Трабекулярной сети Ответ на возвышенности давления в Живой человеческого глаза
Summary
Трабекулярной сети (ТМ) миграция в канале пространства шлеммов может быть вызвано острой высоте давления в ophthalmodynamometer и наблюдали спектральной области оптической когерентной томографии. Цель этого метода заключается в количественном морфометрический ответ живого оттока в острой высоте давления в живых тканях на месте.
Abstract
Механические характеристики трабекулярной сети (TM) связаны с сопротивления оттоку и внутриглазное давление (ВГД) регулирования. Смысл этого метода заключается в непосредственное наблюдение механической реакции ТМ острого повышение ВГД. Перед началом сканирования ВГД измеряли в начале и во время повышение ВГД. Лимба сканируется спектрально-домена оптической когерентной томографии в начале и во время подъема ВГД (ophthalmodynamometer (ODM) применяется на 30 г силы). Сканирование обрабатываются для повышения визуализации водной юмор пути оттока с помощью ImageJ. Сосудистые ориентиры используются для идентификации соответствующих местах в исходных и IOP объемов сканирования рельефа. Шлемм канал площадь (СК) в разрезе (SC-CSA) и длина СК от передней к задней вдоль его длинной оси измеряются вручную в 10 местах в пределах 1 мм сегмента СК. Среднее внутреннего к внешнему расстояния до стенки (короткая продолжительность ось) рассчитывается как площадь СК, разделенной на егоБольшая длина оси. Чтобы изучить вклад прилегающих тканей к действию ВГД высотах, измерения повторяются без и с релаксацией гладкой мускулатуры с закапывания тропикамид. ТМ миграции в СК сопротивляется ТМ жесткости, но усиливается при поддержке его привязанности к соседней гладких мышц в теле мерцательной. Этот метод впервые измерить живую реакцию человека на высоте TM давления в месте в физиологических условиях в человеческом глазу.
Introduction
Глаукома является второй ведущей в мире причиной необратимой слепоты 1. Повышенное внутриглазное давление (ВГД) является основным причинным фактором риска наличия и прогрессирования глаукомы 2-7. ВГД регулируется баланс между образованием и оттока внутриглазной жидкости 8. В местах наибольшего сопротивления оттока являются juxtacanicular ткани и внутренняя стенка Шлемм канал (SC), интерфейс между СК и трабекулярной сети (TM) 9-11. В то время как ТМ жесткость может способствовать предотвращению краха SC в лице повышение ВГД, Оверби др. 12 недавно показали, что экспрессия гена при глаукоме изменяется, что приводит к увеличению жесткости СК эндотелия, препятствуя образованию пор, что приводит к повышение ВГД в глаукоме глаза 13. ТМ морфология и жесткость коррелируют с оттоком объекта 14,15, подчеркивая тему нужно измерить свои биомеханические характеристики.
Атомные измерения силовая микроскопия ТМ показать повышенный жесткость в глазах, пожертвованных глаукомой пациентов (81 кПа) по сравнению с глазами доноров без глаукомы (4,0 кПа) 16, но эти измерения были сделаны в расчлененных бывших естественных условиях ткани. Задняя ТМ якорь в цилиарной мышцы через передние сухожилий продольных мышечных клеток, которые вставляют в наружный ламелированной и cribiform ТМ 17. Мышцы (КМ) Мерцательная может увеличить упругость TM, имитируя повышенной жесткости TM 17. Возможность наблюдать изменения в устойчивости к SC распада, индуцированного возмущений гладких мышц было показано на модели животных 18. Мы продемонстрировали способность к неинвазивно изображения основной водной системе юмор отток в живых человеческих глаз дистальнее и в том числе с использованием SC спектральной области оптической когерентной томографии (ОКТ) <SUP> 19-21. Используя эту технику, мы продемонстрировали способность количественно морфометрический ответ ТМ и СК в острой повышение ВГД 22.
Общая цель метода, описанного здесь было количественно морфометрический ответ живого оттока в острой повышение ВГД в живых тканях на месте. Этот метод имеет то преимущество, рассматривая TM в физиологических условиях, который включает вклады как сократительной волокон в пределах ТМ и ТМ см до жесткости, по сравнению с опубликованными измерений, выполненных в рассеченных тканей. Обоснованием применения этого метода для наблюдения механической ответ ТМ является то, что дает нам в противном случае проникновения в недоступные механического поведения ТМ, которые мы сейчас знаем, связаны непосредственно сопротивления оттоку и ВГД регулирования 13. Для различить вклад сократительных тканей к общей жесткости, небольшой кижучаRT испытуемых исследовали без и с подавлением активности гладких мышц путем введения тропикамид.
