Summary

Escleral Entrecruzamiento El uso de riboflavina y Ultravioleta-A de la radiación para la Prevención de la miopía axial en un modelo de conejo

Published: April 03, 2016
doi:

Summary

Se demuestra el efecto de la reticulación escleral con riboflavina y UVA en un ojo de conejo axial elongación. alargamiento axial se indujo en el 13 días de edad, conejos de Nueva Zelanda (macho y hembra) suturando sus párpados del ojo derecho (tarsorrafía).

Abstract

las personas miopes, especialmente aquellos con miopía severa, están en riesgo más alto de lo normal de catarata, glaucoma, desprendimiento de retina y anomalías coriorretinianas. Además, la miopía patológica es una causa común irreversible de discapacidad visual y ceguera 1-3. Nuestro estudio demuestra el efecto de la reticulación de la esclerótica utilizando riboflavina y ultravioleta-A radiación sobre el desarrollo de la miopía axial en un modelo de conejo. La longitud axial del globo ocular se midió por A-ecografía en conejos blancos de Nueva Zelanda de 13 o más días (masculino y femenino). El ojo se sometieron a 360 ° peritomía conjuntiva con reticulación escleral, seguido de tarsorrafia. alargamiento axial fue inducida en 13 días de edad, los conejos de Nueva Zelanda suturando los párpados del ojo derecho (tarsorrafia). Los ojos fueron divididos en cuadrantes, y cada cuadrante tenía dos zonas de irradiación esclerales, cada uno con una superficie de 0,2 cm² y un radio de 4 mm. La reticulación se llevó a cabo dejando caer 0,1%-Dextrano libre de riboflavina-5-fosfato sobre las zonas de irradiación 20 seg antes de ultravioleta-A irradiación y cada 20 segundos durante el tiempo de irradiación 200 sec. La radiación UVA (370 nm) se aplica perpendicular a la esclerótica en 57 mW / cm² (dosis total de luz UVA, 57 J / cm²). Tarsorrhaphies se retiraron el día 55, seguido de la medición de la longitud axial repetidas. Este estudio demuestra que la reticulación escleral con riboflavina y ultravioleta-A radiación previene eficazmente la elongación axial oclusión inducida en un modelo de conejo.

Introduction

La miopía es el más común de los trastornos de la refracción. La prevalencia de la miopía en los EE.UU. y Europa es informado de que alrededor del 30%, y en los países asiáticos que afecta hasta el 60% de la población general 1,2. Progresión de la miopía se produce hasta en el 50% de los miopes, por lo general a una tasa de alrededor de -0.5 dioptrías lo largo de un intervalo de dos años 3. Los costos de salud impuestas por la miopía son considerables, incluyendo los gastos de gafas, lentes de contacto y cirugía refractiva y costos relacionados con el aumento de los riesgos para la salud de glaucoma, cataratas, desprendimiento de retina y la discapacidad visual 4-6.

En estudios con animales de la miopía, la reducción de la vista es inducida por sutura párpado 7-10, la colocación de un dispositivo de oclusión a una corta distancia desde el ojo y el tatuaje corneal 11. Sin embargo, para corregir la miopía artificial que se produzca en estos estudios, el proceso de oclusión tiene que ser realizado en animales muy jóvenes, no hay experimentos de privación vista carried a cabo en ejemplares adultos han demostrado tener éxito.

Una de las características importantes de la miopía severa es un cambio patológico de la esclerótica con adelgazamiento progresivo de la esclerótica, probablemente debido a un mecanismo de retroalimentación perturbado de emetropización después de la privación visual 12 o debido a algún trastorno metabólico de la esclerótica, como en Ehlers Danlos 13. En última instancia, ambos mecanismos conducen a estiramiento y adelgazamiento de la esclerótica, la retina y la coroides debido a anomalías estructurales de la esclerótica miope como un diámetro de fibra disminuido colágeno 14,15 y alteraciones en la fibrilogénesis 16.

Varios estudios han demostrado que la alteración de la reticulación del colágeno es un factor importante en el proceso de debilitamiento de la esclerótica miope 17-18. Wollensak et al. 19-21 induce la reticulación de colágeno mediante la aplicación del fotosensibilizador riboflavina y ultravioleta-A irradiación (UVA) (370 nm)y observó un aumento significativo, 157% en la rigidez de porcino y la esclerótica humana in vitro 19 y un aumento del 465% en el conejo rigidez escleral in vivo (módulo de Young) 20. La reticulación también tuvo un efecto a largo plazo sobre la esclerótica de conejo in vivo: la rigidez se incrementó en 320,4% al cabo de 3 días, 277.6% después de 4 meses, y 502% después de 8 meses (módulo de Young) 22.

