Summary

Hele glasvocht Dissection voor Vitreodynamic Analyse

Published: May 24, 2015
doi:

Summary

The goal of this protocol is to show an effective technique to isolate whole, intact vitreous core and cortex from post mortem enucleated porcine eyes.

Abstract

The authors propose an effective technique to isolate whole, intact vitreous core and cortex from post mortem enucleated porcine eyes. While previous studies have shown the results of such dissections, the detailed steps have not been described, precluding researchers outside the field from replicating their methods. Other studies harvest vitreous either through aspiration, which does not maintain the vitreous structure anatomy, or through partial dissection, which only isolates the vitreous core. The proposed method isolates the whole vitreous body, with the vitreous core and cortex intact, while maintaining vitreous anatomy and structural integrity. In this method, a full thickness scleral flap in an enucleated porcine eye is first created and through this, the choroid tissue can be separated from the sclera. The scleral flap is then expanded and the choroid is completely separated from the sclera. Finally the choroid-retina tissue is peeled off the vitreous to leave an isolated intact vitreous body. The proposed vitreous dissection technique can be used to study physical properties of the vitreous humor. In particular, this method has significance for experimental studies involving drug delivery, vitreo-retinal oxygen transport, and intraocular convection.

Introduction

Het doel van deze methode is het detail een techniek om geheel intact glaslichaam te isoleren, met het glaslichaam kern en cortex intact, van een kadaver oog, met het oog op vitreodynamic analyse. Aangezien het gebied glasachtig fysiologie gegroeid, multidisciplinaire onderzoekers, zoals vloeistofmechanica onderzoekers onderzoeken de fysische en biomechanische eigenschappen van het glasachtige lichaam 1. Hiertoe is het noodzakelijk om detail een techniek om het gehele, intacte glaslichaam isoleren multidisciplinaire onderzoekers bevorderen.

Sebag et al. 2 ea 3 uitgevoerd elegant geheel glasachtige ontledingen menselijke kadaver ogen en vertoonde afbeeldingen van de resultaten. Echter, de techniek niet in detail en leken beschreven niet kunnen de werkwijze zelfstandig repliceren. Andere studies hebben glasvocht van kadaver ogen met eenvoudigere methoden zoals aspiratie of gedeeltelijke dissectie geoogst,beide niet leiden tot een geheel, intact glaslichaam. Gisladottis et al. 4 en Xu et al. 5 onderzoeken permeabiliteit in glasvocht geoogst kadaver ogen. Aangezien echter geen werkwijze voor het glasachtige extractie werd beschreven, werd aangenomen dat zij aangezogen het glasvocht met een spuit. Watts et al. 6 ging nog een stap verder door het beschrijven van een methode voor het isoleren van konijn glasvocht met een chirurgische techniek. Echter, deze werkwijze resulteert in een isolatie van enkel het glasvocht kern en niet het glasvocht cortex. Skeie et al. 7 later organiseerde het glasvocht in 4 unieke regio en elegant beschreven een methode te ontleden uit elk onderdeel voor analyse. Deze techniek echter niet tot een intacte glaslichaam als geheel.

De huidige techniek werd ontwikkeld biofysische experimenten die momenteel alleen worden uitgevoerd kadaver ogen vergemakkelijken. Vorige werkwijzen, zoals beschreven eenbove worden beperkt doordat 1) er geen volledig isoleren van de gehele glaslichaam, 2) geoogst glasachtige kern cortex gehomogeniseerd, 3) glasachtige anatomische structuur niet behouden blijft, of 4) dissectie technieken niet voldoende gedetailleerd voor replicatie door onderzoekers in andere gebieden . Bovendien, vanwege de ondoorzichtigheid van sclera en choroidea, visualisatie van het glasachtige lichaam is beperkt in de intacte oogbol. Dit beperkt de nauwkeurigheid en haalbaarheid van metingen die worden uitgevoerd in het gehele oog. Bovendien kan de anatomische structuren rond het glasachtige de studie van biochemische en fysische eigenschappen van het glasachtige lichaam verwarren.

