محاكاة ميكانيكا عدسة السكن عن طريق عدسة يدوية نقالة
Summary
نقدم وسيلة فعالة لدراسة السكن العدسة باستخدام عدسة يدوية نقالة. بروتوكول يقلد متصلة السكن الفسيولوجية عن طريق سحب زونوليس حول كبسولة العدسة، وبالتالي تمتد العدسة.
Abstract
والهدف من هذا البروتوكول تقليد الميكانيكا الحيوية الفسيولوجية الإقامة بطريقة فعالة من حيث التكلفة، وعملياً. يتحقق السكن من خلال انكماش الجسم الهدبي والاسترخاء من ألياف زونولي، الذي ينتج سماكة العدسة اللازم للقرب من الرؤية. نقدم هنا، الرواية، والأسلوب البسيط الذي يتكرر الإقامة بتوتير زونوليس متصلة بكبسولة العدسة عن طريق عدسة يدوية نقالة (MLS). هذا الأسلوب ترصد تمتد شعاعي، يتحقق بعدسة عندما يتعرض لقوة متسقة ويسمح بإجراء مقارنة لاستيعاب العدسات، والتي يمكن أن تمتد إلى مراعاة عدم العدسات، والتي لا يمكن أن يتم تمدد. الأهم من ذلك، الأزواج نقالة زونوليس مباشرة، ولا على الصلبة العينية للعين، وبالتالي تتطلب فقط العدسة، زونوليس، والجسم الهدبي بدلاً من نموذج الكرة الأرضية بأسرها. يمكنك تقليل هذا الاختلاف إلى حد كبير تكاليف اقتناء العدسات الجثث المانحة بحوالي 62% مقارنة بالحصول الكرة الأرضية بأسرها.
Introduction
السكن هو العملية التي العين البشرية قادرة على التكيف بشكل حيوي على شكل عدسة البلورية رؤية الأشياء على مسافات بعيدة أو قريبة في التركيز الحاد. السكن عملية النشاط الحيوي ارتباطاً وثيقا. عند العصبية التحفيز، تنتج العضلات الهدبية قوة على الجسم الهدبي وألياف زونولي أن نعلق على محيط عدسة كبسولة1،2. بينما هناك نظريات مختلفة وراء الميكانيكا الحيوية الإقامة، الأكثر قبولا هو فرضية هلمهولتز. ووفقا للفرضية، العدسة في دولة امتدت طبيعية، المقابلة للشكل أنحف من العدسة التي الأمثل لتركيز الأشياء البعيدة. لتغيير التركيز إلى كائنات أوثق، عقد العضلات الهدبية واسترخاء الألياف زونولار. وفي المقابل، يمسك العدسة، زيادة الانحناءات السطح الأمامي والخلفي. يقابل ذلك زيادة في الطاقة ديوبتريك التي ضرورية للقرب من الرؤية، ولذلك، البعد البؤري أقصر1.
القدرة على استيعاب الخطر مع مرور الوقت عن طريق شرط اسمه شيخوخة. التي تؤثر على كل فرد من سن 50 سنة، يجعل شيخوخة العين غير قادر على بشكل حيوي تغيير التركيز من الآن لإغلاق المسافات3. ولمكافحة شيخوخة، الأساليب الحالية السلبية بما في ذلك العدسات التصحيحية والنظارة. مع زيادة قدرة المرء على التركيز على الأشياء القريبة في قليل من الطائرات، لا يمكن استعادة هذه العلاجات السلبي قدرة التركيز الحيوي4،العدسة5. من أجل علاج شيخوخة كفاءة، أو ربما منع ذلك، هناك حاجة مستمرة إلى فهم أفضل للإقامة.
لدراسة عدسة الإقامة، قد وضعت عددا من أجهزة لمحاكاة ظاهرة السابقين فيفو4،6،7،،من89. وأدخلت الغزل الأقراص أولاً لرصد تمتد من العدسة عن طريق القوى المركزية الطاردة8. لتكرار هذه الظاهرة أكثر دقة، وعرض الأجهزة العدسة تمتد تدريجيا وابتكر. استخدام عدسة نقالة، Manns وآخرون. وتتميز القوة المطلوبة لاستيعاب العدسة بينما ربط مثل هذه السلطة العدسة وقطرها الاستوائي9. الفهم الحالي أن يتصلب العدسة مع التقدم في السن، أدى إلى انخفاض تغيير شكل عدسة استجابة لقوة متساوية من الجسم الهدبي3،10،،من1112.
