Summary

Yaşayan İnsan Eye Basınç Artışı trabeküler Tepki

Published: June 20, 2015
doi:

Summary

Schlemm kanal uzaya trabeküler (TM) göç ophthalmodynamometer akut basınç yükselmesi tarafından uyarılan ve spektral domain optik koherens tomografi ile görülebilir. Bu yöntemin amacı, yerinde canlı dokularda akut basınç yükselmesine yaşayan çıkış yolu morfometrik tepkisini ölçmek için olduğunu.

Abstract

trabeküler ağ (TM) mekanik özellikleri çıkış direnci ve göz içi basıncı (GİB) yönetmelik ile bağlantılıdır. Bu tekniğin arkasındaki mantık akut GİB yükselmesi için TM mekanik yanıtın doğrudan gözlemdir. Tarama öncesinde, GİB başlangıç ​​ve GİB yükselmesi sırasında ölçülür. limbus başlangıçta ve GİB yükselmesi sırasında spektral domain OCT tarafından taranan (ophthalmodynamometer (ODM) 30 g kuvveti uygulanan). Taramalar ImageJ kullanılarak sulu mizah çıkış yolunun görselleştirme geliştirmek için işlenir. Vasküler görülecek başlangıç ​​ve GİB yükselmesi tarama hacimlerindeki gelen yerleri tanımlamak için kullanılır. Schlemm kanal (SC) kesit alanı (SC-CSA) ve uzun ekseni boyunca posterior anterior SC uzunluğu SC 1 mm segmenti içindeki 10 noktada elle ölçülür. Dış duvar mesafesi (kısa eksen uzunluğu) iç bölünmesiyle SC alanı olarak hesaplanmaktadır Mean onunuzun eksen uzunluğu. Etkisi GİB yüksekliklerde bitişik dokuların katkısını incelemek için ölçümler olmadan ve tropikamid damlatılması ile düz kas gevşemesi ile tekrarlanmıştır. SC, TM geçiş TM sertliği tarafından direnç, ancak siliyer gövde içinde komşu iki düz kas olan bağlantı destek tarafından geliştirilmiştir. Bu teknik insan gözünün içindeki fizyolojik koşullar altında in situ basınç yükselmesine yaşayan insan TM tepkisini ölçmek için ilk.

Introduction

Glokom geri dönüşümsüz körlük 1 dünyanın ikinci önde gelen nedenidir. Yükselmiş göz içi basıncı (GİB) glokom 2-7 varlığı ve ilerlemesi için önemli bir nedensel risk faktörüdür.   IOP sulu salgı 8 oluşumu ve çıkışı arasındaki denge tarafından kontrol edilir. En büyük çıkış direnci yerleri juxtacanicular doku ve Schlemm kanal (SC) iç duvar, SC ve trabeküler ağ (TM) 9-11 arasında bir arayüz vardır. TM sertliği GİB karşısında SC çöküşün önlenmesi katkı da, Overby ve ark., 12 son zamanlarda IOP yükselmesiyle, gözeneklerin oluşmasını engelleyen, artan SC endotel sertleşmesiyle sonuçlanan, glokom gen ekspresyonunun değişeceği olduğunu göstermiştir glokom gözler 13. TM morfolojisi ve sertlik t vurgulayan çıkış tesis 14,15 ile ilişkilidirO onun biyomekanik özelliklerini ölçmek gerekir.

TM'nin atomik kuvvet mikroskopisi ölçümleri glokom (4.0 kPa) 16 olmadan donörlerden alınan gözlerle karşılaştırıldığında glokom hastalarında (81 kPa) tarafından bağışlanan gözünde yüksek sertlik gösterir, ancak bu ölçümler disseke ex vivo dokularda yapılmıştır. Posterior TM dış lamellated ve cribiform TM 17 takın uzunlamasına kas hücrelerinin ön tendonlar aracılığıyla siliyer kasın içine sabitlenir. Silier kas (CM) aktivitesi artmış TM sertliği 17 taklit, TM tautness artabilir. düz kas düzensizlikler tarafından uyarılan SC çökmesi direnç değişiklikleri gözlemlemek için yeteneği, bir hayvan modelinde 18'de gösterilmiştir. Biz non-invaziv görüntüye yeteneği distalinde insan gözleri yaşayan ve spektral domain optik koherens tomografi (OCT) ile SC dahil birincil sulu mizah çıkış sistemi göstermiştir <sup> 19-21. Bu tekniği kullanarak, akut GİB yükselmesi 22 TM ve SC morfometrik tepkisini ölçmek için yeteneğini göstermiştir.