In de afgelopen jaren heeft het lichaam van glasvocht wetenschap enorm gegroeid en er is reden om te geloven dat het hele glasachtig lichaam heeft andere eigenschappen dan de afzonderlijke delen. Er is een groeiende interesse in het onderzoek naar de fysieke, biomechanische en chemische eigenschappen van het glasvocht van vitreodynamics research, welke toepassingen in de klinische geneeskunde, zoals drug delivery, intravitreale zuurstofvoorziening 8 en vitrectomie heeft. Farmacologische vitreodynamics, die farmacologische middelen gebruikt om het glaslichaam te manipuleren, kan worden gebruikt vitrectomie resultaten 9 verbeteren. Biomechanische eigenschappen worden gebruikt om in glasachtige fluïdumstroming, die kan worden gebruikt om intravitreale technologieën voor medicijnafgifte 10-12 verbeteren. Fysische eigenschappen van verschillende segmenten van het glasachtige cruciaal voor vitreo-retinale zuurstoftransport 13 begrepen. De voorgestelde glasvocht dissectie techniek kan worden gebruikt om verschillende eigenschappen van het intacte glasvocht bestuderen. Het maakt bench-top experimenten worden gedaan op de hele, intacte glasachtig lichaam met een betere visualisatie.

Samenvattend, de huidige werkwijzen voor onderzoek van het glasachtige lichaam ofwel niet voldoende beschreven, of leiden tot een onvolledige isolatie het glasachtige kern en cortex. Daarom is er behoefte aan e voerenxperiments transparante oogmodel met behoud van de anatomie van het glasvocht die bestaat in het kadaver oog.

Protocol

Alle enucleated ogen werden verkregen van een slachthuis en alle experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele bioveiligheid wetten. Secure verwijderde oog neer op een oppervlak. Doe dit door het plaatsen van het weefsel pennen door het overtollige weefsel rond de ogen en het veiligstellen van het neer in een piepschuim bord. Ontleden en los perilimbal bindvlies van het oog. Gebruik fijn pincet (0,3 tang) en microscissors (Westcott schaar) om het bindvlies incise…

Representative Results

Na het protocol tot een goed glasachtige dissectie met de kern en cortex (figuur 3) intact. Dit blijkt uit de resterende delen van het netvlies gehecht aan het glasvocht cortex. Intact hele glasachtig lichaam kan worden gebruikt op verschillende manieren bepaald vitreodynamic experimenten. In ons geval, de diffusiesnelheid van zuurstof in intacte glasvocht en het bijbehorende tijdsconstante onderzocht (Figuur 2). Glasachtig die werd ontleed (kern en cortex) in onze methode werd in een g…

Discussion

Er zijn twee belangrijke stappen die zorgvuldig moeten worden uitgevoerd tijdens glasachtige dissectie. Stap 3, waardoor een volledige dikte sclerale flap, is cruciaal voor het gehele dissectie. Zorg moet worden genomen om niet tot plaatjes choroid bij het maken van de volledige dikte sclerale flap. De andere belangrijke stap is het ontleden weg de sclera van het vaatvlies. Deze stap moet zorgvuldig worden gedaan om te voorkomen dat het creëren van meerdere gaten in het vaatvlies van waaruit het glasvocht kunnen morsen…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

The authors acknowledge the following funding sources, Whittier Foundation, Harrington Foundation, National Institutes of Health and Research to Prevent Blindness.

