A New Procedure for Evaluating Smoothness of Corneal Surface Following 193-Nanometer Excimer Laser Ablation
Authors: Liang Fong-Qi , Geasey Sharon D , del Cerro Manuel , Aquavella James V 
Published: April 2021

ABSTRACT

BACKGROUND: The routine technique for evaluating the smoothness of an excimer laser keratectomy has been scanning electron microscopy (SEM). However, this method suffers from tissue shrinkage and surface artifacts, and evaluates the surface only in a qualitative manner. In our study, we used a Zygo microscope to quantitatively assess the smoothness of the excimer laser ablated corneas, without complicated tissue processing.

METHODS: Five rabbit eyes and five PMMA blocks underwent 193-nanometer excimer laser ablations (5.00-millimeter diameter and 80micrometer depth). The ablation zones of the corneas were trephined and fixated prior to the measurement. The surface smoothness was measured under the Zygo and characterized by two surface parameters (Ra and RMS). After measurement, the corneal and PMMA samples were processed for SEM.

RESULTS: The Ra and RMS (mean ± SD) for the ablated corneas are 183.33 ± 20.6 and 240.06 ± 23.10 nm, respectively; for the PMMA blocks, 79.49 ± 23.02 and 96.45 ± 27.16 nm, respectively. There are significant differences of Ra and RMS between the ablated corneas and PMMA blocks (p < .01), indicating the ablated corneal surfaces are rougher than the ablated PMMA surfaces. Qualitatively, SEM correlated well with the results of the Zygo measurements.

CONCLUSIONS: We found this technique to be a simple, accurate, and reproducible means of objectively assessing the surface smoothness following excimer laser ablation. Combined use of the Zygo and SEM enables more complete evaluation of the ablated corneal surface. [Refract Corneal Surg 1992;8:459-465.)

SOMMARIO

PREMESSA: La tecnica di routine per la valutazione della regolarità di una cheratectomia con laser ad eccimeri è la microscopia elettronica a scansione (SEM). Tuttavia, questa tecnica risente della retrazione tissutale e di artefatti di superfici, e valuta la superficie soltanto qualitativamente. Nel nostro studio abbiamo usato un microscopio Zygo per quantificare la regolarità delle cornee ablate con il laser ad eccimeri, senza applicare complicati procedimenti sui tessuti.

METODI: 5 occhi di coniglio e 5 piastre di PMMA sono stati sottoposti ad ablazione con laser ad eccimeri a 193 nm (5 mm di diametro, 80 µp? di profondità). Le zone corneali fotoablate sono state asportate e fissate prima dell'analisi. La regolarità della superficie è stata misurata con il microscopio Zygo e descritta con 2 parametri di superficie (Ra e RMS). Dopo la valutazione le cornee e le piastre di PMMA sono state esaminate con microscopia elettronica a scansione.

RESULTATI: I parametri Ra e RMS (media ± DS) delle cornee ablate sono risultati rispettivamente 183.33 ± 20.06 e 240.06 ±23.10 nm; per Ie piastre di PMMA rispettivamente 79.49 ± 23.02 e 96.45 ± 27.14 nm. Abbiamo trovato delle differenze significative del Ra e RMS tra le cornee ablate e le piastre di PMMA (p < .01), che indicano che le superfici delle cornee ablate sono più regolari rispetto alle superfici di PMMA. Qualitativamente la SEM è ben correlata con i risultati delle misurazioni dello Zygo.