수동 렌즈 들을 통해 렌즈 숙박의 역학을 시뮬레이션

Summary

우리는 수동 렌즈 들을 사용 하 여 렌즈 숙박을 공부 하는 효율적인 방법을 제시. 프로토콜 모방은 zonules를 당겨서 생리 숙박 연결 주위 렌즈 캡슐, 렌즈를 스트레칭 합니다.

Abstract

이 프로토콜의 목표 비용 효율적이 고 실용적인 방식으로 생리 숙박의 역학을 모방 하는 것입니다. 숙박 모양 체의 수축과 비전 근처에 필요한 렌즈의 두껍게 귀착되는 zonule 섬유의 이완을 통해 이루어집니다. 여기, 우리 소설, 숙박 긴장 풀어 zonules 수동 렌즈 들 것 (MLS)를 통해 렌즈 캡슐에 연결 하 여 복제 하는 간단한 방법을 제시. 이 메서드는 방사형 스트레칭 렌즈 때 일관 된 힘에 의해 달성 모니터링 하 고 렌즈, 비 수용 렌즈를 신축 할 수 없습니다를 기지개 할 수 있는 수용의 비교에 대 한 허용. 중요 한 것은, 들 것만 백업은 렌즈, zonules, 및 전체 세계 샘플 보다는 오히려 모양 몸, 눈의 공 막 아니라 직접 zonules에 커플. 이 차이가 크게 인수는 전체 세계에 비해 약 62%를 취득 하는 기증 시신 렌즈의 비용을 줄일 수 있습니다.

Introduction

숙박 시설에는 인간의 눈을 수 동적으로 날카로운 초점에서 멀리 또는 가까운 거리에서 개체를 참조 하는 크리스탈 렌즈의 모양을 조정 하는 프로세스입니다. 숙박 시설에는 본질적으로 biomechanical 과정이 있습니다. 신경 자극 시 속눈썹 근육 ciliary 시체와 zonule 섬유는 렌즈 캡슐^1,2의 둘레에 연결 하는 힘을 생성 합니다. 숙박의 역학에 뒤에 여러 가지 이론이 있지만, 가장 널리 통용 되는 헬름홀츠 가설입니다. 가설에 따르면 렌즈에 해당 하는 먼 물체의 초점에 대 한 최적의 렌즈의 얇은 모양 자연 연장 된 상태에서입니다. Ciliary 근육 계약 가까이 개체에 포커스를 변경 하려면과 zonular 섬유 완화 됩니다. 앞쪽 및 후부 표면 곡률을 증가, 렌즈 복잡 합니다. 이 비전, 따라서, 짧은 초점 거리¹근처에 필요한 시도 힘 증가에 해당 합니다.

능력에 맞게 노 라는 조건을 통해 시간이 지남에 따라 손상 됩니다. 에 영향을 미치는 모든 사람 나이 50에 의해, 노 안은 눈 거리³을 멀리에서 포커스를 동적으로 변경할 수 없습니다. 노 안 방지 하기 위해 현재 메서드는 수동 교정 렌즈와 촛점을 포함 하 여. 몇 가지 평면에 가까운 물체에 초점을 하나의 능력을 증가 하는 동안 이러한 수동 치료 렌즈^4,5의 동적 초점 능력을 복원할 수 없습니다. 효율적으로 노 안을 치료 하거나 가능 하 게 그것을 방지 하는 것, 더 나은 숙박 시설을 이해 하는 지속적인 필요가 있다.

공부 하 고 렌즈 숙박, 장치 수 현상 비보 전^4,6,7,,89를 시뮬레이션 하기 위해 개발 되었습니다. 회전 디스크 처음 원심력⁸통해 렌즈의 스트레칭 모니터를 소개 했다. 현상은으로 더 충실 하 게 복제 하기 위해 렌즈 스트레칭 장치 점차적으로 도입 되었고 혁신. 렌즈 들 것, Manns 외에 사용 하 여. 렌즈 전원 및 적도 직경⁹등을 상호 연결 하는 동안 렌즈를 수용 하는 데 필요한 힘이 특징. 현재 이해는 렌즈 자나 나이, 렌즈 모양 모양 바디^3,10,,1112동등한 힘에 대 한 응답에서에서 감소 변경 결과입니다.

현재 렌즈 들 종종 전자 제품 및 프로그래밍 가능한 스트레칭 속도, 복잡 한 설치 프로그램을 포함 하며 전체 시신 안구^6,7,10,13. 이 요구 사항은 실험 눈 당 $500.00 이상 당 비용을 증가 하 고 샘플 가용성을 감소. 여기 우리 후부 눈 합계 약 $200.00으로 저렴 한 비용으로 숙박 시설 렌즈를 복제 하는 방법을 제시. 동안 많은 장치 오늘, 보다 적게 정교한 기술은 이다 훨씬 더 비용 효과적이 고 adoptable 결과 없이. 이 메서드는 그림 1에 묘사 된 수동 렌즈 들 (MLS)를 중심 하 고 zonular 섬유 및 방사형 트위스트 방법에 독특한 클램핑 시스템을 사용 하 여 렌즈의 직경을 확장 하. 프로토콜의 생리 정확도 베 외의 결과 의해 유효성이 검사 됩니다., 누가 공부는 앞쪽에 및 사후 zonular 섬유 렌즈 캡슐¹⁴에 연결 하는 통로. 사용자 지정 신발만 렌즈, zonule, 및 ciliary 시체를 요구 하는 디자인을 사용 하 여, 우리 생리 숙박을 복제 하 여 렌즈 역학을 연구 목적.

Protocol

다음 프로토콜은 메릴랜드 대학 기관 동물 관리 및 사용 위원회로 기관 검토 위원회에서 허용 됩니다. 프로토콜에 따라 연방, 주 및 지역 표준, 그리고 Biosafety에 메릴랜드 대학 정책에 의해 밖으로 설정 하는 지침. 1입니다. 눈 샘플의 해 부 로컬 도살 또는 조직 은행에서 눈 샘플을 가져옵니다. 전체 눈 글로브 얻은 경우은 즉시 렌즈, 연결 된 zonules 및 유리에 압?…

Representative Results

돼지 눈, 노 안 렌즈4,15, 스트레칭을 통해 공부에 대 한 일반적인 샘플 획득 했다 (n = 10) 로컬 도살이이 프로토콜에서 렌즈의 숙박 능력을 관찰 하기 위해 사용 되었다. 그림 5 MLS를 통해 스트레칭 전후 A 돼지 렌즈의 비교를 보여줍니다. 렌즈의 반경 기지개 하는 때에 평균 0.19 ± 0.07 m m 증가 (…

Discussion

우리는 방법을 제공 하는 정확 하 고 효율적인 듀얼 조각 클램핑 메커니즘을 이용 하 여 렌즈의 숙박 능력을 공부 하는 샘플 들 것 새로운 방법을 고안 했다. 숙박 시설, 동안 렌즈 이완, 그리고 직경 감소 zonular 섬유^1,2,,419의 이완에 대 한 응답. 메서드는 클램핑 및 zonular 섬유의 장력을 제어 하 여이 현…

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