Method Article

تقنيات لمعالجة عيون مزروع مع الشبكية الأطراف الاصطناعية للالمترجمة تحليل المرضية: الجزء 2 فوق الشبكي يزرع مع الشبكية المسامير

DOI:

10.3791/52348

⸱

February 14th, 2015

 ,  ,  ,  ,  , Bionic Vision Australia Consortia
1Bionics Institute, 2Department of Pathology, The University of Melbourne, 3Cochlear Limited, 4Department of Anatomical Pathology, St Vincent's Hospital Melbourne, 5Medical Bionics Department, The University of Melbourne

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا نصف التقنيات النسيجية لتصور أنسجة العين المجاورة مباشرة لمسمار الشبكية المعدني وبدلة الشبكية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
تكتسب الأطراف الاصطناعية للشبكية < فئة = 'jove_content '> زخما في التجارب السريرية في جميع أنحاء العالم مع دخول الأجهزة التجارية إلى السوق حاليا. من أجل تقييم سلامة هذه الأجهزة ، في الدراسات قبل السريرية ، هناك حاجة إلى تقنيات موثوقة. ومع ذلك ، فإن المكونات المعدنية الصلبة المستخدمة في بعض غرسات الشبكية لا تتوافق مع العمليات النسيجية التقليدية ، لا سيما مع مراعاة الطبيعة الحساسة للأنسجة المحيطة. نصف هنا تقنيات تقييم صحة العين المجاورة مباشرة لغرسة الشبكية المثبتة فوق الشبكية باستخدام مسمار معدني. تتميز الأطراف الاصطناعية للشبكية

بمصفوفات أقطاب كهربائية ملامسة لأنسجة العين. الموقع الأكثر استخداما للزرع هو الموقع فوق الشبكية (الغرفة الخلفية للعين) ، حيث يتم تثبيت الغرسة في شبكية العين باستخدام مسمار معدني يخترق جميع طبقات العين. لم تتمكن الطرق السابقة من تقييم أنسجة العين القريبة مع المسمار في الموقع ، بسبب عدم قدرة التقنيات النسيجية التقليدية على قطع الأجسام المعدنية. وبالتالي ، كان من الصعب تقييم الضرر الموضعي ، إن وجد ، الناجم عن إدخال المسمار.

لذلك ، قمنا بتطوير تقنية لتصور الأنسجة حول مسمار الشبكية والزرع. لقد قمنا بتعديل تقنية راسخة تستخدم لمعالجة وتصور الأنسجة العظمية الصلبة حول غرسة القوقعة الصناعية للأنسجة الرخوة الحساسة للعين. قمنا بتوجيه أنسجة العين الثابتة وتضمينها ، بما في ذلك الغرسة ومسمار الشبكية ، في راتنجات الايبوكسي ، لتحقيق الاستقرار وحماية بنية العينة. ثم تم طحن العينات المدمجة وصقلها وتلطيخها وتصويرها بتكبيرات مختلفة على أعماق متزايدة من خلال العينة. سمحت هذه التقنية بتقييم موثوق لسلامة أنسجة العين والبنية الخلوية المجاورة للمسمار المعدني.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التهاب الشبكية الصباغي (RP) هو اضطراب وراثي يسبب فقدان واسعة النطاق من المستقبلات الضوئية، وهي الخلايا في الطبقة الخارجية للشبكية المسؤولة عن transducing الضوء، في شكل فوتونات، في النشاط العصبي. الأهم من ذلك، المرضى الذين يعانون من RP وعادة ما يكون الخلايا العصبية المتبقية في طبقات أخرى من الشبكية الخاصة بهم والتي لا تزال وظيفية. الاصطناعية الشبكية قادرة على استعادة بعض الرؤية المحدودة لهؤلاء المرضى من خلال استهداف هذه الخلايا العصبية على قيد الحياة مع التحفيز الكهربائي لتنشيط لهم طريقا 1،2 البصري. نتائج الإدراك الحسي من التجارب السريرية قد أظهرت نتائج واعدة في وقت مبكر، ومؤخرا وقد تمت الموافقة على بعض الأجهزة للاستخدام التجاري. حاليا، هناك ثلاثة مواقع رئيسية التشريحية التي تم فيها وضع الاصطناعية الشبكية السريرية: epiretinally 3،4، 5،6 subretinally وsuprachoroidally 7،8. أجهزة مختلفة تستخدم مواد مختلفة وتخصيصها شكلهاإلى الموقع الذي يتم فيه زرع فيها. ومع ذلك، وأنهم جميعا خلق التعاليم البصرية من خلال تفعيل الخلايا العصبية المتبقية من شبكية العين مع النبضات الكهربائية.

