오픈 글로브 부상 및 치료 성능을 추적하기위한 전방 세그먼트 장기 문화 플랫폼

Summary

오픈 글로브 눈 부상은 시골 또는 군사 관련 시나리오에서 며칠 동안 치료되지 않을 수 있으며, 그 결과 실명이 발생할 수 있습니다. 시력 상실을 최소화하기 위해 치료법이 필요합니다. 여기서, 우리는 장기 문화 오픈 글로브 부상 모델을 자세히 설명합니다. 이 모형을 사용하면 이러한 부상을 안정화하기위한 잠재적 인 치료법을 적절하게 평가 할 수 있습니다.

Abstract

오픈 글로브 부상은 시각적 결과가 좋지 않아 시력이 영구적으로 상실되는 경우가 많습니다. 이것은 부분적으로 안과 배려가 쉽게 유효하지 않는 시골 환경 및 군사 약 응용에 있는 상해 그리고 의학 내정간섭 사이 연장된 지연 때문입니다. 치료되지 않은 부상은 눈이 방수 씰을 잃은 후 감염에 취약할 뿐만 아니라 안구 내 저혈압으로 인한 조직 생존 능력의 상실에 취약합니다. 일시적으로 오픈 글로브 부상을 밀봉하는 치료법은 제대로 발달되면 적절한 안과 치료가 가능해질 때까지 안구 압력을 복원하고 감염을 예방할 수 있습니다. 제품 개발을 용이하게하기 위해, 여기에 상세한 전방 세그먼트 장기 문화 오픈 글로브 부상 플랫폼의 사용으로 최소 72 h 부상 후 치료 성능을 추적할 수 있습니다. 돼지 전방 세그먼트 조직은 사용자 정의 된 장기 문화 접시에서 유지 및 생리 내 혈압에서 개최 할 수 있습니다. 펑크 부상은 군관련 부상 크기와 유사하게 직경 4.5mm의 부상 크기를 생성할 수 있는 공압 구동 시스템으로 생성될 수 있습니다. 안구 압력의 손실은 적절한 부상 유도 및 눈의 방수 씰의 손실을 확인하는 72 시간 후 부상에 대해 관찰 할 수있다. 치료 성능은 부상 유도 후 눈에 응용 프로그램에 의해 추적 한 다음 며칠 동안 안구 압력을 추적 할 수 있습니다. 또한, 전방 세그먼트 상해 모델은 투명성, 안구 역학, 각막 상피 건강 및 조직 생존 가능성을 평가하는 것과 같은 전방 분단 생리학을 기능적 및 생물학적으로 추적하는 널리 사용되는 방법에 적용가능하다. 전반적으로, 여기서 설명된 방법은 안과 치료가 쉽게 제공되지 않을 때 일시적으로 오픈 글로브 부상을 밀봉하기 위한 생물재료 치료제 를 개발하기 위한 필요한 다음 단계이다.

Introduction

오픈 글로브 (OG) 부상은 치료하지 않거나 적어도 부상 후 안정화 될 때 시력의 영구적 인 손실을 초래할 수^{있습니다 1.} 그러나 지연은 시골 지역이나 군사 시나리오의 전장과 같이 안과 개입에 대한 접근이 쉽게 제공되지 않는 외딴 지역에서 만연합니다. 치료가 쉽게 제공되지 않을 때, 현재의 치료 기준은 의료 개입이 가능할 때까지 단단한 방패로 눈을 보호하는 것입니다. 군의학에서는 현재 24시간까지 지연되지만, 향후^{2, 3,4의}대기 대피가^불가능한도시 환경에서 전투 작전에서 최대 72시간까지 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 지연은 안과 개입에 대한 액세스가^제한된시골, 원격 민간 응용 프로그램에서 더 길 어질 수 있습니다^5,6. 치료되지 않은 OG 부상은 눈의 방수 씰이 손상되기 때문에 안구 압력(IOP)의 감염 및 손실에 매우 취약하여^7,8. IOP의 손실은 조직 생존에 영향을 미칠 수 있으며, 부상과 치료 사이의 지연이 너무 길면 시력을 회복할 가능성이 낮은 의료 개입이^{가능합니다 9.}

