Las capas refractivas transparentes del ojo, como la córnea y el cristalino, no absorben la radiación electromagnética en densidades de baja potencia, lo que permite que la luz pueda pasar sin alterar los tejidos. En densidades de mayor potencia, sin embargo, estas estructuras absorben la energía lumínica, produciendo generación de plasma y alteración de los tejidos. El láser de Nd-YAG fue el primer láser infrarrojo utilizado en oftalmología, para abrir la cápsula posterior del cristalino opacificada luego de cirugía de catarata, para iridotomía en glaucoma por bloqueo pupilar y menos comúnmente para lisis de las membranas del vítreo. El láser Nd-Yag tiene una duración de pulsos de nanosegundo (10^-9 segundos) y produce la fotodisrupción del tejido en el punto de foco, lo que ocasiona una nube de electrones libres y moléculas ionizadas de rápida expansión (“plasma”), a su vez crea una onda acústica que afecta el tejido tratado. Este proceso conocido como fotoionización o colapso óptico inducido por láser, vaporiza pequeños volúmenes de tejido mediante la formación de burbujas de dióxido de carbono y agua, que finalmente se disipan en los tejidos adyacentes. La zona de daño colateral del tejido con el láser Nd-Yag puede sobrepasar fácilmente los 100 µm, como lo demuestra el daño frecuente de la cámara posterior del cristalino durante la capsulotomía posterior con láser Nd-Yag. Esta gran cantidad de daño colateral hace que el láser no sea apto para su uso en la cirugía corneal, que exige una muy alta precisión.

Al reducir la duración del pulso del láser infrarrojo de nanosegundo a picosegundo (10^-12 segundo) y luego a femtosegundo (10^-15 segundo) se reduce también la zona de daño colateral del tejido. El láser femtosegundo (FS) es similar al láser Nd-Yag, pero con un pulso ultra-corto que produce ondas menores y burbujas que afectan una cantidad de tejido 103 veces menor que el pulso de picosegundo.

El prototipo del primer láser FS de uso quirúrgico fue diseñado y construido por Dr. Juhasz y asociados en la Michigan University, College of Engineering Center for Ultra-fast Optical Sciences (CUOS) a principio de los ’90. El diseño, desarrollo y análisis de los parámetros clínicos para el uso en cirugía corneal se realizó en colaboración con el Dr. Kurtz y asociados del W.K. Kellogg Eye Center, University of Michigan Medical School. La Intralase Corporation se fundó en 1997 en Michigan e incluyó a varios miembros del equipo de investigación original.

A diferencia del láser excimer ultravioleta, no focalizado, que se absorbe en la superficie anterior de la córnea, el láser FS infrarrojo puede focalizarse en cualquier parte dentro o detrás de la córnea. En cierto grado, el láser FS también puede pasar a través de un medio ópticamente turbio como una córnea edematosa e inclusive la esclera perilimbal relativamente traslúcida, ya que la energía de longitud de onda infrarroja sufre mucho menos atenuación que la luz visible.

El láser FS IntraLase tiene alta precisión y está controlado mediante un sistema computarizado, lo que permite una precisión de aproximadamente 1µm, y la emisión de pulsos láser continuos en un patrón en zig-zag o espiralado. (Fig 1). El láser FS IntraLase fue aprobado por la FDA en los Estados Unidos para cirugía de córnea en enero de 2000 y el primer láser comercial se introdujo en el mercado en el año 2001 para ser utilizado en la creación de colgajos en LASIK.  A diferencia del microquerátomo, no tiene cuchillas ni partes movibles que se utilicen para cortar el colgajo de LASIK.

El nuevo láser FS IntraLase de quinta generación de 150 Khz., tiene un sistema computarizado de alta precisión que permite realizar cortes de distintas formas geométricas, profundidades, diámetros, configuración, energía, tamaño del punto y separación. Puede crear colgajos Lasik en menos de 10 segundos.

Fig. 1 (arriba) Diagrama del corte del colgajo en LASIK con puntos láser continuos para el corte lateral y la creación de la interfase lamelar. (Abajo)Corte del colgajo LASIK utilizando patrón en zig-zag (izquierda), en espiral centrífuga (centro) y espiral centrípeta (derecha).

El sistema IntraLase utiliza un anillo de succión de baja presión (35 a 45 mm Hg) con un lente de contacto plano que alinea y estabiliza el globo, actúa como especulo del párpado y aplana la córnea. Al ejercer menor presión que el microquerátomo se puede reducir el riesgo de oclusión retinovascular y de infarto neural.