هناك احتمال لأي بدلة طبي لتلف الأنسجة المحيطة بسبب الآثار الميكانيكية للوضع الأولي أو قوات الجارية لاحقة. في حالة التحفيز والتشجيع التي تزرع في الجسم، مثل الأطراف الاصطناعية في شبكية العين، وهناك اعتبار آخر ينبغي أن يكون المعلمات الكهربائية ضمن حدود آمنة. سلامة المرضى أمر بالغ الأهمية، لذلك يجب أن تكون الأجهزة اختبارات صارمة في الدراسات قبل السريرية قبل التقدم إلى وضع السريرية 9-15. في المادة مصاحب لدينا، وصفنا طريقة لتقييم التشريح المرضي المترجمة من العين المحيطة زرع المتمركزة في الفضاء suprachoroidal 16. في هذا المخطوط، وصفنا تقنية لتصور الأنسجة المحيطة بالعين مجموعة القطب علق على شبكية العين epiretinally، في ما قبل السريرية (FEالخط) نموذج (الشكل 1).

الموقع فوق الشبكي هو الموقف الأكثر استخداما عادة لتحديد مكان بدلة البصرية. وعادة ما تلصق صفائف الكهربائي تقع هنا لشبكية العين مع تك المعدنية التي تخترق جميع طبقات العين 17-20. قبل الأساليب المذكورة في المخطوطة الحالية، كان من الصعب إجراء تقييم دقيق لشبكية العين والأنسجة الأخرى المحيطة بها على الفور تك. أدى تثبيت العين قياسي باستخدام الفورمالين محايدة مخزنة في الضرر الشبكية مصطنعة بسبب الحركة التفاضلية للشبكية العين والصلبة ضد نقطة ثابتة من نقطة معلمة. لذلك أي ضرر الفعلي الناجم عن معلمة ومجموعة فوق الشبكي لا يمكن مراعاته بدقة. وبالإضافة إلى ذلك، باجتزاء الأنسجة العين لا يمكن أن يؤديها مع تك الشبكية في الموقع كما أجسام معدنية لا يمكن أن تقطع بسهولة مع جهاز النسيجي التقليدي؛ إزالة تك قبل أن معالجة النسيجي أيضاغير مرغوب فيه لأن هذا أدى أيضا إلى تلف شبكية العين مصطنعة.

وكان الهدف من هذه الدراسة ذات شقين: 1) للحد من انفصال الشبكية الحرفية بحيث أن أي الأضرار الناجمة عن تك ومجموعة زرع فوق الشبكي يمكن تقييم موثوقة. و2) لتصور بنية شبكية العين المجاورة لنقطة معلمة دون إزالته. من أجل تحقيق الهدف 1، وقد استخدمت تقنية التثبيت الجديدة (كما هو موضح في المادة رفيق 16)، مما يقلل من التبطين الشبكية مصطنعة. من أجل تحقيق الهدف 2، وتعديل والتضمين، وطحن، وتلميع التقنية، وضعت أصلا لمراقبة الموقع من الأقطاب الكهربائية زرع قوقعة 21-23 في. الطرق الموضحة في هذه المخطوطة تسمح التصور من شبكية العين المحيطة والمجاورة لنقطة معلمة في الموقع مع تقليل الضرر الشبكية مصطنعة وبالتالي السماح للتقييم دقيق من أي ضرر محتمل قد يسببها تك ومجموعة فوق الشبكي.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: تمت الموافقة على جميع الإجراءات التي كتبها الملكي الفيكتوري العين والأذن جنة مستشفى الحيوانية البحوث وعلم الأخلاق (RVEEH AEC؛ # 10-199AB). وعولج الموضوعات وفقا لالوطني للصحة و"مدونة الاسترالي ممارسات للرعاية واستخدام الحيوانات لأغراض علمية" مجلس الأبحاث الطبية (2013) و "منع القسوة ضد الحيوانات قانون" (1986؛ والتعديلات). تم تنفيذ جميع إجراءات التقييم والكهربية الجراحية والسريرية تحت التخدير، وقدمت كل الجهود للحد من المعاناة.