Los intentos terapéuticos para detener la progresión de la miopía se han publicado 23-26, pero el éxito de estos métodos es objeto de controversia. No hay medio eficaz de prevención de miopía progresiva se ha encontrado hasta la fecha.

La etiología de la miopía es todavía controvertida, y su tratamiento supone un reto. Sobre la base de estos hallazgos, se planteó la hipótesis de que la reticulación escleral puede servir como un medio para el tratamiento basado en la esclerótica de progresión de la miopía. El propósito de este estudio es examinar la crosslinki colágeno escleralefecto sobre el desarrollo de la miopía axial inducida por la oclusión eje visual ng.

Protocol

Los animales fueron tratados de acuerdo con la resolución ARVO sobre el uso de animales en investigación. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité institucional para el Laboratorio de Investigación de Animales (aprobación sin 022-4598-2;. 021211). 1. Preparación para la cirugía # 1 Pesar y anestesiar un 13 días de edad, conejo blanco de Nueva Zelanda con una inyección intramuscular de clorhidrato de ketamina 100 mg / ml (100 mg / kg) y clorhidrato de xilacina 25 mg / ml (12,5 mg / k…

Representative Results

Figuras 1 y 2 demuestran gráficamente las mediciones de la longitud axial de dos grupos. Grupo 1 conejos fueron sometidos a reticulación escleral y tarsorrafía en el ojo derecho, mientras que el ojo izquierdo no fue operado (Figura 1). Grupo 2 conejos fueron sometidos solamente peritomía y tarsorrafía en el ojo derecho, mientras que el ojo izquierdo no fue operado (Figura 2). <p class="jove_content" fo:keep-toge…

Discussion

Se presenta el primero en el estudio in vivo de la prevención de la miopía axial en un modelo de conejo utilizando la tecnología de reticulación con riboflavina y la irradiación UVA. Aunque diferentes animales de laboratorio pueden ser utilizados en este tipo de estudio, elegimos conejos principalmente debido al tamaño de los ojos y la necesidad de realizar la reticulación en la superficie escleral.

Se encontró que la exposición de la esclerótica conejo y la sutur…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Los autores agradecen a la Sra. Dalia Sela y el Sr. Emi Sharon por su trabajo técnico profesional y excelente en el 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

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. Rose, K., Smith, W. E., Morgan, I., Mitchell, P. The increasing prevalence of myopia: implications for Australia. Clin. Exp. Ophthalmol. 29, 116-120 (2001).
  5. Saw, S. M., Gazzard, G., Shih-Yen, E. C., Chua, W. H. Myopia and associated pathological complications. Ophthal. Physiol. Opt. 25, 381-391 (2005).
  6. Tano, Y. Pathologic myopia – where are we now. Am. J. Ophthalmol. 134, 645-660 (2002).
  7. Greene, P. R., Guyton, D. L. Time course of rhesus lid-suture myopia. Exp. Eye Res. 42, 529-534 (1986).
  8. 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).
  9. McKanna, J. A., Casagrande, V. A. Reduced lens development in lid-suture myopia. Exp. Eye Res. 26, 715-723 (1978).
  10. Shapiro, A. Experimental visual deprivation and myopia. Doc. Ophthalmol. Proc. Ser. 28, 193-195 (1981).
  11. 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).
  12. Weiss, A. H. Unilateral high myopia: optical components, associated factors and visual outcomes. Br J Ophthalmol. 87, 1025-1031 (2003).
  13. Mechanic, G. Crosslinking of collagen in a heritable disorder of connective tissue: Ehlers-Danlos syndrome. Biochem. Biophys. Res. Com. 47, 267-272 (1972).
  14. 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).
  15. 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).
  16. Funata, M., Tokoro, T. Scleral change in experimentally myopic monkeys. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 228, 174-179 (1990).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Wollensak, G., Spörl, E., Seiler, T. Riboflavin / ultraviolet-A-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. Am. J. Ophthalmol. 135, 620-627 (2003).
  20. Wollensak, G., Spörl, E. Collagencrosslinking of human and porcine sclera. J. Cataract Refract. Surg. 30, 689-695 (2004).
  21. 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).
  22. 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).
  23. Wildsoet, C. F., Norton, T. T. Toward controlling myopia progression. Optom. Vis. Sci. 76, 341-342 (1999).
  24. 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).
  25. Thompson, F. B. A simplified sclera reinforcement technique. Am. J. Ophthalmol. 86, 782-790 (1978).
  26. Whitmore, W. G., Curtin, B. J. Scleral reinforcement: two case reports. Ophthalmic Surg. 18, 503-505 (1987).
  27. 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).
check_url/kr/53201?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Dotan, A., Kremer, I., Gal-Or, O., Livnat, T., Zigler, A., Bourla, D., Weinberger, D. Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model. J. Vis. Exp. (110), e53201, doi:10.3791/53201 (2016).

View Video