الحالي عدسة نقالات غالباً ما تنطوي على إعداد معقدة، تنفيذ معدلات تمتد للبرمجة، والإلكترونيات، ويتطلب جثة كاملة مقلة العين6،،من710،13. هذا الشرط يزيد من التكلفة لكل تجربة لما يزيد على مبلغ 500.00 كل العين ويقلل من توافر عينة. هنا نقدم طريقة لتكرار الإقامة عدسة تكلفة منخفضة كما العين الخلفي يبلغ حوالي 200.00 دولار. أقل تطورا من العديد من الأجهزة المستخدمة اليوم، في حين الأسلوب أكثر فعالية من حيث التكلفة وتبني دون المساس بنتائج. هذا الأسلوب تتمحور حول عدسة يدوية نقالة (MLS) هو مبين في الشكل 1، ويستخدم نظام لقط فريدة من نوعها على ألياف زونولار وطريقة اللف شعاعي لتوسيع قطر العدسة. يتم التحقق من دقة الفسيولوجية للبروتوكول باستنتاجات برنال et al.، الذي درس المسار الذي ترتبط الألياف زونولار الأمامي والخلفي ل كبسولة العدسة14. باستخدام تصميم الأحذية المخصصة التي لا تتطلب سوى العدسة، زونولي، والجسم الهدبي، نحن تهدف إلى دراسة الميكانيكا الحيوية العدسة بتكرار الإقامة الفسيولوجية.
Protocol
Representative Results
Discussion
ونحن قد وضعت طريقة جديدة لتوفير طريقة دقيقة وفعالة لدراسة إمكانية الإقامة للعدسة باستخدام إليه لقط المزدوج-قطعة لزوجين نقالة للعينة. أثناء الإقامة، يرتاح العدسة، وإنقاص القطر ردا على الاسترخاء من ألياف زونولار1،،من24،19</s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
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 |
Referências
- Von Helmholtz, H. Uber die akkommodation des auges. Arch Ophthal. 1, 1-74 (1855).
- Schachar, R. A., Black, T. D., Kash, R. L., Cudmore, D. P., Schanzlin, D. J. The mechanism of accommodation and presbyopia in the primate. Ann Ophthalmol. 27, 58-67 (1995).
- Glasser, A., Campbell, C. W. Presbyopia and the optical changes in the human crystalline lens with age. Vision Res. 38 (2), 209-229 (1998).
- Reilly, M. A., Hamilton, P. D., Perry, G., Ravi, N. Comparison of the behavior and natural and refilled porcine lenses in a robotic lens stretcher. Exp Eye Res. 88, 483-494 (2009).
- Langenbucher, A., Huber, S., Nguyen, N. X., Seitz, B., Gusek-Schneider, G. C., Küchle, M. Measurement of accommodation after implantation of an accommodating posterior chamber intraocular lens. J Cataract Refract Surg. 29 (4), 677-685 (2003).
- Ehrmann, K., Ho, A., Parel, J. Biomechanical analysis of the accommodative apparatus in primates. Clin Exp Optom. 91 (4), 411 (2008).
- Pinilla Cortés, L., et al. Experimental Protocols for Ex Vivo Lens Stretching Tests to Investigate the Biomechanics of the Human Accommodation Apparatus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (5), 2926 (2015).
- Fisher, R. F. The elastic constants of the human lens. J Physiol. 212 (1), 147-180 (1971).
- Eppig, T., et al. Biomechanical eye model and measurement setup for investigating accommodating intraocular lenses. Z Med Ohys. 23 (2), 144-152 (2013).
- Manns, F., Parel, , et al. Response of Human and Monkey Lenses in a Lens Stretcher. Invest Ophthalmol Vis Sci. 48 (7), 3260 (2007).
- Scarcelli, G., Kim, P., Yun, S. H. In vivo measurement of age-related stiffening in the crystalline lens by Brillouin optical microscopy. Biophys J. 101 (6), 1539-1545 (2011).
- Besner, S., Scarcelli, G., Pineda, R., Yun, S. -. H. In Vivo Brillouin Analysis of the Aging Crystalline Lens. Invest Ophthalmol Vis Sci. 57 (13), 5093 (2016).
- Cortes, L., et al. Experimental Protocols for Ex Vivo Lens Stretching Tests to Investigate the Biomechanics of the Human Accommodation Apparatus. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (5), 2926-2932 (2015).
- Bernal, A., Parel, J. -. M., Manns, F. Evidence for Posterior Zonular Fiber Attachment on the Anterior Hyaloid Membrane. Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (11), 4708 (2006).
- Kammel, R., Ackermann, R., Mai, T., Damm, C., Nolte, S. Pig Lenses in a Lens Stretcher. Optom Vis Sci. 89 (6), 908-915 (2012).
- Hahn, J., et al. Measurement of Ex Vivo Porcine Lens Shape During Simulated Accommodation, Before and After fs-Laser Treatment. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (9), 5332-5343 (2015).
- D’Antin, J. C., Cortes, L. P., Montenegro, G. A., Barraquer, R. I., Michael, R. Evaluation of a portable manual stretching device to simulate accommodation. Acta Ophthalmol. 93 (255), (2015).
- Pierscionek, B. Age-related response of human lenses to stretching forces. Exp Eye Res. 60 (3), 325-332 (1995).
- Marussich, L., et al. Measurement of Crystalline Lens Volume During Accommodation in a Lens Stretcher. Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (8), 4239 (2015).
- Martinez-Enriquez, E., Pérez-Merino, P., Velasco-Ocana, M., Marcos, S. OCT-based full crystalline lens shape change during accommodation in vivo. Biomed Opt Exp. 8 (2), 918-933 (2017).