Materials

0.3 forceps Storz Opthalmics E1793
Westcott Tenotomy Scissors Curved Right Storz Opthalmics E3320 R
Scalpel Handle No. 3 VWR 25607-947
Scalpel Blade, #11, for #3 Handle VWR 470174-844

Referências

  1. Siggers, J. H., Ethier, C. R. Fluid Mechanics of the Eye. Annual Review of Fluid Mechanics. 44 (1), 347-372 (2012).
  2. Sebag, J. Age-related changes in human vitreous structure. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 225 (2), 89-93 (1987).
  3. Grignolo, A. Fibrous components of the vitreous body. AMA Arch Ophthalmol. 47 (6), 760-774 (1952).
  4. Gisladottir, S., Loftsson, T., Stefansson, E. Diffusion characteristics of vitreous humour and saline solution follow the Stokes Einstein equation. G Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 247 (12), 1677-1684 (2009).
  5. Xu, J., Heys, J. J., Barocas, V. H., Randolph, T. W. Permeability and diffusion in vitreous humor: implications for drug delivery. Pharm Res. 17 (6), 664-669 (2000).
  6. Watts, F., Tan, L. E., Wilson, C. G., Girkin, J. M., Tassieri, M., Wright, A. J. Investigating the micro-rheology of the vitreous humor using an optically trapped local probe. Journal of Optics. 16 (1), 015301 (2014).
  7. Skeie, J. M., Mahajan, V. B. Dissection of human vitreous body elements for proteomic analysis. J Vis Exp. (47), e2455 (2011).
  8. Abdallah, W., Ameri, H., et al. Vitreal oxygenation in retinal ischemia reperfusion. Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (2), 1035-1042 (2011).
  9. Goldenberg, D., Trese, M. Pharmacologic vitreodynamics: what is it? Why is it important. Expert Review of Ophthalmology. 3 (3), 273-277 (2008).
  10. Choonara, Y. E., Pillay, V., Danckwerts, M. P., Carmichael, T. R., du Toit, L. C. A review of implantable intravitreal drug delivery technologies for the treatment of posterior segment eye diseases. J Pharm Sci. 99 (5), 2219-2239 (2010).
  11. Balachandran, R. K., Barocas, V. H. Computer modeling of drug delivery to the posterior eye: effect of active transport and loss to choroidal blood flow. Pharm Res. 25 (11), 2685-2696 (2008).
  12. Smith, C. a., Newson, T. a., et al. A framework for modeling ocular drug transport and flow through the eye using micro-CT. Phys Med Biol. 57 (19), 6295-6307 (2012).
  13. Quiram, P. A., Leverenz, V. R., Baker, R. M., Dang, L., Giblin, F. J., Trese, M. T. Microplasmin-induced posterior vitreous detachment affects vitreous oxygen levels. Retina. 27 (8), 1090-1096 (2007).
  14. Shui, Y., Holekamp, N. The gel state of the vitreous and ascorbate-dependent oxygen consumption: relationship to the etiology of nuclear cataracts. Arch Ophthalmol. 127 (4), 475-482 (2009).
  15. Burk, S. E., Da Mata, A. P., Snyder, M. E., Schneider, S., Osher, R. H., Cionni, R. J. Visualizing vitreous using kenalog suspension. J Cataract Refract Surg. 29 (4), 645-651 (2003).
  16. Spaide, R. Visualization of the Posterior Vitreous with Dynamic Focusing and Windowed Averaging Swept Source Optical Coherence Tomography. Am J Ophthalmol. S0002-9394 (14), 00537-00536 (2014).
  17. Domalpally, A., Gangaputra, S., Danis, R. P. . Diseases of the Vitreo-Macular Interface. 21, 21-27 (2014).
  18. Stocchino, R., Repetto, A., Cafferata, C. Experimental investigation of vitreous humour motion within a human eye model. Phys Med Biol. 50 (19), 4729-4743 (2005).
check_url/pt/52759?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Murali, K., Kashani, A. H., Humayun, M. S. Whole Vitreous Humor Dissection for Vitreodynamic Analysis. J. Vis. Exp. (99), e52759, doi:10.3791/52759 (2015).

View Video