کلاژن نقش حمایتی در بافتهای مختلف انسان ایفا می کند. پیوندهای بین مولکولی بین مونومرهای کلاژن به تقویت ساختار کلاژن کمک می کند. پیوند متقاطع به عنوان یک فرایند طبیعی در قرنیه انسان و همچنین در دوران پیری یا در نتیجه بیماری هایی مانند دیابت اتفاق می افتد. در قرنیه انسان، فرآیند پیوند متقاطع کلاژن به سه صورت انجام می شود: آنزیمی، گلیکاسیون و اکسیداسیون. پیوند عرضی آنزیمی بخشی از بلوغ طبیعی فیبرهای کلاژن است . انتهای فیبریل کلاژن به شکل مارپیچ نیست و حاوی لیزین یا آمینو اسیدهای هیدروکسیلزین است. آنزیم لیزین اکسیداز می تواند این بقایا را به گروه های آلدئید کاتالیز کند که سپس با بقایای لیزین/هیدروکسیلین در داخل ساختار مارپیچ سه گانه واکنش نشان می دهند . نتیجه این است که از طریق تشکیل پیوند دو ظرفیتی سر به دم متصل می شود که بعداً به پیوندهای سه ظرفیتی تبدیل می شود .
گلیکاسیون یک مکانیسم غیر آنزیمی با پیوند بین شکر (محصول نهایی پیشرفته گلایکاسیون مانند پنتوزیدین) و گروه آمینو پروتئین است . این واکنش میلارد یا براونینگ نامیده می شد . پنتوزیدین یک محصول نهایی پیشرفته برای افزایش قند است که پیوندهای کووالانسی بین بقایای آرژنین و لیزین را شکل می دهد. این مکانیسم به طور قابل توجهی در دیابت شیرین و به میزان کمتر در روند پیری رخ می دهد. سفتی قرنیه در افراد مسن و پیشرفت کندتر KCN در دیابت نوع 2 به این مکانیسم نسبت داده شده است. .
CXL از واکنش های اکسیداسیون برای ایجاد پیوند بین فیبرهای کلاژن در درمان KCN استفاده می کند . گونه های اکسیژن فعال (ROS) توسط نور ماوراء بنفش تولید می شود و سپس فرآیند تبدیل مونومرها به پلیمرهای متصل به یکدیگر را واسطه می کند . برای مشارکت در این واکنش باید اکسیژن در بافت وجود داشته باشد. Richoz و همکارانش دریافتند که اثر بیومکانیکی CXL وابسته به اکسیژن است و تنش کم اکسیژن ممکن است اثر CXL را کاهش دهد. Kreuger و همکاران مشاهده کردند که اکسیژن در طول CXL به سرعت تخلیه می شود و نتیجه گرفتند که اکسیژن و ROS ممکن است نقش مهمی در فرایند پلیمریزاسیون داشته باشند.
