Her utvikles dyremodeller basert på mus og kanin for mekanisk og kjemisk skade på hornhinneepitel for å skjerme nye terapier og den underliggende mekanismen.
Hornhinneskade på den okulære overflaten, inkludert kjemisk forbrenning og traumer, kan forårsake alvorlig arrdannelse, symblepharon, hornhinde limbale stamceller mangel, og resultere i en stor, vedvarende hornhinneepiteldefekt. Epiteldefekt med påfølgende hornhinnefortetning og perifer neovaskularisering gir irreversibel synssvekkelse og hindrer fremtidig behandling, spesielt keratoplastikk. Siden dyremodellen kan brukes som en effektiv legemiddelutviklingsplattform, utvikles modeller av hornhinneskade på musen og alkaliforbrenning til kaninhornhinneepitel her. New Zealand hvit kanin brukes i alkalibrenningsmodellen. Forskjellige konsentrasjoner av natriumhydroksid kan påføres det sentrale sirkulære området av hornhinnen i 30 sekunder under intramuskulær og aktuell anestesi. Etter rikelig isoton normal saltvannsirrigasjon ble gjenværende løst hornhinneepitel fjernet med hornhinneborr dypt ned til Bowmans lag innenfor dette sirkulære området. Sårheling ble dokumentert ved fluoresceinfarging under koboltblått lys. C57BL/6-mus ble brukt i den traumatiske modellen av murine hornhinneepitel. Murine sentralhornhinnen ble merket med et hudslag, 2 mm i diameter, og deretter debridert av en hornhinnerustringfjerner med en 0,5 mm burr under et stereomikroskop. Disse modellene kan prospektivt brukes til å validere den terapeutiske effekten av øyedråper eller blandede midler som stamceller, som potensielt letter hornhinneepitelregenerering. Ved å observere hornhindeopasitet, perifer neovaskularisering og konjunktival overbelastning med stereomikroskop og bildebehandlingsprogramvare, kan terapeutiske effekter i disse dyremodellene overvåkes.
Den menneskelige hornhinnen består av fem hovedlag og spiller en sentral rolle i okulær brytning for å opprettholde synsstyrke og strukturell integritet for å beskytte intraokulært vev1. Den ytre delen av hornhinnen er hornhinneepitelet, sammensatt av fem til seks lag med celler som sekvensielt skiller seg fra basalcellene og beveger seg oppover for å kaste fra den okulære overflaten1. Sammenlignet med hornhinnen hos mennesker og New Zealand kaniner, har mushornhinnen en lignende hornhinnestruktur, men tynnere periferi enn den sentrale delen på grunn av redusert tykkelse i epitelet og stroma2. På grunn av sin unike posisjon i det okulære optiske systemet, kan mange eksterne fornærmelser som mekanisk skade, bakteriell inokulasjon og kjemiske midler lett true epitelintegritet og videre føre til synstruende epiteldefekt, infeksiøs keratitt, hornhinnesmelting og til og med hornhindeperforering.
Selv om ulike terapeutiske midler, som smøremidler, antibiotika, antiinflammatoriske midler, autoserumprodukter og fostermembran, allerede har blitt brukt til å forbedre reepitelialisering og redusere arrdannelse, utvikles og testes fortsatt andre potensielle behandlingsmodaliteter som kan muliggjøre sårheling, redusere betennelse og undertrykke arrdannelse på forskjellige plattformer. Ulike dyremodeller for sårheling av hornhinneepitel har blitt foreslått, inkludert fjerning av hornhinneepitel med en hornhinnerustringfjerner i diabetisk mus3, lineære riper over hornhinneepitel fra mus med en steril 25 G nål for bakteriell inokulering4, trefinassistert fjerning av hornhinneepitelet ved hjelp av hornhinnen rustringfjerner5, epitelkautery over halvparten av hornhinnen og limbus6 , trefin-tilrettelagt kanin hornhinnen slitasje av en sløv skalpell blad7, og storfe hornhinnen skade ved flash frysing i flytende nitrogen8.
