Uso della membrana amniotica in oftalmologia

Settembre 2017

La membrana amniotica è costituita da una combinazione di tessuti e cellule che, se usata come medicazione biologica, aiuta la guarigione delle ferite fungendo da base per la ricrescita dei tessuti molli. Le cellule biologicamente attive negli strati epiteliali e stromali dell’amnios rilasciano fattori di crescita e citochine con proprietà antinfiammatorie, antibatteriche, anti-immunogeniche e antifibrotiche1.

Le membrane placentari umane furono utilizzate per la prima volta all’inizio del 1900 come sostituto della pelle. Queste procedure includevano le membrane amniotiche e corioniche. La membrana amniotica fu usata per la prima volta da sola in oftalmologia nel 1940, quando De Rotth la propose per il trattamento di una ferita da ustione oculare.2 Il trattamento ebbe successo, ma l’uso della membrana amniotica passò in secondo piano fino ai primi anni ’90, quando furono sviluppate migliori tecniche di lavorazione e conservazione.

Negli ultimi 25 anni, letteralmente migliaia di procedure chirurgiche oculari hanno utilizzato le membrane amniotiche per trattare vari disturbi oculari e sono stati pubblicati più di 700 articoli di peer review. La membrana amniotica è stata anche utilizzata in varie procedure chirurgiche ricostruttive come medicazione biologica. Queste procedure includono: bendaggi biologici per ustioni e ulcere diabetiche e venose non cicatrizzanti, riparazione di ernie addominali, chiusura del pericardio e come barriera per la prevenzione delle aderenze chirurgiche.3,4

Anatomia e fisiologia della membrana amniotica

In utero, la membrana amniotica si sviluppa dal tessuto extra-embrionale che comprende sia la componente fetale che quella materna che sono tenute insieme dai villi corionici. La componente fetale è costituita dalle membrane fetali amniotica e corionica, che separa il feto dall’endometrio4. La membrana amniotica (AM) è lo strato più interno delle membrane fetali della placenta. È avascolare e ha uno strato epiteliale con uno strato stromale avascolare subadiacente5,6.

La membrana amniotica è una delle membrane più spesse del corpo umano. L’illustrazione adiacente4 mostra una sezione trasversale della membrana amniotica umana che indica le caratteristiche biochimiche dei suoi cinque strati7:

1. strato dell’epitelio cuboidale;
2. membrana basale;
3. strato compatto;
4. strato dei fibroblasti; e
5. strato intermedio (spugnoso).

Come la membrana amniotica influenza la guarigione

La membrana basale della membrana amniotica è uno strato sottile composto da fibre reticolari, strettamente aderente all’epitelio amniotico, mentre lo strato compatto adiacente è più denso e privo di cellule costituito da una complessa rete reticolare.3,4 Ha un basso potenziale immunogenico e contiene fattori bioattivi che hanno dimostrato di essere benefici nel trattamento delle ferite, come: collagene, fattori bioattivi di adesione cellulare (fibronectina, laminine, proteoglicani e glicosaminoglicani) e fattori di crescita.3,7

Benefici terapeutici che possono essere derivati dai fattori biologici e dalle citochine nelle membrane amniotiche:

• Effetti antinfiammatori – La membrana amniotica sopprime le citochine pro-infiammatorie.
• Antimicrobico – La membrana amniotica funge da barriera fisica contro l’ambiente esterno con una stretta aderenza della membrana alla superficie della ferita, oltre a produrre citochine antimicrobiche.
• Attività antiscartino e antiadesiva – La membrana amniotica riduce l’attività proteasica attraverso la secrezione di TIMP (inibitori tissutali delle metalloproteinasi) e quindi ha un effetto antifibrotico. C’è anche una riduzione della regolazione del TGF-ß che è responsabile dell’attivazione dei fibroblasti e impedisce l’adesione delle superfici lesionate l’una all’altra.
• Non immunogenicità e bassa antigenicità – Amnion ha una bassa espressione degli antigeni di istocompatibilità (HLA Classe II) A, B, C DR o beta2 microglobulina, e può quindi essere usata come medicazione allogenica senza alcun problema.
• Proprietà analgesiche – Si ha un rapido sollievo dal dolore grazie all’efficiente copertura delle terminazioni nervose.
• Anti-angiogenetica – Impedisce la formazione di nuovi vasi sanguigni.
• Contiene collagene di tipo IV, V e VII – Questi promuovono la differenziazione e l’adesione cellulare.
• Promozione dell’epitelizzazione – La membrana basale è un buon substrato per la migrazione cellulare e il mantenimento della polarità cellulare epiteliale. Insieme all’espressione di fattori di crescita come KGF, b-FGF, HGF e TGF-ß, c’è la promozione dell’epitelizzazione, della proliferazione e della differenziazione cellulare.