Burada tarif edilen yöntemin genel amacı yerinde canlı dokularda akut GİB yükselmesi için yaşayan çıkış yolu morfometrik tepkisini ölçmek için oldu. Bu teknik, parçalara dokularda yapılan geçme ölçümlere göre, TM sertliğe TM ve CM içinde hem de kasılma lif aktivitesi katkılarını içeren fizyolojik koşullar altında TM incelenmesi avantajı vardır. Mekanik TM yanıtının gözlem bu tekniği uygulayarak arkasındaki mantık biz şimdi çıkış direnci ve GİB yönetmelik 13 doğrudan bağlantılı biliyor TM, mekanik davranış içine aksi takdirde kullanılamaz anlayışlar bize sağlamasıdır. Genel sertlik, küçük Asma kontraktil dokuların katkısını ayırtkonuların rt etmeden ve tropikamid idaresi tarafından düz kas aktivitesinin baskılanması ile incelenmiştir.

Protocol

Etik Beyanı: özne işe başlamadan önce onay Tıp Pittsburgh Üniversitesi Kurumsal Değerlendirme Kurulu elde edilmiştir. Sağlanan tüm denekler çalışmaya katılmadan önce bilgilendirilmiş onam yazılı. 1. Veri Toplama Basınç Yükselmesi Göze% 0.5 proparakain bir damla instilling bazal ölçümleri (GİB ve Ekim ölçümleri) atın. Etkinlik için 3 dakika bekleyin. Yavaşça ophthalmodynamometer, kohort 1 30 g, ve 5 ile zamansal sklera baskı uygulamak ve aşağıdak…

Representative Results

Bu veri toplama ve görüntü analiz teknikleri kullanılarak, örneğin SC kesit alanı olarak çıkış yolu morfolojik parametrelere IOP küçük ve büyük değişim etkileri (Şekil 1) elde edilir. Biz kesit alanında büyük bir azalma ile temsil edilen GİB artışı yüksek düzeyde, SC gözlemlenebilir çöküşünü üretmek olduğunu görebilirsiniz. Göz SC-CSA değişim olmaması (Şekil 1) ile kanıtlandığı gibi, GİB küçük artışlar karşılamak mümkün görünmek…

Discussion

Mevcut teknik, SC çöküşü ölçmek için yumuşak doku mekanik cevabın non-invaziv gözlem yararlanır. Insan kadavra gözlerini kullanarak gelecekteki iş diseksiyonu sonrası doku sapmaları gerçek doku sertliği kalibre etmek gereklidir. Ancak, bu tür çalışmalar daha önceki çıkış modelleri aynı sınırlamaları yaşayacaktır; Özellikle, doku gerilim yaşayan kas katkıları mevcut olmayacaktır. Yaşayan bir memeli göz modelinde daha ileri kalibrasyon görüntüleme ve TM'nin sertliği doğruda…

Divulgazioni

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

Riferimenti

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Gabelt, B., Kaufman, P., Kaufman, P. L. . Adler’s Physiology of the Ey. , 237-289 (2003).
  9. Grant, W. M. Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes). Archives of ophthalmolog. 69, 783-801 (1963).
  10. 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).
  11. Maepea, O., Bill, A. Pressures in the juxtacanalicular tissue and Schlemm’s canal in monkeys. Experimental eye researc. 54, 879-883 (1992).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Last, J. A., et al. Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork. Investigative ophthalmolog., & visual. 52, 2147-2152 (2011).
  17. Lutjen-Drecoll, E. Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes. Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Kagemann, L., et al. 3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans. Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).
  21. Kagemann, L., et al. Identification and assessment of Schlemm’s canal by spectral-domain optical coherence tomography. Investigative ophthalmolog., & visual. 51, 4054-4059 (2010).
  22. Kagemann, L., et al. IOP Elevation Reduces Schlemm’s Canal Cross-sectional Area. Investigative ophthalmolog & visual scienc. , (2014).
check_url/it/52611?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Kagemann, L., Wang, B., Wollstein, G., Ishikawa, H., Mentley, B., Sigal, I., Bilonick, R. A., Schuman, J. S. Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye. J. Vis. Exp. (100), e52611, doi:10.3791/52611 (2015).

View Video