Sklerale Vernetzungs Mit Riboflavin und UV-A-Strahlung-für Prävention von Axial Myopie in einem Kaninchenmodell
Summary
Wir zeigen die Wirkung von scleral Vernetzung mit Riboflavin und UVA auf einer axialen Verlängerung Kaninchenaugen. Axial Dehnung wurde in 13 Tage alte Neuseeland-Kaninchen (männlich und weiblich), induziert durch ihr rechtes Auge Augenlider Vernähen (Tarsorrhaphie).
Abstract
Kurzsichtige Menschen, vor allem diejenigen mit starker Kurzsichtigkeit, sind bei höheren als normalen Risiko von Katarakt, Glaukom, Netzhautablösung und chorioretinale Anomalien. Darüber hinaus ist pathologischen Myopie eine häufige Ursache für irreversible Sehbehinderung und Blindheit 1-3. Unsere Studie zeigt die Wirkung der skleralen Vernetzungs unter Verwendung von Riboflavin und Ultraviolett-A-Strahlung auf die Entwicklung von Achsenmyopie in einem Kaninchenmodell. Die axiale Länge des Augapfels wurde von A-Scan Ultraschall in weißen Neuseeland-Kaninchen gemessen im Alter von 13 Tage (männlich und weiblich). Das Auge unterzog sich dann um 360 ° konjunktivaler Peritomie mit scleral Vernetzung, gefolgt von Tarsorrhaphie. Axial Dehnung wurde in 13 Tage alte Neuseeland-Kaninchen induziert durch ihr rechtes Auge Augenlider Vernähen (Tarsorrhaphie). Die Augen wurden in Quadranten unterteilt, und jeder Quadrant hatte zwei skleralen Bestrahlungszonen, die jeweils mit einer Fläche von 0,2 cm² und einem Radius von 4 mm. Die Vernetzung wurde durch Eintropfen von 0,1% durchgeführtDextran freien Riboflavin-5-phosphat auf die Bestrahlungszonen 20 sec vor Ultraviolett-A-Bestrahlung und alle 20 sec bei 200 sec-Bestrahlungszeit. UVA-Strahlung (370 nm) wurde senkrecht zur Sklera bei 57 mW / cm² (Gesamt UVA-Licht-Dosis, 57 J / cm²) aufgetragen. Tarsorrhaphies wurden am Tag 55 entfernt, durch wiederholte axiale Längenmessungen verfolgt. Diese Studie zeigt, dass skleralen Vernetzung mit Riboflavin und Ultraviolett-A-Strahlung wirksam Okklusion induzierten axialen Dehnung in einem Kaninchenmodell verhindert.
Introduction
Myopie ist die häufigste der Brechungsstörungen. Die Prävalenz der Kurzsichtigkeit in den USA und Europa wird berichtet , um 30% zu sein, und in den asiatischen Ländern wirkt sich dies auf 60% der Gesamtbevölkerung 1,2 auf. Myopic Progression tritt bei bis zu 50% der Kurzsichtigen in der Regel mit einer Rate von rund -0,5 Dioptrien über einen Zwei-Jahres – Intervall 3. Die Gesundheitskosten durch Kurzsichtigkeit auferlegt sind beträchtlich, einschließlich der Kosten für Brillen, Kontaktlinsen und der refraktiven Chirurgie und der erhöhten Gesundheitsrisiken des Glaukoms bezogenen Kosten, Katarakt, Netzhautablösung und Sehstörungen 4-6.
In Tierstudien der Kurzsichtigkeit wird Anblick Reduktion von Augenlid Vernähen 7-10, Platzierung eines Okkluders in einem kurzen Abstand vom Auge und Keratographie 11 induziert. Doch für künstliche Kurzsichtigkeit in diesen Studien zu kommen, muss der Okklusion Prozess, da keine Sicht Deprivation Experimente auf sehr jungen Tieren, zu carried heraus wachsene Exemplare haben sich bewährt.
Eine der wichtigen Funktionen von schwerer Myopie ist eine krankhafte Veränderung der Sklera mit progressiver Verdünnung der Sklera, wahrscheinlich aufgrund einer gestörten Rückkopplungsmechanismus von emmetropization nach visueller deprivation 12 oder aufgrund eines Stoffwechselstörung der Sklera, wie in Ehlers Danlos – Syndrom 13. Letztlich führen beide Mechanismen zur Dehnung und Ausdünnung der Lederhaut, Netzhaut und Aderhaut aufgrund von strukturellen Anomalien des kurzsichtigen Lederhaut wie eine verringerte Kollagenfaserdurchmesser 14,15 und Störungen in Fibrillogenese 16.
