Sclerale reticolazione Utilizzando riboflavina e raggi ultravioletti-A di radiazione per la prevenzione della miopia assiale in un modello di coniglio
Summary
Dimostriamo l'effetto di reticolazione sclerale con riboflavina e raggi UVA su un occhio di allungamento coniglio assiale. allungamento assiale è stata indotta nel 13 giorni di età conigli New Zealand (maschio e femmina) di sutura le palpebre dell'occhio destro (tarsoraffia).
Abstract
individui miopi, in particolare quelli con grave miopia, sono a rischio più elevato del normale di cataratta, glaucoma, distacco della retina e le anomalie corioretiniche. Inoltre, la miopia patologica è una causa comune irreversibile di minorazione visiva e cecità 1-3. Il nostro studio dimostra l'effetto di reticolazione sclerale utilizzando riboflavina e ultravioletta-A radiazioni sullo sviluppo della miopia assiale in un modello di coniglio. La lunghezza assiale del bulbo oculare è stata misurata mediante A-ecografia in Nuova Zelanda conigli bianchi dai 13 giorni (maschi e femmine). L'occhio quindi sottoposto a 360 ° peritomy congiuntivale con reticolazione sclerale, seguito da tarsoraffia. allungamento assiale è stata indotta nel 13 giorni di età conigli New Zealand da sutura le palpebre dell'occhio destro (tarsoraffia). Gli occhi sono stati divisi in quadranti, e ogni quadrante aveva due zone di irradiazione sclerali, ciascuno con una superficie di 0,2 cm² ed un raggio di 4 mm. La reticolazione è stata eseguita facendo cadere 0,1%-Destrano libera riboflavina-5-fosfato sulla zone di irradiazione 20 sec prima ultravioletti-A irraggiamento e ogni 20 secondi durante il tempo di irradiazione 200 sec. UVA radiazioni (370 nm) è stato applicato perpendicolarmente alla sclera a 57 mW / cm² (dose totale luce UVA, 57 J / cm²). Tarsorrhaphies sono stati rimossi il giorno 55, seguita da misure di lunghezza assiale ripetute. Questo studio dimostra che reticolazione sclerale con riboflavina e raggi ultravioletti-A radiazioni previene efficacemente allungamento assiale occlusione indotta in un modello di coniglio.
Introduction
Miopia è il più comune dei disturbi di rifrazione. La prevalenza della miopia negli Stati Uniti e in Europa risulta essere circa il 30%, e nei paesi asiatici che colpisce fino al 60% della popolazione generale 1,2. Progressione miopica si verifica nel 50% dei miopi, di solito a un tasso di circa -0.5 diottrie in un intervallo di due anni 3. I costi sanitari imposti dalla miopia sono considerevoli, comprese le spese per occhiali, lenti a contatto e chirurgia refrattiva e dei costi connessi ai maggiori rischi per la salute di glaucoma, cataratta, distacco della retina e deficit visivo 4-6.
In studi su animali di miopia, riduzione di vista è indotta da sutura delle palpebre 7-10, il posizionamento di un occlusore a breve distanza dall'occhio e tatuaggi corneale 11. Tuttavia, per miopia artificiale avvenga in questi studi, il processo di occlusione deve essere eseguita su animali molto giovani, come nessun esperimento vista deprivazione carried su esemplari adulti hanno avuto successo.
Una delle caratteristiche importanti di miopia grave è un cambiamento patologico della sclera con progressivo assottigliamento della sclera, probabilmente a causa di un meccanismo di feedback disturbato emmetropization dopo deprivazione visiva 12 o causa di qualche disturbo metabolico della sclera, come nel Ehlers- Danlos 13. In definitiva, entrambi i meccanismi portano allo stiramento e assottigliamento della sclera, retina e della coroide causa di anomalie strutturali della sclera miopica quali un diametro delle fibre collagene diminuita 14,15 e disturbi in fibrillogenesi 16.
Diversi studi hanno dimostrato che alterata collagene reticolazione è un fattore importante nel processo di indebolimento della sclera miopica 17-18. Wollensak et al. 19-21 indotta collagene reticolazione applicando il fotosensibilizzatore riboflavina e raggi ultravioletti-A irradiazione (UVA) (370 nm)e osservato un significativo, 157% aumento della rigidità di suino e sclera umana in vitro 19 e un aumento del 465% nel coniglio rigidità sclerale in vivo (modulo di Young) 20. La reticolazione ha avuto anche un effetto a lungo termine sul coniglio sclera in vivo: la rigidità aumentata del 320,4% dopo 3 giorni, 277,6% dopo 4 mesi, e il 502% dopo 8 mesi (modulo di Young) 22.
Tentativi terapeutici per arrestare la progressione miopica sono stati pubblicati 23-26, ma il successo di questi metodi è controversa. Non ci sono mezzi efficaci per prevenire la miopia progressiva è stato trovato fino ad oggi.
L'eziologia della miopia è ancora controversa, e il suo trattamento rappresenta una sfida. Sulla base di questi risultati, si ipotizza che la reticolazione sclerale può servire come un mezzo per il trattamento sclera a base di progressione miopica. Lo scopo di questo studio è quello di esaminare la crosslinki collagene scleraleng effetto sullo sviluppo della miopia assiale indotto da occlusione asse visivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Presentiamo il primo studio in vivo della prevenzione della miopia assiale in un modello di coniglio mediante reticolazione tecnologia con riboflavina e UVA irradiazione. Sebbene diversi animali da laboratorio possono essere utilizzati in questo tipo di studio, abbiamo scelto conigli principalmente a causa delle dimensioni degli occhi e la necessità di effettuare reticolazione sulla superficie sclerale.
Abbiamo scoperto che esponendo la sclera coniglio e sutura delle palpebre super…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori sono grati alla signora Dalia Sela e Mr. Emi Sharon per il loro lavoro tecnico professionale ed eccellente in laboratorio.
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 |
References
- 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).
