Ögonskador i öppen jordglob kan gå obehandlade i flera dagar i landsbygds- eller militärrelevanta scenarier, vilket resulterar i blindhet. Terapier behövs för att minimera synförlust. Här beskriver vi en organkultur open globe skademodell. Med denna modell kan potentiella terapier för stabilisering av dessa skador utvärderas ordentligt.
Öppna globen skador har dåliga visuella resultat, ofta resulterar i permanent förlust av vision. Detta beror delvis på en förlängd försening mellan skador och medicinska insatser i landsbygdsmiljöer och militära medicinapplikationer där oftalmisk vård inte är lätt tillgänglig. Obehandlade skador är mottagliga för infektion efter att ögat har förlorat sin vattentäta tätning, liksom förlust av vävnadens livskraft på grund av intraokulär hypotoni. Terapier för att tillfälligt försegla öppna globe skador, om korrekt utvecklats, kan återställa intraokulärt tryck och förhindra infektion tills korrekt oftalmisk vård är möjlig. För att underlätta produktutveckling, detaljerad här är användningen av en främre segment organkultur öppen jordglob skada plattform för att spåra terapeutiska prestanda för minst 72 h efter skada. Svin främre segment vävnad kan upprätthållas i specialdesignade organ kultur rätter och hålls vid fysiologiskt intraokulärt tryck. Punkteringsskador kan skapas med ett pneumatiskt system som kan generera skadestorlekar upp till 4,5 mm i diameter, liknande militärrelevanta skadestorlekar. Förlust av intraokulärt tryck kan observeras för 72 h efter skada bekräftar korrekt skada induktion och förlust av ögats vattentäta tätning. Terapeutiska prestanda kan spåras genom applicering på ögat efter skada induktion och sedan spåra intraokulärt tryck i flera dagar. Vidare är den främre segmentets skademodell tillämplig på allmänt använda metoder för funktionell och biologisk spårning av fysiologi inom det främre segmentet, såsom bedömning av transparens, okulär mekanik, hornhinnans epitelhälsa och vävnadsaktivitet. Sammantaget är metoden som beskrivs här ett nödvändigt nästa steg mot att utveckla biomaterialterapier för att tillfälligt försegla öppna jordglobskador när oftalmisk vård inte är lätt tillgänglig.
Öppna jordglobsskador (OG) kan leda till permanent synförlust när de inte behandlas eller åtminstone stabiliseras efter skada1. Förseningar är dock vanliga i avlägsna områden där det inte är lätt att få tillgång till oftalmiska ingripanden, till exempel på landsbygden eller på slagfältet i militära scenarier. När behandlingen inte är lättillgänglig är den nuvarande vårdstandarden att skydda ögat med en styv sköld tills medicinsk intervention är möjlig. Inom militärmedicinen är denna försening för närvarande upp till 24 timmar, men den förväntas öka upp till 72 h i framtida stridsoperationer i stadsmiljöer där luftevakuering inte ärmöjlig 2,3,4. Dessa förseningar kan vara ännu längre i lantliga, avlägsna civila applikationer där tillgången till oftalmisk intervention är begränsad5,6. En obehandlad OG-skada är mycket mottaglig för infektion och förlust av intraokulärt tryck (IOP) på grund av att den vattentäta tätningen i ögat äventyras7,8. Förlust av IOP kan påverka vävnadens livskraft, vilket gör det osannolikt att någon medicinsk intervention återställer synen om förseningen mellan skada och terapeutisk är för lång9.
För att möjliggöra utveckling av lättanvända terapier för tätning av OG-skador tills en oftalmisk specialist kan nås, utvecklades en bänktop OG-skademodelltidigare 10,11. Med denna modell skapades höghastighetsskador i hela svinögon medan IOP fångades av tryckgivare. Therapeutics kan sedan appliceras för att bedöma deras förmåga att försegla OG skada plats12. Men eftersom denna modell använder hela svin ögon, Det kan bara bedöma omedelbar terapeutisk prestanda utan möjlighet att spåra långsiktiga prestanda över det möjliga 72 h fönstret där den terapeutiska måste stabilisera skadestället tills patienten når specialvård. Som ett resultat utvecklades en främre segment organ kultur (ASOC) OG skada modell och beskrivs i detta protokoll som en plattform för att spåra långsiktiga terapeutiska prestanda13.
ASOC är en allmänt använd teknik för att upprätthålla avaskulär vävnad i det främre segmentet, såsom hornhinnan, i flera veckor efter enucleation14,15,16,17. Det främre segmentet upprätthålls under fysiologisk IOP genom att perfusera vätska vid fysiologiskaflödeshastigheteroch bevara den trabekulära meshwork utflödesregionen, vävnaden som ansvarar för att reglera IOP, under ASOC-inställning 18,19. ASOC-plattformen kan upprätthålla vävnad fysiologiskt, inducera en OG-skada med hjälp av en pneumatisk driven enhet, tillämpa en terapeutisk och spårskadastabilisering i minst 72 h efter skada13.
Här ger protokollet en steg-för-steg-metodik för att använda ASOC-plattformen. Först beskriver den hur man ställer in och tillverkar ASOC-plattformen. Därefter beskriver protokollet hur man aseptiskt dissekerar det främre segmentet och upprätthåller trabekulär meshwork, följt av att ställa in främre segmentvävnad i specialbyggda organkulturrätter. Sedan beskriver det hur man skapar öppna globe-skador och applicerar terapeutiska omedelbart efter skada. Slutligen ger protokollet en översikt över karakteriseringsparametrar som är möjliga att använda med denna metod som bedömer funktionella, mekaniska och biologiska egenskaper hos ögat och hur väl skadan stabiliserades. Sammantaget ger denna modell en välbehövlig plattform för att påskynda produktutvecklingen för att stabilisera och behandla öppna jordglobskador och förbättra prognosen för dålig syn efter skada.
Det finns kritiska steg med ASOC OG skadeplattform som bör lyftas fram för att förbättra sannolikheten för framgång när du använder metoden. För det första, under den främre segment dissekeringen, är bevarandet av trabekulär meshwork viktigt men utmanande att göra korrekt. Om TM störs kommer ögat inte att upprätthålla fysiologiskt tryck och uppfyller inte behörighetskriterierna för experimentell användning. Det rekommenderas att öva dissekeringsprocessen under normala förhållanden först snarare ?…
The authors have nothing to disclose.
Detta material är baserat på arbete som stöds av USA: s försvarsdepartement genom ett interagency-avtal (#19-1006-IM) med det tillfälliga förvärvsprogrammet för cornealreparation (United States Army Medical Materiel Development Agency).
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 |