Mehrere Studien haben gezeigt , dass eine beeinträchtigte Kollagenvernetzung ein wichtiger Faktor in der Schwächungsprozess des myopischen Sklera 17-18 ist. Wollensak et al. 19-21 induzierten Kollagenvernetzung durch den Photosensibilisator Anwendung Riboflavin und ultraviolett-A (UVA) Bestrahlung (370 nm)und stellten eine signifikante, 157% Erhöhung der Steifigkeit von Schwein und Mensch Sklera in vitro 19 und eine 465% ige Steigerung in Kaninchen Sklerarigidität in vivo (Young-Modul) 20. Crosslinking hatte auch eine langfristige Wirkung auf Kaninchen Sklera in vivo: Steifigkeit von 320,4% erhöht nach 3 Tagen, 277,6% nach 4 Monaten und 502% nach 8 Monaten (Young-Modul) 22.
Therapeutische Versuche kurzsichtig Progression zu verhaften wurden 23-26 veröffentlicht , aber der Erfolg dieser Methoden ist umstritten. Keine effiziente Mittel zur Verhinderung von progressiver Myopie wurde bisher gefunden.
Die Ätiologie der Kurzsichtigkeit ist nach wie vor umstritten, und seine Behandlung stellt eine Herausforderung dar. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird angenommen, dass skleralen Vernetzung als Mittel zur Sklera-basierten Behandlung von myopischen Progression dienen kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die scleral Kollagen crosslinki zu untersuchenng Wirkung auf die Entwicklung der Achsenmyopie durch Sehachse Okklusion induziert.
Protocol
Representative Results
Discussion
Wir stellen die ersten in vivo Untersuchung der Verhinderung von axialen Myopie in einem Kaninchenmodell verwendet Vernetzungstechnik mit Riboflavin und UVA – Bestrahlung. Obwohl verschiedene Versuchstiere in dieser Art von Studie verwendet werden kann, wählten wir Kaninchen vor allem aufgrund der Größe der Augen und der Notwendigkeit Vernetzung auf der Skleraoberfläche auszuführen.
Wir fanden, dass das Kaninchen Lederhaut Belichtungs- und Vernähen der oberen und unteren Augen…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren sind dankbar, dass Frau Dalia Sela und Herr Emi Sharon für ihre professionelle und ausgezeichnete technische Arbeit im Labor.
Materials
| 2-0 braided silk non-needled sutures | ETHICON | W193 | |
| 4-0 braided silk ivory color | ETHICON | W816 | |
| 0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate 1mg:1ml | Concept for Pharmacy Ltd | D2-5025 | |
| UV A (370nm) light source | O/E LAND Inc | NCSU033B | |
| Beveled down custom made fiber optic | Prizmatix Ltd | ||
| 26G lacrimal cannula | Beaver-visitec International Ltd. | REF581276 | |
| 25G tapered hydrodelineator [Blumenthal] | Beaver-visitec International Ltd. | REF585107 | |
| 13 days old rabbits | Harlan | 1NZWR40 | |
| Ultrasonic biometer | Allergan-Humphrey | 820-519 | |
| Skin marker | Devon | 4237101664X |
Referencias
- McBrien, N. A., Gentle, A. Role of the sclera in the development and pathological complications of myopia. Prog. Retin. Eye Res. 22, 307-338 (2003).
- Saw, S. M., Gazzard, G., Au Eong, K. -. G., Tan, D. T. H. Myopia: attempts to arrest progression. Br. J. Ophthalmol. 86, 1306-1311 (2002).
- Bullimore, M. A., Jones, L. A., Moeschberger, M. L., Zadnik, K., Payor, R. E. A retrospective study of myopia progression in adult contact lens wearers. Invest Ophthalmol Vis Sci. 43, 2110-2113 (2002).
- Rose, K., Smith, W. E., Morgan, I., Mitchell, P. The increasing prevalence of myopia: implications for Australia. Clin. Exp. Ophthalmol. 29, 116-120 (2001).
