background image

EUROTIMES

  |  Volume 15  |  Issue 7/8

G

holam A Peyman MD is perhaps best known 

for his pioneering work in vitreo-retinal 

surgery, including intravitreal drug delivery, 

endoresection, development of the operating 

microscope with stereoscopic assistant head, the endolaser 

and the first 23-gauge vitrectomy system. While he limits 

his clinical practice to retinal diseases, he has developed 

techniques and instruments for treating a wide range of 

ophthalmic conditions, for which he has been granted 116 

US patents. “I felt that I could contribute in management of 

the diseases affecting other parts of the eye” he says.

one such concept was modifying the curvature of the 

cornea for refractive purposes using an excimer laser to 

sculpt the corneal stroma or on the back surface of a corneal 

cap or flap – the procedure that would become known as 

LASIK. Dr Peyman first filed a patent on the concept in July 

1985 (US patent 4,840,175) (see figure). After two revisions 

of the application, the patent was finally granted in June 

1989, about six months before Ioannis Pallikaris MD, PhD 

performed the first LASIK procedure on a human eye.

 Avoiding scars and pain 

  Dr Peyman’s interest 

in laser refractive surgery dates back to 1977. Then a 

faculty member at the University of Illinois in Chicago, his 

investigations of the effects of lasers on eye tissues led him 

to experiment with Co2 lasers to modify corneal refraction 

in rabbits. The laser was applied to the cornea in different 

patterns, but all caused significant scarring. “My conclusions 

at that time were: 1) We have to wait for the development of 

an ablative laser and 2) We should not ablate the surface of 

the cornea but, instead, the ablation should take place under 

a flap in order to prevent scarring and other undesirable 

sequelae,” Dr Peyman says. He published the first paper on 

the topic in 

Ophthalmic Surgery

 in 1980.

1

Dr Peyman’s interest was piqued again in 1982, when 

reading an article, in the journal 

Laser Focus

 from Bell 

Laboratories, describing the photo-ablative properties of the 

excimer laser on organic materials. “When I read about the 

excimer laser, I thought it would revolutionise corneal laser 

surgery. My mind was ready for it,” he recalls. The next year 

Stephen Trokel MD, PhD published his landmark study of 

excimer incisions on enucleated cow’s eyes, also conducted 

at Bell.

In 1985, Dr Trokel and his group published a paper that 

described using an excimer laser for radial keratectomy (RK) 

on an enucleated human eye. However, RK incisions failed 

to heal apparently due to removal of a thin layer of tissue 

between the sides of the cut, so most investigations shifted to 

surface ablation.

Dr Peyman took another route. “Because of my previous 

experience with the Co2 laser, I wanted to avoid surface 

ablation thereby preventing the potential corneal scarring 

and the pain associated with the removal of the corneal 

epithelium that exposes the nerves after surface ablation. 

I applied for a patent in June 1985 describing the method 

of modifying corneal refractive errors using laser ablation 

under a corneal flap.” The filing anticipated several 

methods for directing a refractive laser, including “use of a 

variable diaphragm, a rotating orifice of variable size, and a 

scanning mirror which directs the laser beam towards the 

exposed internal stromal surface or the underside of the 

corneal flap.”

Dr Peyman tried to get an excimer laser for research from 

a firm in Finland, but the device was just too expensive. 

However, he was able to evaluate the effects of various 

excimer lasers in conjunction with the Physics Department 

of the University of Helsinki (1985).

He had also purchased an infrared Erbium-Yag laser 

to evaluate stromal ablation under a hinged corneal flap

2

 

in vivo in rabbit and primate eyes. He presented the 

research at the Association for Research in Vision and 

ophthalmology in 1988, and published it in 

Ophthalmology

 

in 1989. By this time he also had moved to Louisiana 

State University, where Marguerite McDonald MD and 

colleagues were developing PRK. However, as a retinal 

specialist, he was restricted and not involved in the project.

Surface ablation continued as the dominant procedure 

for some time, and Dr Peyman had little success getting 

manufacturers interested in laser ablation under a flap. In 

1990, he sold the patent to Chiron. “They purchased it for a 

very little amount of money and that was the end of it,” Dr 

Peyman says. “However, I was happy that at least someone 

liked the concept and paid for my development costs.”

 Mitigating LASIK side effects 

  Dr Peyman still 

conducts LASIK research, primarily to address some 

shortcomings. “I have always been very aware of the 

potential limitations of my invention, and have devoted 

considerable time and effort over the years to find ways to 

ameliorate them,” he says. Among these have been ablative 

and non-ablative inlays inserted under the corneal flap to 

allow a greater range of refractive correction 

(J Cataract 

Refract Surg. 2005)

3

, and the use of topical cyclosporine to 

enhance the recovery of corneal sensation after LASIK 

(.J 

Refract Surg. 2008 Apr;24(4):337-43)

4

.

now as professor of basic medical sciences at the 

University of Arizona in Phoenix, Dr Peyman continues 

his research in other areas. He is currently developing a 

tonometer that can measure IoP and outflow through 

the eyelid for patients to use at home, and a pressure jet 

injector in which no needle enters the eye for non-invasive 

subconjunctival and intraocular injections. Why has he 

been involved in so many different projects? “I enjoy 

research,” he said.

1- Peyman GA, Larson B, Raichand M, Andrews AH. 

Modification of rabbit corneal curvature with the use 

of carbon dioxide laser burns. Ophthalmic Surg. 1980 

May;11(5):325-9.

2- Peyman GA, Badaro RM, Khoobehi B. Corneal ablation in 

rabbits using an infrared (2.9-micron) Erbium;YAG laser. 

Ophthalmology. 1989 Aug;96(8):1160-70.

3- Peyman GA, Beyer CF, Bezerra Y, Vincent JM, Arosemena 

A, Friedlander MH, Hoffmann L, Kangeler J, Roussau 

D. Intracorneal inlay Photoablative inlay laser-assisted 

in situ keratophakia ( PAI-LASIK) in the rabbit model. J 

Cataract Refract Surg. 2005 Feb;31(2):389-97.

4- Peyman GA, Sanders DR, Batlle JF, Féliz R, Cabrera 

G. Cyclosporine 0,05% ophthalmic preparation to aid 

recovery from loss of corneal sensitivity after LASIK . J 

Refract Surg. 2008 Apr;24(4):337-43.

Gholam Peyman

 – gpeyman1@yahoo.com

contact

AheAD of hIs tIme on lAsIk

In 1985 gholam peyman filed a patent on stromal ablation under a flap using 

an excimer laser, anticipating much of the procedure’s future development

20 years of lasik

10

I have always been very aware of the 

potential limitations of my invention, 

and have devoted considerable time 

and effort over the years to find ways 

to ameliorate them

Gholam A Peyman MD

First page of Dr Peyman’s patent for LASIK

 Don’t miss 

 Industry News, see page 44

by Howard Larkin in Chicago

Courtesy 

of 

Gholam 

Peyman 

MD