Simuleren van de mechanica van Lens accommodatie via een handmatige Lens brancard

Summary

Presenteren we een efficiënte methode van het bestuderen van lens accommodatie met behulp van een manuele lens brancard. Het protocol nabootsers fysiologische accommodatie door te trekken van de zonules rond de capsule van de lens, waardoor aangesloten, zich uitstrekt van de lens.

Abstract

Het doel van dit protocol is na te bootsen de biomechanica van fysiologische accommodatie op een kostenefficiënte en praktische wijze. Accommodatie wordt bereikt door de samentrekking van het straalvormig lichaam en ontspanning van zonule vezels, wat in de verdikking van de lens nodig voor in de buurt van visie resulteert. Hier presenteren we een roman, de eenvoudige methode waarbij onderdak wordt gerepliceerd door het spannen van de zonules verbonden met de capsule van de lens via een manuele lens brancard (MLS). Deze methode controleert de radiale rekken bereikt door een lens als een consistente kracht wordt uitgeoefend en zorgt voor een vergelijking van de opvang van lenzen, die kunnen worden uitgerekt, aan niet-opvang lenzen, die niet kunnen worden uitgerekt. Nog belangrijker is, de brancard paren aan de zonules rechtstreeks, en niet aan de sclera van het oog, zodat die alleen de lens, zonules, en straalvormig lichaam in plaats van het monster van de hele wereld. Dit verschil kan leiden tot aanzienlijke afname van de kosten van het verwerven van donor cadaver lenzen met ongeveer 62% in vergelijking met een hele wereld verwerven.

Introduction

Accommodatie is het proces waarbij het menselijk oog kunnen dynamisch aanpassen van de vorm van de ooglens om objecten op ver of dichtbij afstanden scherp in beeld te zien is. Accommodatie is een intrinsiek biomechanische proces. Op neurale stimulans produceren de Ciliaire spieren een kracht op het straalvormig lichaam en de zonule vezels die aan de omtrek van de lens capsule^{1,2 hechten}. Hoewel er verschillende theorieën achter de biomechanica van de accommodatie, is de meest algemeen aanvaarde de hypothese van Helmholtz. Volgens de hypothese is de lens in een natuurlijke uitgerekte toestand, overeenkomt met de dunste vorm van de lens die optimaal is voor de focus van verre objecten. Om de focus te verplaatsen naar nauwere objecten, de Ciliaire spieren contract en de zonular vezels zijn versoepeld. Op zijn beurt, dikker de lens, verhoging van de voorste en achterste oppervlak kromming. Dit komt overeen met een toename van de DIOPTRISCHE kracht die nodig om in de buurt van visie, dan ook een kortere brandpuntsafstand^{1 is}.

De mogelijkheid om tegemoet te komen is aangetast na verloop van tijd via een aandoening genaamd presbyopie. Invloed op iedereen door leeftijd 50, maakt presbyopie het oog niet in staat om dynamisch te wijzigen focus van afstanden³sluiten toe. Ter bestrijding van presbyopie, zijn huidige methoden passieve met inbegrip van corrigerende lenzen en Bifocaal. Terwijl het verhogen van iemands vermogen om te concentreren op nauwe objecten op paar vlakken, herstellen niet zo’n passieve behandelingen het dynamische focus vermogen van de lens^4,5. Om efficiënt behandelen van presbyopie, of eventueel te voorkomen, is er een voortdurende behoefte aan onderdak beter te begrijpen.

Om te bestuderen objectief accommodatie, zijn een aantal apparaten ontwikkeld om te simuleren het fenomeen ex vivo^7,8,voor^4,–^6,9. Draaiende schijven werden geïntroduceerd om te controleren de rekken van de lens via middelpuntvliedende krachten⁸. Als u wilt meer getrouw repliceren het fenomeen, werden lens uitrekken zich apparaten geleidelijk geïntroduceerd en vernieuwd. Met behulp van een lens brancard, Manns et al. de kracht die nodig is voor de lens terwijl het correleren van deze lens macht en Equatoriale diameter⁹gekenmerkt. Huidige begrip is dat de lens met de leeftijd verstijft, wat resulteert in een verminderde verandering in de vorm van de lens in reactie op een gelijke kracht van het straalvormig lichaam^3,10,11,12.

Huidige lens brancards vaak betrekken van een ingewikkelde configuratie, uitvoering van elektronica en programmeerbare uitrekkende tarieven, en vereist het hele kadaver oogbol^6,7,10,13. Deze eis verhoogt de kosten per experiment om meer dan $500.00 per oog en vermindert de beschikbaarheid van de steekproef. Hier presenteren we een methode voor het repliceren van lens accommodatie tegen lage kosten, zoals het oog posterieure circa 200,00 dollar bedraagt. Tijdje minder verfijnd dan veel apparaten gebruikt vandaag, is de techniek veel meer kosteneffectieve en adoptable zonder afbreuk te doen aan de resultaten. Deze methode is gecentreerd rond een manuele lens brancard (MLS) afgebeeld in Figuur 1, en gebruikt een unieke klemmen systeem op de zonular vezels en een radiale kronkelende methode om uit te breiden van de diameter van de lens. De fysiologische nauwkeurigheid van het protocol wordt gevalideerd door de bevindingen van Bernal et al.., die het pad waarlangs de anterieure en posterieure zonular vezels zijn aangesloten op de lens capsule¹⁴studeerde. Met behulp van het ontwerpen van aangepaste schoenen waarvoor alleen de lens, de zonule en het straalvormig lichaam, we gericht om te bestuderen objectief biomechanica door het repliceren van fysiologische accommodatie.

Protocol

De volgende protocollen worden geaccepteerd onder de Universiteit van Maryland institutionele Animal Care en gebruik Comité, alsmede de institutionele Review Board. De protocollen volgen federale, staats- en lokale normen en de richtsnoeren die zijn vastgelegd door het beleid van de Universiteit van Maryland inzake bioveiligheid. 1. dissectie van Eye monster Een oog monster verkrijgen bij lokale slachthuis of weefsel bank. Als een oog van de hele wereld wordt verkregen, onm…

Representative Results

Varkens ogen, een gemeenschappelijk monster voor de studie van presbyopie via lens4,15, stretching werden verkregen, (n = 10) van een lokale slachthuis en dit protocol werd gebruikt voor het observeren van het vermogen van de accommodatie van de lenzen. Figuur 5 A geeft een vergelijking van de varkens lens voor en na het uitrekken zich via de MLS. Er werd een gemiddelde 0.19 ± 0,07 m…

Discussion

We hebben een nieuwe methode om een nauwkeurige en efficiënte manier van het bestuderen van de mogelijkheid van de accommodatie van de lens met behulp van een dual-delige klemmen mechanisme te koppelen van de brancard aan het monster bedacht. Tijdens de accommodatie, de lens ontspant, en de diameter afneemt in reactie op versoepeling van de zonular vezels^1,2,4,19. De methode richt zich op dit …

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