Annet enn mekanisk skade på hornhinnenepitel, er kjemiske midler også vanlige fornærmelser mot den okulære overflaten, spesielt sure og alkaliske midler. Natriumhydroksid (NaOH, 0,1-1 N for 30-60 s) er en av de vanligste kjemikaliene i murine og kaninmodeller av hornhinnekjemisk brenning 9,10,11,12,13. 100% etanol hadde også blitt påført hornhinnen i rotte kjemisk brenne modell, etterfulgt av ytterligere mekanisk skraping ved hjelp av et kirurgisk blad14. Siden vedlikehold av en sunn okulær overflate er avhengig av funksjonelle enheter, inkludert øyelokkene, Meibomian kjertler, lacrimal system, konjunktivene og hornhinnen, in vivo dyremodeller har noen fordeler over ex vivo dyrkede hornhinneepitelceller eller hornhinnen vev. I denne artikkelen er musemodellen av hornhinnen slitasje sår, og kaninmodellen av hornhinnen alkalibrenning demonstrert.
Muse- og kaninmodeller av hornhinneskade gir en nyttig ex vivo og in vivo-plattform for overvåking av sårheling, testing av nye terapier og studier av underliggende mekanismer for sårheling og behandlingsveier. Ulike dyremodeller kan brukes til et kortsiktig eller langsiktig eksperiment, avhengig av formålet med forskningen. For eksempel, etter å ha opprettet en epiteldefekt på musehornhinnen in vivo, kan en begrenset epiteldefekt brukes til å overvåke flytende terapeutiske midler i et …
The authors have nothing to disclose.
Studien ble finansiert av Atomic Energy Council of Taiwan (Grant No. A-IE-01-03-02-02), Ministry of Science and Technology (Grant No. NMRPG3E6202-3), og Chang Gung Medical Research Project (Grant No. CMRPG3H1281).
6/0 Ethicon vicryl suture | Ethicon | 6/0VICRYL | tarsorrhaphy |
Barraquer lid speculum | katena | K1-5355 | 15 mm |
Barraquer needle holder | Katena | K6-3310 | without lock |
Barron Vacuum Punch 8.0 mm | katena | K20-2108 | for cutting filter paper |
C57BL/6 mice | National Laboratory Animal Center | RMRC11005 | mouse strain |
Castroviejo forceps 0.12 mm | katena | K5-2500 | |
Corneal rust ring remover with 0.5 mm burr | Algerbrush IITM; Alger Equipment Co., Inc. Lago Vista, TX | CHI-675 | for debridement of the corneal epithelium |
Filter paper | Toyo Roshi Kaisha,Ltd. | 1.11 | |
Fluorescein sodum ophthalmic strips U.S.P | OPTITECH | OPTFL100 | staining for corneal epithelial defect |
Ketamine hydrochloride | Sigma-Aldrich | 61763-23-3 | intraperitoneal or intramuscular anesthetics |
New Zealand White Rabbits | Livestock Research Institute, Council of Agriculture,Executive Yuan | Rabbit models | |
Normal saline | TAIWAN BIOTECH CO., LTD. | 100-120-1101 | |
Proparacaine | Alcon | ALC2UD09 | topical anesthetics |
Skin biopsy punch 2mm | STIEFEL | 22650 | |
Sodium chloride (NaOH) | Sigma-Aldrich | 1310-73-2 | a chemical agent for alkali burn |
Stereomicroscope | Carl Zeiss Meditec, Dublin, CA | SV11 | microscope for surgery |
Westcott Tenotomy Scissors Medium | katena | K4-3004 | |
Xylazine hydrochloride 23.32 mg/10 mL | Elanco animal health Korea Co., LTD. | 047-956 | intraperitoneal or intramuscular anesthetics |