Simulando la meccanica del Lens Alloggio tramite una barella lente manuale

Summary

Presentiamo un metodo efficiente per studiare lens alloggio utilizzando una barella lente manuale. Il protocollo imita fisiologico alloggi tirando il zonules collegato intorno alla capsula di obiettivo, quindi, che allunga la lente.

Abstract

L’obiettivo del presente protocollo è quello di imitare la biomeccanica del fisiologico alloggio in maniera efficiente, pratico. Alloggio avviene attraverso la contrazione del corpo ciliare e rilassamento delle fibre zonule, che provoca l’ispessimento della lente necessaria per la visione da vicino. Qui, presentiamo un romanzo, un semplice metodo in cui alloggio è replicato da tensing zonules collegato alla capsula del cristallino tramite una barella di lente manuale (MLS). Questo metodo controlla l’allungamento radiale raggiunto da una lente quando sottoposti a una forza coerenza e consente un confronto di accogliere lenti, che possono essere allungati, a lenti non accomodante, che non possono essere allungati. D’importanza, le coppie di barella il zonules direttamente e non la sclera dell’occhio, così richiedendo solo la lente, zonules e corpo ciliare anziché il campione di tutto il globo. Questa differenza può ridurre notevolmente il costo di acquisto di lenti di donatore cadavere di circa 62% rispetto all’acquisizione di un intero globo.

Introduction

Alloggio è il processo mediante il quale l’occhio umano è in grado di regolare dinamicamente la forma del suo cristallino per vedere gli oggetti a distanze lontane o vicine a fuoco. Alloggio è un processo intrinsecamente biomeccanico. Su stimolo neurale, muscoli ciliari producono una forza sul corpo ciliare e per le fibre di zonule che applicare alla circonferenza della capsula di obiettivo^1,2. Mentre ci sono diverse teorie dietro la biomeccanica di alloggi, il più ampiamente accettata è l’ipotesi di Helmholtz. Secondo l’ipotesi, la lente è in uno stato naturale allungato, corrispondente alla forma più sottile della lente che è ottimale per la messa a fuoco di oggetti distanti. Per cambiare messa a fuoco oggetti vicini, i muscoli ciliari si contraggono e si distendono le fibre zonulare. A sua volta, l’obiettivo si addensa, aumentando le curvature di superficie anteriore e posteriore. Questo corrisponde ad un aumento nel potere diottrico che è necessario per la visione, di conseguenza, una più breve lunghezza focale¹da vicino.

La capacità di ospitare è compromessa nel tempo tramite una condizione denominata presbiopia. Interessa tutti entro i 50 anni, la presbiopia rende l’occhio in grado di modificare dinamicamente la messa a fuoco da lontano per chiudere distanze³. Per combattere la presbiopia, gli attuali metodi sono passivi tra cui lenti bifocali e lenti correttive. Aumentando la capacità di concentrarsi su oggetti vicini a alcuni aerei, tali trattamenti passivi non possono ripristinare la capacità di fuoco dinamico della lente^4,5. Al fine di trattare in modo efficiente la presbiopia, o possibilmente prevenirlo, c’è un bisogno costante di comprendere meglio alloggi.

Per studiare lens alloggio, un numero di dispositivi è stato sviluppato per simulare il fenomeno ex vivo^4,6,7,8,9. Dischi di filatura sono stati introdotti per monitorare l’allungamento della lente via forze centrifughe⁸. Per replicare più fedelmente il fenomeno, dispositivi di stretching lente sono stati gradualmente introdotti e innovati. Utilizzando una lente barella, Manns et al. caratterizzato la forza necessaria per accogliere la lente mentre correlando tale obiettivo potenza e diametro equatoriale⁹. Comprensione corrente è che la lente si irrigidisce con l’età, con conseguente cambiamento ridotto a forma di lente in risposta ad una forza uguale dal corpo ciliare^3,10,11,12.

Corrente lente barelle spesso comportano un’installazione complessa, attuazione elettronica e programmabili tassi d’allungamento e richiede il cadavere intero bulbo oculare^6,7,10,13. Questo requisito aumenta il costo per esperimento a oltre $500.00 per l’occhio e diminuisce la disponibilità del campione. Qui presentiamo un metodo per replicare lens alloggio a basso costo come l’occhio posteriore ammonta a circa $200,00. Mentre meno sofisticato rispetto a molti dispositivi utilizzati oggi, la tecnica è molto più redditizio e adottabile senza compromettere i risultati. Questo metodo è centrato intorno una barella di lente manuale (MLS), raffigurata in Figura 1e utilizza un esclusivo sistema di bloccaggio sulle fibre zonulare e un metodo di torsione radiale per espandere il diametro della lente. La precisione fisiologica del protocollo viene convalidata dai risultati di Bernal et al., che ha studiato il percorso attraverso il quale le fibre zonulare anteriori e posteriori sono collegate al capsula lente¹⁴. Utilizzando il design di scarpe personalizzate che richiedono solo la lente, zonule e corpo ciliare, abbiamo mirato a studiare lente biomeccanica replicando alloggi fisiologico.

Protocol

I protocolli seguenti sono accettati sotto l’Università del Maryland istituzionale Animal Care e Comitato di uso, nonché l’Institutional Review Board. I protocolli di seguono le norme federali, statali e locali, e gli orientamenti stabiliti dalla politica dell’Università del Maryland sulla biosicurezza. 1. dissezione del campione di occhio Ottenere un campione di occhio dalla banca locale del macello o del tessuto. Se si ottiene un globo intero occhio, estrarre immediatam…

Representative Results

Porcini occhi, un campione comune per lo studio della presbiopia tramite lente stretching4,15, sono stati ottenuti, (n = 10) da un mattatoio e il presente protocollo è stato utilizzato per osservare la capacità di alloggio delle lenti. Figura 5 A Mostra il confronto della lente porcino prima e dopo l’allungamento tramite MLS. C’era un aumento media 0,19 ± 0,07 mm raggio di lente qu…

Discussion

Abbiamo messo a punto un nuovo metodo per fornire un accurato ed efficiente modo di studiare la capacità di alloggio dell’obiettivo utilizzando un meccanismo di bloccaggio dual-pezzo di accoppiare la barella al campione. Durante il soggiorno, si distende la lente e il diametro diminuisce in risposta a rilassamento del fibre zonular^1,2,4,19. Il metodo si concentra su questo fenomeno di bloccagg…

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