1. قلع والتثبيت

ملاحظة: اتبع الإجراء استئصال والتثبيت بالتفصيل في المخطوطة رفيق 16، مع الحرص اضافية حول الكابلات الجهاز أو الموانئ استئصال الزجاجية، إذا كان موجودا. لفترة وجيزة، وهذا ينطوي:

  1. Transcardially يروي هذا الموضوع مع المياه المالحة الدافئة تليها العازله محايد الباردالفورمالين الأحمر.
  2. ربط الغرز لمقلة العين لتكون بمثابة المعالم.
  3. استأصل العين 16، والحفاظ على كبلات الجهاز وأي مرفق بقع / علامات التبويب.
  4. بعد إصلاح العين في حل ديفيدسون ل18 - 36 ساعة.
  5. نقل 50٪ من الإيثانول ل6-8 ساعة.
  6. نقل 70٪ من الإيثانول وبردت (4 ° C) حتى تشريح.

2. إزالة الكهربائي وتشريح.

ملاحظة: ليست كل يزرع فوق الشبكي لديها شكل عامل نفسه، ولكن بصفة عامة سيكون هناك مجموعة القطب وشكلا من أشكال مرنة ومطابق المواد الناقل. الأجهزة التي تم علق على شبكية العين تحتوي على ثقب تك تك حيث تخترق المعدن مجموعة والجزء الخلفي من العين، وحفظ هذه معا.

  1. يتصور الزرع ونقطة حيث يتم تأمين إلى شبكية العين.
    1. باستخدام شفرة 15 درجة جعل شق العابر للالقرنية كفافي وإزالة الغطاء القرنية لإكسببيئة نظام التشغيل القزحية والعدسة الأساسية.
    2. باستخدام شفرة 15 درجة، disinsert الألياف النطيقي العدسة وإزالة عدسة جملة وتفصيلا، وفضح الغرفة الخلفية مع عملية الزرع فوق الشبكي وتك معدنية في الموقع.
  2. اعتمادا على الزرع والدراسة التي يؤديها، وإزالة مكونات غريبة قبل مزيد من تشريح.
    ملاحظة: في المثال الحالي، ومجموعة فوق الشبكي يجري تقييمها تتألف من المحكم القطب الماس والالكترونيات حزمة النموذج مقرها داخل حاملة امتثالي سيليكون (المنتجة في المنزل، ارجع إلى 20).
    1. هنا، واستخراج بعناية حزمة القطب الماس عن طريق تشريح غرامة مع مشرط. ترك الجسم سيليكون للزرع جنبا إلى جنب مع تك شبكية العين وبقايا الأسلاك البلاتين (الشكل 2). إذا مصفوفة جزءا لا يتجزأ / السكن ليس جزءا من تصميم جهاز قيد التحقيق، ثم حذف هذه الخطوة (2.2).
  3. بعنايةتشريح عينة تشمل تك والأنسجة المحيطة بها في الاتجاه المطلوب. استخدام مقص تشريح غرامة لقطع شرائح سمك كامل من الجزء الخلفي من العين، بما في ذلك الصلبة، المشيمية والشبكية. أخذ عينة، والذي يعطي المقطع العرضي الطولي للمعلمة، والتي تبين كل طبقات الشبكية المتاخمة للتك (الشكل 2)
    ملاحظة: قد تختلف الاتجاه المطلوب للعينة اعتمادا على نتيجة معينة المطلوب. على سبيل المثال، إذا كان أحد يرغب في دراسة القرب من الضرر تك إلى القرص البصري ثم ينبغي إدراج القرص البصري ضمن العينة.