안과 전문의가 도달할 때까지 OG 부상을 밀봉하기 위한 적용하기 쉬운 치료법의 개발을 가능하게 하기 위해 벤치탑 OG 부상 모델은 이전에^10,11을개발하였다. 이 모델로, IOP는 압력 트랜스듀서에 의해 포착되는 동안 전체 돼지 눈에서 고속 부상이 발생했습니다. 그런 다음 치료법을 적용하여 OG 부상^{부위(12)를}밀봉하는 능력을 평가할 수 있다. 그러나, 이 모형은 전체 돼지 눈을 사용하기 때문에, 환자가 특수 치료에 도달할 때까지 치료가 상해 부위를 안정시켜야 하는 가능한 72h 창에 걸쳐 장기적인 성능을 추적하는 방법 없이 즉각적인 치료 성능을 평가할 수 있다. 그 결과, 전방 세그먼트 장기 배양(ASOC) OG 부상 모델이 개발되어 장기 치료^성능을추적하는 플랫폼으로서 이 프로토콜에 상세하였다.

ASOC는 각막과 같은 전방 세그먼트의 혈관 조직을 유지 관리하는 데 널리 사용되는 기술로, 다주 동안 에뉴클레션 후^14,15,16,17. 전방 세그먼트는 생리적 유량에서 유체를 침전하고, ASOC 설정^18,19동안 IOP 조절을 담당하는 조직인 궤적 메쉬워크 유출 영역을 보존함으로써 생리적 IOP 하에서 유지된다. ASOC 플랫폼은 조직을 생리적으로 유지하고, 공압 구동 장치를 사용하여 OG 손상을 유도하고, 치료를 적용하고, 부상 후 최소 72시간 동안 의 상해 안정화를 추적할 수^{있다 13.}

여기서 프로토콜은 ASOC 플랫폼을 사용하기 위한 단계별 방법론을 제공합니다. 먼저 ASOC 플랫폼을 설정하고 제작하는 방법을 자세히 설명합니다. 다음으로, 프로토콜은 전방 세그먼트를 무균하시키고 궤적 메쉬워크를 유지하는 방법을 자세히 설명한 다음, 맞춤형 장기 배양 접시에 전방 세그먼트 조직을 설정하는 것입니다. 그런 다음, 오픈 글로브 부상을 만들고 부상 직후 치료 적용하는 방법을 자세히 설명합니다. 마지막으로, 이 프로토콜은 눈의 기능적, 기계적 및 생물학적 특성과 부상이 얼마나 잘 안정화되었는지 를 평가하는 이 방법과 함께 사용할 수 있는 특성화 매개변수에 대한 개요를 제공합니다. 전반적으로,이 모델은 오픈 글로브 부상을 안정화하고 치료하기위한 제품 개발을 가속화하고 부상 후 가난한 비전 예후를 개선하는 데 필요한 플랫폼을 제공합니다.

Protocol

이 프로토콜을 수행하기 전에 연구 및 훈련에 동물을 사용하기위한 법적 및 윤리적 요구 사항이 있음을 유의하십시오. 살아있는 동물이 안구 조직의 근원에 사용되는 경우, 시작 전에 지역 윤리 적 또는 법적 권한 (IACUC 또는 윤리위원회 등)의 승인을 구하십시오. 동물의 사용에 대한 승인을 얻는 데 문제가있는 경우, 진행하지 마십시오. 우리는 이전에 결정하고 생체 생리학에서 가장 가까?…

Representative Results

광학 일관성 단층 촬영 (OCT)을 통해 캡처 된 이미지는 성공적인 부상 유도가 어떻게 보이는지 설명하기 위해 OG 부상 눈을 위해 표시됩니다. 그림 3은 부상 직후와 72시간 후 AS 조직을 부상시키고 OG가 부상한 후 제어 및 OG 부상에 대한 이미지를 보여줍니다. 두 개의 뷰가 표시됩니다: 부상 부위를 통과하는 단면 이미지와 이미지의 표면적을 시각화하기 위해 하향식 최대 강도 ?…

Discussion

방법론을 사용할 때 성공 가능성을 높이기 위해 강조해야 하는 ASOC OG 부상 플랫폼의 중요한 단계가 있습니다. 첫째, 전방 세그먼트 해부 동안, 궤적 메쉬워크를 보존하는 것은 필수적이지만 올바르게 수행하는 것은 어렵습니다. TM이 중단되면 눈은 생리적 압력을 유지하지 않으며 실험용 자격 기준을 충족시키지 못합니다. 적절한 해부를 얻을 때까지 추가 무균 기술 과제를 도입하는 대신 먼저 정?…

Materials

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