Simulering af mekanikken i linse overnatning via en manuel linse båre

Summary

Vi præsenterer en effektiv metode til at studere linse overnatning ved hjælp af en manuel linse båre. De protokol efterligner fysiologiske overnatning ved at trække zonules tilsluttet rundt linse kapsel, dermed, stretching linsen.

Abstract

Målet med denne protokol er at efterligne biomekanik af fysiologiske overnatning på en omkostningseffektiv og praktisk måde. Overnatning er opnået gennem ciliare sammentrækning og afslapning af zonule fibre, hvilket resulterer i fortykkelse af linsen nødvendige for nær vision. Vi præsenterer her, en roman, simpel metode, hvor overnatning er replikeret af spænde zonules tilsluttet linse kapsel via en manuel linse båre (MLS). Denne metode overvåger den radiale stretching opnåede af en linse, når de underkastes en ensartet styrke og giver mulighed for en sammenligning af imødekommende linser, som kan strækkes til ikke-imødekommende linser, som ikke kan strækkes. Vigtigere, båre par zonules direkte og ikke sclera i øjet, hvilket kun kræver linsen, zonules, og corpus ciliare snarere end eksemplet hele kloden. Denne forskel kan væsentligt nedsætte omkostninger ved at erhverve donor Kadaver linser med omkring 62% i forhold til at erhverve en hele kloden.

Introduction

Overnatning er den proces, hvorved det menneskelige øje er i stand til dynamisk justere formen af dens krystallinske linse at se objekter på langt eller tæt afstande i skarp fokus. Overnatning er et uløseligt biomekaniske proces. På neurale stimulus producerer ciliaere muskler en kraft på ciliare og zonule fibre, der tillægger omkreds af linsen kapsel^1,2. Der er forskellige teorier bag biomekanik for overnatning, er den mest udbredte Helmholtz hypotesen. Ifølge hypotesen er objektivet i en naturlig strakte tilstand, svarende til den tyndeste form af linsen, der er optimal til at fokusere på fjerne objekter. For at ændre fokus til tættere objekter, ciliaere muskler kontrakt og de zonular fibre er afslappet. Til gengæld tykner linsen, øge de anteriore og posteriore overflade krumninger. Dette svarer til en stigning i Dioptrisk magt, som er nødvendige for nær vision, derfor, en kortere brændvidde¹.

Evnen til at rumme er kompromitteret over tid via en betingelse benævnt presbyopi. Påvirker alle ved alder 50, gør presbyopi øjet i stand til dynamisk at ændre fokus fra langt for at lukke afstande³. For at bekæmpe presbyopi, er nuværende metoder passiv, herunder korrigerende linser og bifocals. Samtidig øge ens evne til at fokusere på tæt objekter på par fly, kan ikke sådanne passive behandlinger gendanne dynamisk fokus evne til objektiv^4,5. At behandle presbyopi effektivt, eller muligvis forhindre det, er der et løbende behov for bedre at forstå overnatning.

For at studere linse overnatning, er en række af enheder udviklet til at simulere fænomen ex vivo^4,6,7,8,9. Spinding diske blev indført for at overvåge udspænding af linsen via centrifugalkræfter⁸. At mere trofast gentage fænomenet, blev linse strækker enheder gradvist indført og fornys. Ved hjælp af en linse båre, Pia mfl. karakteriseret den nødvendige kraft til at rumme linsen mens korrelerede sådan at linsen magt og ækvatoriale diameter⁹. Nuværende forståelse er, at linsen stivner med alderen, hvilket resulterer i en reduceret ændring i linsen form som svar på en lige kraft fra corpus ciliare^3,10,11,12.

Nuværende linse bårer ofte indebærer en kompleks opsætning, gennemførelse af elektronik og programmerbare strækker satser, og kræver hele Kadaver øjeæblet^6,7,10,13. Dette krav øger omkostningen pr. eksperiment til over $500,00 pr. øje og reducerer prøve tilgængelighed. Her vil vi præsentere en metode til at replikere linse overnatning til en lav pris, som øjet bagerste sammentæller omkring $200,00. Mens mindre avanceret end mange enheder, der bruges i dag, er teknikken langt mere omkostningseffektiv og adoptere uden at kompromittere resultater. Denne metode er centreret omkring en manuel linse båre (MLS) afbildet i figur 1, og anvender en unik fastspænding system på de zonular fibre og en radial vride metode til at udvide diameteren af linsen. Fysiologiske nøjagtigheden af protokollen er valideret af resultaterne af Bernal mfl., der studerede den vej som den forreste og bagerste zonular fibre er forbundet til linse kapsel¹⁴. Ved hjælp af design af brugerdefinerede sko, som kun kræver linse, zonule og corpus ciliare, vi havde til formål at studere linse biomekanik ved at gentage fysiologiske overnatning.

Protocol

Følgende protokoller er accepteret under University of Marylands institutionelle Animal Care og brug udvalg samt de institutionelle Review Board. Protokollerne følge føderale, statslige og lokale standarder og retningslinjerne, der er fastsat ved University of Maryland politik om biosikkerhed. 1. dissektion af Eye prøve Opnå en eye prøve fra lokale slagteri eller væv bank. Hvis en hele øjet globe er opnået, straks udtrække linse, vedlagte zonules og glaslegemet.</s…

Representative Results

Svin øjne, en almindelig prøve for at studere presbyopi via linse strækker sig4,15, blev indhentet, (n = 10) fra et lokale slagteri og denne protokol blev brugt til at observere overnatning evne af linser. Figur 5 A viser en sammenligning af svin linsen før og efter stretching via MLS. Der var en gennemsnit 0,19 ± 0,07 mm stigning i linse radius når strakt (p < 0,001), …

Discussion

Vi har udviklet en ny metode for at give en præcis og effektiv måde at studere overnatning evne af linsen ved at udnytte en dual-stykke bespændingsmekanisme at koble båre til prøven. Under overnatning, linsen slapper, og diameteren aftager svar til lempelse af zonular fibre^1,2,4,19. Metoden fokuserer på dette fænomen ved fastspænding og kontrollere spændingen i de zonular fibre. Derfor…

Materials

Manual Lens Stretcher	Bioniko	MLS	Different animal species will require different shoe sizes
Porcine Eye Samples	George G. Ruppersberger; slaughterhouse	N/A	Whole eyeballs were obtained
Human Eye Samples	The National Disease Research Interchange	N/A	Posterior poles without corneas were ordered
Dissecting Scissors (5 1/2'' Straight)	Electron Microsopy Sciences	72960
Tissue Forceps (4 1/2'')	Electron Microsopy Sciences	72960
iPhone 6s	Apple	N/A	Any imaging system with ~0.1 mm resolution will work
Sodium Hypochorite	Clorox	Clorox Regular-Bleach	Any disinfectant will work