3. الجفاف، التضمين، تركيب، طحن، وتلطيخ، والتصوير

  1. يذوى العينة على مدى ثلاثة أيام في مراحل الإيثانول التقدمية:
    1. يذوى العينة في 70٪ من الإيثانول لمدة 2 ساعة مرتين.
    2. يذوى العينة في 80٪ من الإيثانول لمدة 2 ساعة مرتين ثم O / N.
    3. يذوى العينة في 90٪ من الإيثانول لمدة 2 ساعة تويكه.
    4. يذوى العينة في الإيثانول بنسبة 100٪ لمدة 2 ساعة مرتين ثم O / N.
  2. يذوى العينة في 100 الأسيتون٪ لمدة 2 ساعة مرتين.
    1. إزالة عينة من الأسيتون والالتزام به تحت المجهر الخفيفة لأنها-يجف الهواء في RT. نقل العينة إلى الايبوكسي (يرجى الرجوع إلى الخطوة 3.4) فقط قبل أن يبدأ حليقة / الانهيار.
      ملاحظة: إزالة السائل من نتائج الأنسجة الرخوة في الخلايا انهارت والانكماش. تم تطوير تقدير عند حدوث الشباك الأنسجة / انهيار ذوي الخبرة.
  3. تحضير الصف الطبية راتنجات الايبوكسي وفقا لتوجيهات المصنع. لعلاج الراتنج، استخدام إما 55 درجة مئوية لمدة 1 ساعة أو 24 ساعة على RT. ضع في فراغ الغرفة ل~ 5 دقائق في ~ 50 م بار لإزالة فقاعات الهواء. تنظيم الفراغ يدويا كما فراغ المفرط سوف يتسبب في مزيج الايبوكسي ليغلي، وسوف التفريغ لا يحدث على نحو فعال
    ملاحظة: نفذ الخطوة 3.3 بالتزامن مع خطوة 3.2.
  4. تضمين عصيدةلو في راتنجات الايبوكسي واضح. تزج أنسجة العين في الايبوكسي نزع الغاز في وعاء قابل للغلق المناسبة وترك O / N في RT لعلاج.
  5. الحرص على تضمين العينة في الاتجاه المطلوب (الشكل 2) عن طريق تغيير حجم وإعادة تضمينها-كتلة الايبوكسي الشفاء. إعادة تضمين كتلة حجمها تحتوي على أنسجة العين مثل أن المحور الطويل للمعلمة وموجهة بالتوازي مع الجزء السفلي من القالب (كوب الصفراء - الشكل 3A).
  6. جبل الراتنج في حامل العينة طحن وطحن العينة (230-250 دورة في الدقيقة مع الماء على، طحن اليدوي) باستخدام ورقة كربيد السيليكون (بدءا من 800 شبكة، أرقام 3C و3E).
  7. لتلطيخ، وتراجع سطح الأرض في بقعة زرقاء طولويدين عن 3-5 دقائق، أو حتى تتطور وصمة عار (الشكل 3F).
  8. شطف مع ماء الصنبور (الشكل 3G).
  9. صورة سطح الأرض من العينة مع نطاق تشريح عالية الطاقة لتصور الطبقات الخلوية للشبكية العين (الشكل 3H). تطبيق قطرة من الماء المقطر على السطح العلوي للالايبوكسي فوق العينة لضمان سلاسة الحيود في واجهة الهواء الايبوكسي. استخدام الألياف "معقوفة" مصدر الضوء البصرية لإلقاء الضوء على العينة.
  10. كرر الخطوات من 3،6-3،9، في كل مرة طحن بعيدا سمك محدد مسبقا من عينة (الحد الأدنى دقيقة وقابلة للتكرار الزيادة طحن صاحب العينة هو 20 ميكرون).

