Травмы глаз с открытым глобусом могут быть без лечения в течение нескольких дней в сельских или военных сценариях, что приводит к слепоте. Терапевтические средства необходимы, чтобы свести к минимуму потерю зрения. Здесь мы подробно описываем модель повреждения открытого глобуса культуры органов. С помощью этой модели можно правильно оценить потенциальные терапевтические средства для стабилизации этих травм.
Травмы открытого земного шара имеют плохие визуальные результаты, что часто приводит к постоянной потере зрения. Отчасти это связано с длительной задержкой между травмами и медицинским вмешательством в сельских районах и применением военной медицины, где офтальмологическая помощь недоступна. Нелеченные травмы подвержены инфекции после того, как глаз потерял свое водонепроницаемое уплотнение, а также потере жизнеспособности тканей из-за внутриглазной гипотензии. Терапевтические средства для временной герметизации травм открытого земного шара, если они правильно разработаны, могут восстановить внутриглазное давление и предотвратить инфекцию до тех пор, пока не станет возможным надлежащий офтальмологический уход. Чтобы облегчить разработку продукта, здесь подробно описано использование платформы для травмы органов переднего сегмента с открытым глобусом для отслеживания терапевтической эффективности в течение не менее 72 ч после травмы. Ткань переднего сегмента свиньи может поддерживаться в специально разработанных блюдах для культуры органов и удерживаться при физиологическом внутриглазном давлении. Колотые повреждения могут быть созданы с помощью пневматической системы, способной генерировать травмы диаметром до 4,5 мм, аналогичные размерам травм, имеющих отношение к военным. Потеря внутриглазного давления может наблюдаться в течение 72 ч после травмы, подтверждая надлежащую индукцию травмы и потерю водонепроницаемого уплотнения глаза. Терапевтическая эффективность может быть отслежена путем нанесения на глаз после индукции травмы, а затем отслеживания внутриглазного давления в течение нескольких дней. Кроме того, модель повреждения переднего сегмента применима к широко используемым методам функционального и биологического отслеживания физиологии переднего сегмента, таким как оценка прозрачности, глазной механики, здоровья эпителия роговицы и жизнеспособности тканей. В целом, метод, описанный здесь, является необходимым следующим шагом на пути к разработке биоматериалной терапии для временного уплотнения травм открытого земного шара, когда офтальмологическая помощь недоступна.
Травмы открытого глобуса (OG) могут привести к постоянной потере зрения, если их не лечить или, по крайней мере, стабилизировать после травмы1. Однако задержки распространены в отдаленных районах, где доступ к офтальмологической интервенции недоступен, например, в сельских районах или на поле боя в военных сценариях. Когда лечение недоступно, текущий стандарт ухода заключается в защите глаза жестким щитом до тех пор, пока медицинское вмешательство не будет возможным. В военной медицине эта задержка в настоящее время составляет до 24 ч, но ожидается, что она увеличится до 72 ч в будущих боевых операциях в городских условиях, где воздушная эвакуация невозможна2,3,4. Эти задержки могут быть еще более длительными в сельских, отдаленных гражданских приложениях, где доступ к офтальмологической интервенции ограничен5,6. Нелеченная травма ОГ очень восприимчива к инфекции и потере внутриглазного давления (ВГД) из-за того, что водонепроницаемое уплотнение глаза скомпрометировано7,8. Потеря ВДМ может повлиять на жизнеспособность тканей, что делает любое медицинское вмешательство маловероятным для восстановления зрения, если задержка между травмой и терапией слишком длинна9.
Чтобы обеспечить разработку простых в применении терапевтических средств для герметизации травм ОГ до тех пор, пока не будет достигнут специалист по офтальмологу, ранее была разработана настольная модель травмы ОГ10,11. С этой моделью высокоскоростные травмы были созданы в целых глазах свиней, в то время как ВГОД было захвачено датчиками давления. Затем терапевтические средства могут быть применены для оценки их способности герметизировать место поврежденияОГ 12. Однако, поскольку эта модель использует целые глаза свиней, она может оценивать только немедленную терапевтическую эффективность без возможности отслеживания долгосрочной производительности через возможное 72-ч окно, в котором терапевтическое средство должно стабилизировать место травмы, пока пациент не достигнет специализированной помощи. В результате была разработана и детализирована модель повреждения OG культуры органов переднего сегмента (ASOC) в качестве платформы для отслеживания долгосрочной терапевтической эффективности13.