Últimamente ingresaron en el mercado tres sistemas láser FS aprobados por la FDA: 1) Femtec; 2) Femto LDV y 3) VisuMax. El láser Femtec emplea un lente aplanador curvo que requiere menos presión de succión, de esta forma se distorsiona menos la córnea durante el proceso de aplanación. El Visu-Max también emplea lente aplanador curvo. El Femto LDV funciona en mHZ y no kHz  lo que reduce el tiempo de creación del colgajo y  mejora la precisión.

Los sistemas láser femtosegundo requieren de estricto control de la humedad y temperatura ambiente para su funcionamiento adecuado, aunque los adelantos en la tecnología láser FS los están haciendo menos sensibles a cambios ambientales.

En la actualidad el uso más comúnmente dado al láser FS es para la creación del colgajo corneal de la cirugía LASIK. Con los últimos adelantos la creación del colgajo es cada vez más sencilla gracias a los puntos cada vez más pequeños y juntos. Los cortes laterales verticales reducen la posibilidad de que se deslice el colgajo y facilita también su colocación con precisión en la posición original.

Las principales ventajas de la creación de un colgajo con láser FS son : 1) Menos incidencia de complicaciones con el colgajo, como ojales, abrasiones epiteliales, colgajos cortos, marcas del bisturí y cortes irregulares; 2) permite al cirujano seleccionar mejor el diámetro, grosor, ángulo del corte lateral, posición y largo de la bisagra, patrón en espiral o en zig-zag; 3) no hay partes móviles; 4) mayor precisión y seguridad del colgajo y determinación de su grosor y  5) posibilidad de cortar colgajos más delgados (90 µm o menos) para acomodar en córnea delgadas y/o con alto error refractivo.

La mayor velocidad del láser redujo la necesidad de energía y a su vez el tamaño de la burbuja y su duración, disminuyó la inflamación del tejido y el tiempo para la creación del colgajo y otorgó mayor facilidad para levantar el colgajo. Durante el tratamiento intraestromal, las burbujas de cavitación que confluyen (OBL, sigla en inglés para la capa opaca de burbujas-ver figura) pueden reducir la capacidad del cirujano para localizar la pupila con el fin de centrar. La duración y el área de OBL se reducen con el uso de patrones en zig-zag o en espiral que alejan la OBL del centro y gracias al menor nivel de energía que requieren las mayores velocidades.

Capa opaca de burbujas (OBL) (flecha) durante la creación del colgajo en una cirugía LASIK.

Las complicaciones de una cirugía LASIK con femtosegundo son poco comunes, pero incluyen determinados problemas como interferencia de las burbujas de cavitación en la cirugía y síndrome transitorio de sensibilidad a la luz (STSL) después de la cirugía. Normalmente se acumulan burbujas en la interfase del colgajo durante el tratamiento láser FS, pero a veces pueden pasar al lecho estromal formando una OBL posterior que no se libera al levantar el colgajo (ver fig.), persistiendo por horas antes de su reabsorción. Si es muy densa y central la OBL impide la localización de la pupila. En raras ocasiones las burbujas escapan hacia el espacio subepitelial corneal (ver fig.) sin consecuencias adversas duraderas, pero pueden producirse ojales. Excepcionalmente las burbujas ingresan en la cámara anterior, esto obliga al cirujano a centrar el tratamiento en forma manual o esperar para levantar el colgajo hasta que desaparezcan las burbujas.

Fig. Las burbujas de cavitación pueden ingresar en el estroma posterior, espacio subepitelial y cámara anterior.

Conclusiones:

Los adelantos en la tecnología láser ultra-rápida siguen mejorando la seguridad quirúrgica, eficiencia, velocidad y versatilidad de los láser FS en oftalmología.
Síntesis y traducción: Dr. Martín Mocorrea, editor responsable de Intramed en la especialidad de oftalmología.

♦ Síntesis y traducción: Dr. Martín Mocorrea, editor responsable de Intramed en la especialidad de oftalmología.

Bibliografía

1. Maiman TH. Simulated optic radiation in ruby. Nature 1960;187:493– 494.
2. Juhasz T, Loesel FH, Kurtz RM, et al. Corneal refractive surgery with femtosecond lasers. IEEE J Select Topics Quantum Electron 1999;5:902–910.
3. Stern D, Schoenlein RW, Puliafito CA, et al. Corneal ablation by nanosecond, picosecond, and femtosecond lasers at 532 and 625 nm. Arch Ophthalmol 1989;107: 587–592.
4. Perry MD, Mourou G. Terrawatt to petawatt class subpicosecond lasers. Science 1994;264:917.
5. Ratkay-Traub I, Ferincz IE, Juhasz T, et al. First clinical results with the femtosecond neodymium-glass laser in refractivesurgery. J Refract Surg 2003;19:94 –103.
6. Jonas JB, Vossmerbäumer U. Femtosecond laser penetrating keratoplasty with conical incisions and positional spikes. J Refract Surg 2004;20:397