In sintesi, il meccanismo di azione della membrana amniotica si basa sulle sue alte concentrazioni di citochine e fattori di crescita. L’uso della membrana amniotica per coprire aree infiammate o esposte influenza favorevolmente il processo di guarigione della ferita, oltre a ridurre i livelli di dolore e disagio del paziente.3

L’aspetto pragmatico dell’uso della membrana amniotica spessa è che si conforma facilmente alla superficie della ferita e può essere incollata o suturata alla superficie della ferita. La membrana è idrofila e assorbe naturalmente i fluidi circostanti. Come parte del processo di guarigione, la membrana amniotica si riassorbe nella ferita.

Applicazioni della membrana amniotica alla chirurgia oculare

La membrana amniotica è ampiamente utilizzata nella chirurgia oculare come benda biologica per guarire o sostituire il tessuto oculare danneggiato. È sottile, leggera, elastica e quasi trasparente, il che la rende adatta all’uso sulla superficie dell’occhio. Può essere suturata o incollata in posizione con la colla per tessuti. La membrana amniotica è usata per trattare le ustioni chimiche, le ulcere della cornea o della congiuntiva, le malattie che causano ulcere devastanti e durante le procedure chirurgiche in cui il tessuto oculare deve essere asportato.

Gli esempi seguenti mostrano tre applicazioni in oftalmologia in cui la membrana amniotica è usata con successo.

Esempio 1: Sindrome di Steven Johnson

Questa è una malattia rara, acuta e vescicante della pelle e delle mucose causata da una reazione immunitaria scatenata da farmaci o infezioni. Il quadro clinico è simile alle ferite da ustione a spessore parziale e il coinvolgimento degli occhi è molto comune. La membrana amniotica è usata con successo per accelerare la guarigione e alleviare il dolore.

Esempio 1 Figura: Trapianto di membrana amniotica (AM) utilizzando un singolo foglio di 5 x 10 cm. (A) Creazione di un anello di simbiosi con tubi intravenosi. (B) Posizionamento di AM sulla palpebra superiore. (C) Ancoraggio di AM con suture a materassaio in polipropilene 6-0 e bolster. (D) Svolgimento di AM sulla superficie oculare. (E) Posizionamento dell’anello symblepheron fatto su misura nei fornici. L’anello è già spinto nel fornice superiore e viene delicatamente depositato nel fornice inferiore. (F) Ancoraggio di AM alla palpebra inferiore.

Foto tratta da: Ma K N , Thanos A, Chodosh J, Shah A S, Mantagos I S; A Novel Technique for Amniotic Membrane Transplantation in patients with Acute Stevens-Johnson Syndrome; The Ocular Surface, 2016; 14(1):31-36.

Esempio 2: Perforazioni e ulcere corneali

Queste vengono guarite efficacemente e rapidamente utilizzando la membrana amniotica come medicazione biologica per riempire la cavità.

Esempio 2 Figura: Fasi chirurgiche per la chirurgia della perforazione corneale. Per un’ulcera più piccola e una perforazione con un bordo brusco, un rotolo di membrana amniotica (AM) viene spinto nella perforazione e fissato con un fissaggio a punto croce, come mostrato nell’immagine in alto.

Per la perforazione più grande nell’immagine centrale, prima, AM è stata piegata in un rotolo e inserita nella perforazione. In secondo luogo, un bilayer AM è stato coperto dal rotolo e dall’ulcera con il lato epiteliale in alto e fissato con suture in nylon 10-0. In terzo luogo, sono stati iniettati 0,3 ml di C3F8 (perfluoropropano) al 20% nella camera anteriore. Infine, un pezzo più grande di AM è stato applicato su tutta la cornea come un cerotto temporaneo e ancorato con 2 giri di suture in nylon 10-0 al limbus corneale e all’episclera perilimale.

