXL a zonas más profundas del ojo para obtener más efectos beneficiosos en pacientes con queratocono.

Reversión de la catarata. El fotoblanqueo, o el uso de la absorción multifotónica para destruir fotoquímicamente los agregados proteicos absorbentes, fluorescentes y dispersos dentro del núcleo, puede eliminar el amarillamiento del cristalino. En un experimento, se trataron 18 lentes de donantes humanos con un láser infrarrojo de femtosegundo de 800 nm. Tras el tratamiento, los investigadores comprobaron que se reducía la decoloración amarilla del cristalino relacionada con la edad y aumentaba la transmisión de la luz. Por último, utilizando el control coherente, un método basado en la mecánica cuántica para controlar los procesos dinámicos de la luz, podría ser posible blanquear selectivamente el cristalino.19

CONCLUSIÓN

Los láseres de femtosegundo permiten alcanzar altos niveles de precisión quirúrgica, y los oftalmólogos ya han hecho un buen uso de esta tecnología, originalmente en la cirugía refractiva y ahora también en la cirugía de cataratas. Las fronteras de la cirugía de la retina y del glaucoma no están muy lejos.

Mensaje para llevar a casa

• Los láseres de femtosegundo favorecen una cirugía segura y tiempos de curación rápidos porque pueden procesar tejidos y otros materiales dentro de un volumen tridimensional sin alterar su superficie.
• Las características útiles de los láseres de femtosegundo incluyen la capacidad de obtención de imágenes, las longitudes de onda infrarrojas largas y las altas tasas de repitición.
• Las aplicaciones potenciales incluyen la cirugía de cataratas con láser, el tratamiento de adherencias vítreas tracionales, la reversión de la presbicia, la conformación del índice de refracción, el CXL y la reversión de la catarata.

Holger Lubatschowski, PhD, es director general de Rowiak GmbH, Alemania. El profesor Lubaschowski declara que tiene un interés financiero en el campo de la cirugía asistida por láser de femtosegundo, y es accionista de Rowiak GmbH. Se puede contactar con él en la dirección de correo electrónico [email protected].

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