ASOC является широко используемым методом поддержания аваскулярной ткани переднего сегмента, такого как роговица, в течение нескольких недель после энуклеации14,15,16,17. Передний сегмент поддерживается при физиологическом ВГД путем перфузии жидкости на физиологических скоростях потока и сохранения области оттока трабекулярной сетки, ткани, ответственной за регулирование ВГД, во время установки ASOC18,19. Платформа ASOC может поддерживать ткани физиологически, индуцировать травму ОГ с помощью пневматического устройства, применять терапевтическое средство и отслеживать стабилизацию травмы в течение не менее 72 ч после травмы13.
Здесь протокол предоставляет пошаговую методологию использования платформы ASOC. Сначала подробно описывается, как настроить и изготовить платформу ASOC. Затем в протоколе подробно описывается, как асептически рассекать передний сегмент и поддерживать трабекулярную сетку, а затем настраивать ткань переднего сегмента в специально построенных блюдах для культуры органов. Затем в нем подробно описывается, как создать травмы открытого глобуса и применять терапевтические средства сразу после травмы. Наконец, протокол предоставляет обзор параметров характеристики, которые можно использовать с этим методом, который оценивает функциональные, механические и биологические свойства глаза и то, насколько хорошо травма была стабилизирована. В целом, эта модель обеспечивает столь необходимую платформу для ускорения разработки продуктов для стабилизации и лечения травм с открытым глобусом и улучшения прогноза плохого зрения после травмы.
Существуют критические шаги с платформой asoc OG injury, которые следует выделить, чтобы повысить вероятность успеха при использовании методологии. Во-первых, во время рассечения переднего сегмента сохранение трабекулярной сетки является важным, но сложным для правильного выполнения. Если …
The authors have nothing to disclose.
Этот материал основан на работе, поддержанной Министерством обороны Соединенных Штатов в рамках межведомственного соглашения (No 19-1006-IM) с программой приобретения временного ремонта роговицы (Агентство по развитию медицинской техники армии США).
10-32 Polycarbonate straight plug, male threaded pipe connector | McMaster-Carr | 51525K431 | |
10-32 Socket cap screw, ½" | McMaster-Carr | 92196A269 | |
10 mL syringe | BD | 302995 | |
20 mL syringe | BD | 302830 | |
Anti-Anti | Gibco | 15240-096 | |
Ball-End L key | McMaster-Carr | 5020A25 | |
Betadine | Fisher Scientific | NC1696484 | |
BD Intramedic PE 160 Tubing | Fisher Scientific | 14-170-12E | |
Cotton swabs | Puritan | 25-8061WC | |
DMEM media | ATCC | 30-2002 | |
FBS | ATCC | 30-2020 | |
Fine forceps | World Precision Instruments | 15914 | |
Gauze | Covidien | 8044 | |
Gentamicin | Gibco | 15710-064 | |
Glutamax | Gibco | 35050-061 | |
High temperature silicone O-ring, 2 mm wide, 4 mm ID | McMaster-Carr | 5233T47 | |
Large forceps | World Precision Instruments | 500365 | |
Large surgical scissors | World Precision Instruments | 503261 | |
Medium toothed forceps | World Precision Instruments | 501217 | |
Nail (puncture object) | McMaster-Carr | 97808A503 | |
Nylon syringe filters | Fisher | 09-719C | |
PBS | Gibco | 10010-023 | |
Petri dish (100 mm) | Fisher | FB0875713 | |
Polycarbonate, three-way, stopcock with male luer lock | Fisher | NC9593742 | |
Razor blade | Fisher | 12-640 | |
Stainless steel 18 G 90 degree angle dispensing needle | McMaster-Carr | 75165A81 | |
Stainless steel 18 G straight ½'’ dispensing needle | McMaster-Carr | 75165A675 | |
Sterile 100 mL beakers with lids | VWR | 15704-092 | |
Vannas scissors | World Precision Instruments | WP5070 |