Lo schema nell’immagine in basso illustra il posizionamento del rotolo di membrana amniotica, la membrana amniotica a doppio strato, e il grande pezzo di membrana amniotica che viene applicato su tutta la cornea.

Foto tratte da: Fan J, Wang M, Zhong F; Improvement of Amniotic Membrane Method for the Treatment of Corneal Perforation; BioMed Research International; 2016; Article ID 1693815.

Esempio 3: chirurgia dello pterigio

La membrana amniotica è usata con successo in questa procedura che viene comunemente eseguita. Lo pterigio è una crescita benigna sulla congiuntiva dell’occhio, di solito nella zona più vicina al naso. Queste escrescenze possono causare irritazione nell’occhio e devono essere rimosse chirurgicamente. Il deficit lasciato dopo la rimozione è guarito con successo con il posizionamento della membrana amniotica come si vede qui sotto.

Esempio 3 Figura: Procedure chirurgiche di innesto di membrana amniotica multistrato. (a) Il difetto sclerale nudo è stato misurato con il calibro dopo l’escissione dello pterigio. (b) La membrana amniotica è stata marcata con il violetto di genziana per garantire l’ottenimento di un innesto di dimensioni adeguate, che avrebbe coperto l’area del difetto. La membrana è stata posizionata sulla cornea con il lato epiteliale/membrana basale in alto. (c) La membrana è stata fatta scivolare sul letto sclerale e i bordi sono stati “pizzicati” insieme alla congiuntiva ricevente usando una pinza liscia. (d) La stabilità della membrana è stata controllata con una spugna di cellulosa.

Foto tratte da: Fahmy RM; Pterygium Resection with Amniotic Membrane Grafting in a Patient with Xeroderma Pigmentosum; Austin J Clin Ophthalmol; 2016 Vol 3 (2); ISSN : 2381-9162

In sintesi, la membrana amniotica ha dimostrato di essere una medicazione biologica ideale in oftalmologia e viene utilizzata in tutto il mondo. Le sue proprietà sono ideali per promuovere la guarigione e offrire comfort al paziente.

La dottoressa Yvonne Holt è il direttore medico di Next Biosciences, un’azienda biotecnologica sudafricana che combina medicina, scienza e tecnologia per creare prodotti e servizi innovativi, consentendo alle persone di investire e prendere personalmente possesso della loro salute futura. Next Biosciences si concentra principalmente sui mercati dal preconcepimento al post-nascita, specializzandosi nella banca delle cellule staminali neonatali, nei test genetici e nello screening neonatale. Next Biosciences ha anche una divisione biologica che sviluppa prodotti terapeutici prodotti da membrane placentari – AmnioMatrix utilizzato in chirurgia oftalmica, e siero di sangue del cordone ombelicale – OptiSerum collirio. Il dottor Holt si è laureato alla Wits University come medico e ha un diploma in Pediatria e Medicina Trasfusionale. Il Dr. Holt è disponibile a rispondere alle domande su [email protected]

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2. Rahman I, Said DG, Maharajan VS, Dua HS. Membrana amniotica in oftalmologia: indicazioni e limiti. Occhio. 2009; 23(10):1954-61.
3. Dua HS, Gomes JA., King AJ, Maharajan VS. La membrana amniotica in oftalmologia. Indagine di oftalmologia. 2004; 49(1):51-77.
4. Niknejad H, Peirovi H, Jorjani M, Ahmadiani A, Ghanavi J, Seifalian AM. Proprietà della membrana amniotica per un potenziale uso nell’ingegneria dei tessuti. Cellule e Materie prime europee. 2008; 15:88-99.
5. Tyszkiewicz JT, Uhrynowska-Tyszkiewicz IA, Kaminski A, Dziedzic-Goclawska A. Amnion allografts preparati nella Banca Centrale del Tessuto di Varsavia. Annali del trapianto: trimestrale della Società polacca dei trapianti. 1999; 4(3-4):85.
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