Protocol
Representative Results
Discussion
Настоящая методика использует неинвазивный наблюдение механической реакции мягких тканей для количественного крах SC. Будущая работа с использованием трупных глаз человека требуется для калибровки ткани отклонений фактической жесткости ткани после вскрытия. Но такие исследования б…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported in part by National Institute of Health contracts R01-EY13178, and P30-EY08098 (Bethesda, MD), the Eye and Ear Foundation (Pittsburgh, PA), and unrestricted grants from Research to Prevent Blindness (New York, NY).
Materials
| Spectral Domain OCT | Zeiss | Cirrus | |
| Imaging Workstation | Apple | iMac | |
| Ophthalmodynamometer | (Baillairt Matalene Ophthalmodynamometer, Surgical instruments CO., Inc. New York, NY) | ||
| Image Processing Program | rsb.info.nih.gov/ij | ImageJ, FIJI | |
References
- Quigley, H. A., Broman, A. T. The number of people with glaucoma worldwide 2010 and 2020. The British journal of ophthalmolog. 90, 262-267 (2006).
- Sommer, A., et al. Relationship between intraocular pressure and primary open angle glaucoma among white and black Americans. The Baltimore Eye Survey. Archives of ophthalmolog. 109, 1090-1095 (1991).
- Sommer, A., et al. Racial differences in the cause-specific prevalence of blindness in east Baltimore. The New England journal of medicin. 325, 1412-1417 (1991).
- Leske, M. C., Connell, A. M., Wu, S. Y., Hyman, L., Schachat, A. P. Distribution of intraocular pressure. The Barbados Eye Study. Archives of ophthalmolog. 115, 1051-1057 (1997).
- Leske, M. C., Wu, S. Y., Hennis, A., Honkanen, R., Nemesure, B. Risk factors for incident open-angle glaucoma: the Barbados Eye Studies. Ophthalmolog. 115, 85-93 (2008).
- Mitchell, P., Lee, A. J., Rochtchina, E., Wang, J. J. Open-angle glaucoma and systemic hypertension: the blue mountains eye study. Journal of glaucom. 13, 319-326 (2004).
- Mitchell, P., Smith, W., Attebo, K., Healey, P. R. Prevalence of open-angle glaucoma in Australia. The Blue Mountains Eye Study. Ophthalmolog. 103, 1661-1669 (1996).
- Gabelt, B., Kaufman, P., Kaufman, P. L. . Adler’s Physiology of the Ey. , 237-289 (2003).
- Grant, W. M. Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes). Archives of ophthalmolog. 69, 783-801 (1963).
- Jocson, V. L., Sears, M. L. Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes. Results after obstruction of Schlemm’s canal. Archives of ophthalmolog. 86, 65-71 (1971).
- Maepea, O., Bill, A. Pressures in the juxtacanalicular tissue and Schlemm’s canal in monkeys. Experimental eye researc. 54, 879-883 (1992).
- Johnstone, M. A., Grant, W. G. Pressure-dependent changes in structures of the aqueous outflow system of human and monkey eyes. American journal of ophthalmolog. 75, 365-383 (1973).
- Overby, D. R., et al. Altered mechanobiology of Schlemm’s canal endothelial cells in glaucoma. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americ. , (2014).
- Allingham, R. R., de Kater, A. W., Ethier, C. R. Schlemm’s canal and primary open angle glaucoma: correlation between Schlemm’s canal dimensions and outflow facility. Experimental eye researc. 62, 101-109 (1996).
- Camras, L. J., Stamer, W. D., Epstein, D., Gonzalez, P., Yuan, F. Differential effects of trabecular meshwork stiffness on outflow facility in normal human and porcine eyes. Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 53, 5242-5250 (2012).
- Last, J. A., et al. Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork. Investigative ophthalmolog., & visual. 52, 2147-2152 (2011).
- Lutjen-Drecoll, E. Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes. Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).
- Li, G., et al. Pilocarpine-induced dilation of Schlemm’s canal and prevention of lumen collapse at elevated intraocular pressures in living mice visualized by OCT. Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 55, 3737-3746 (2014).
- Francis, A. W., et al. Morphometric analysis of aqueous humor outflow structures with spectral-domain optical coherence tomography. Investigative ophthalmolog., & visual. 53, 5198-5207 (2012).
- Kagemann, L., et al. 3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans. Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).
- Kagemann, L., et al. Identification and assessment of Schlemm’s canal by spectral-domain optical coherence tomography. Investigative ophthalmolog., & visual. 51, 4054-4059 (2010).
- Kagemann, L., et al. IOP Elevation Reduces Schlemm’s Canal Cross-sectional Area. Investigative ophthalmolog & visual scienc. , (2014).