- Saw, S. M., Gazzard, G., Shih-Yen, E. C., Chua, W. H. Myopia and associated pathological complications. Ophthal. Physiol. Opt. 25, 381-391 (2005).
- Tano, Y. Pathologic myopia – where are we now. Am. J. Ophthalmol. 134, 645-660 (2002).
- Greene, P. R., Guyton, D. L. Time course of rhesus lid-suture myopia. Exp. Eye Res. 42, 529-534 (1986).
- McBrien, N. A., Norton, T. T. The development of experimental myopia and ocular component dimensions in monocularly lid-sutured tree shrews (Tupaia belangeri). Vision Res. 32, 843-852 (1992).
- McKanna, J. A., Casagrande, V. A. Reduced lens development in lid-suture myopia. Exp. Eye Res. 26, 715-723 (1978).
- Shapiro, A. Experimental visual deprivation and myopia. Doc. Ophthalmol. Proc. Ser. 28, 193-195 (1981).
- Wiesel, T. N., Raviola, E. Increase in axial length of the macaque monkey eye after corneal opacification. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 18, 1232-1236 (1979).
- Weiss, A. H. Unilateral high myopia: optical components, associated factors and visual outcomes. Br J Ophthalmol. 87, 1025-1031 (2003).
- Mechanic, G. Crosslinking of collagen in a heritable disorder of connective tissue: Ehlers-Danlos syndrome. Biochem. Biophys. Res. Com. 47, 267-272 (1972).
- Curtin, B. J., Iwamoto, T., Renaldo, D. P. Normal and staphylomatous sclera of high myopia. An electron microscopic study. Arch. Ophthalmol. 97, 912-915 (1979).
- Liu, K. R., Chen, M. S., Ko, L. S. Electron microscopic studies of the scleral collagen fibre in excessively high myopia. J. Formosan Med. Assoc. 85, 1032-1038 (1986).
- Funata, M., Tokoro, T. Scleral change in experimentally myopic monkeys. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 228, 174-179 (1990).
- McBrien, N. A., Norton, T. T. Prevention of collagen cross-linking increases form deprivation myopia in tree shrew. Exp. Eye Res. 59, 475-486 (1994).
- Iomdina, E. N., Daragan, V. A., Ilyina, E. E. Certain biomechanical properties and cross linking of the scleral shell of the eye in progressive myopia. Proceedings of XIVth Congress on Biomechanics. Paris: International Society of Biomechanics. , 616-617 (1993).
- Wollensak, G., Spörl, E., Seiler, T. Riboflavin / ultraviolet-A-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am. J. Ophthalmol. 135, 620-627 (2003).
- Wollensak, G., Spörl, E. Collagencrosslinking of human and porcine sclera. J. Cataract Refract. Surg. 30, 689-695 (2004).
- Wollensak, G., Iomdina, E., Dittert, D. -. D., Salamatina, O., Stoltenburg, G. Cross-linking of scleral collagen in the rabbit using riboflavin and UVA. Acta Ophthalmol. Scand. 83, 477-482 (2005).
- Wollensak, G., Iomdina, E. Long-term biomechanical properties of rabbit sclera after collagen crosslinking using riboflavin and ultraviolet (UVA). Acta Ophthalmol. 87, 193-198 (2009).
- Wildsoet, C. F., Norton, T. T. Toward controlling myopia progression. Optom. Vis. Sci. 76, 341-342 (1999).
- Avetisov, E. S., Tarutta, E. P., Iomdina, E. N., Vinetskaya, M. I., Andreyeva, M. I. Nonsurgical and surgical methods of sclera reinforcement in progressive myopia. Acta Ophthalmol. Scand. 75, 618-623 (1997).
- Thompson, F. B. A simplified sclera reinforcement technique. Am. J. Ophthalmol. 86, 782-790 (1978).
- Whitmore, W. G., Curtin, B. J. Scleral reinforcement: two case reports. Ophthalmic Surg. 18, 503-505 (1987).
- Dotan, A., Kremer, I., Livnat, T., Zigler, A., Weinberger, D., Bourla, D. Scleral cross-linking using riboflavin and ultraviolet-A radiation for prevention of progressive myopia in a rabbit model. Exp Eye Res. 127, 190-195 (2014).