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بروتوكول تثبيت انخفاض كبير مفرزة مصطنعة والتبطين للشبكية 16. وقد تحقق التوجه للعينة داخل كتلة الايبوكسي باستمرار باستخدام صفه من خطوتين عملية التضمين. يتطلب الإجراء طحن تدريجي على مستوى معتدل من البراعة اليدوية لتحقيق أفضل النتائج، ولكن تم ساعد من قبل صاحب العينة قابل للتعديل التي وفرت دفع غرامة السيطرة على القرار زيادة. في جميع الحالات (ن = 5) كانت تقع في نقطة معلمة والأرض / مصقول مع النتائج المرجوة ومتسقة. وكانت الشبكية المتاخمة للالمسامير للحل وملطخة بشكل مناسب. تلميع سطح الايبوكسي كتلة راتنج مع الصف P # 800 ورقة كربيد السيليكون كان كافيا لصورة البنية الكلية الخلوي للأنسجة المضمنة. أعلى ورقة الصف، أو الماس الطين يمكن أن تستخدم لزيادة تلميع السطح في أي عمق معين عند الرغبة في ذلك. مجهر التشريح والألياف البصرية "معقوفة" من lighتم العثور على طن مصدر لتكون مناسبة لتصوير سطح كتلة الأرض وعينة الأنسجة المضمنة. وقد تنوعت الموقف من مصدر الضوء عن طريق التجربة والخطأ للعثور على مكان وزاوية التي أعطت أفضل إضاءة والتباين من خلال المجهر. إضافة قطرة من الماء المقطر على سطح الكتلة، فوق العينة، كانت مفيدة للحد من حيود مسار الضوء و / أو تشوهات السلس في واجهة الهواء الايبوكسي. ويبين الشكل 4 مثل الصور من أنسجة الشبكية تصور المتاخمة مباشرة إلى شبكية العين التيتانيوم تك باستخدام هذه التقنية. يمكن أن ينظر إليه انفصال الشبكية غير مصطنعة وقابلة للطي على جانبي السيليكون (الشكل 4A). رمح تك مرئيا جزءا لا يتجزأ من السيليكون. رئيس تك قد توغلت شبكية العين والصلبة. هناك انفصال الشبكية غير مصطنعة في شبكية العين غير ملوثين جانبي سيليكون (الشكل 4C). وقد أظهرت هذه التقنية، في هذا المثال، ذرالبريد هو الفوضى في شبكية العين المجاور لنقطة معلمة وضغط من شبكية العين في جانب واحد بسبب زاوية الإدراج منحرف. لاحظ أن الصور المعروضة هي مجرد أمثلة على نجاح هذه التقنية، وليس ممثل تك-الضرر التشريح المرضي بشكل عام.

figure-results-1
الشكل 1. الموضع من مجموعة القطب فوق الشبكي. (A) رسم تخطيطي للعين تظهر تضخيم المقطع العرضي للالخلفي الصلبة، المشيمية والشبكية المنحطة (التي تفتقر إلى خلايا مستقبلة للضوء). ويصور مجموعة القطب باللون الأزرق، الملصقة epiretinally. (B) بمساعدة الحاسوب الرسم من مجموعة القطب فوق الشبكي. لذلك، الدارات المتكاملة ("رقاقة") وحزمة الكهربائي. ب، والتيتانيوم تك في شبكية العين. ج، الطبية الصف سيليكون الإسكان؛ د، نقطة الخروج الرصاص. لوحة والمعدلة من illustrati الأصليةعلى ما تقدم من باب المجاملة بيونيك الرؤية أستراليا وحقوق المؤلف بيت كروتش. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2. إزالة الكهربائي وتشريح العين. صورا الكلية مجموعة ديناميكية عالية من العين القطط منزوعة النواة مع تك فوق الشبكي في الموقع. (A) المشاركة التثبيت مع تثبيتي ديفيدسون للحفاظ على بنية شبكية العين 16، تم تشريح العين منزوعة النواة. تم إزالة حزمة مجموعة الكهربائي من الناقل سيليكون (متقطع مخطط مربع ويشير الموقع الأصلي من مجموعة الكهربائي) مع تك (السهم) والجسم سيليكون للزرع المتبقية. (B) تم تشريح العين مع المقطع العرضي الطولي المجاور ل مسمار(خط متقطع). تك لا تزال جزءا لا يتجزأ في الجدار الخلفي من فنجان العين (السهم)، استقرت في الغالب من قبل الصلبة. وقد أعد قسم الأنسجة التي تحتوي على معلمة لتضمين الراتنج وطحن (قطاع الأيمن)، في حين تم إعداد المقطع الذي يحتوي على شبكية العين تحت مجموعة الكهربائي إزالتها لمعالجة النسيجي معيار 16 (قطاع الأيسر). ويرد الحاكم مع الزيادات 0.5 ملم على الحافة السفلية من كل لوحة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3. الغرز الايبوكسي وطحن تك والأنسجة الشبكية. صور للالايبوكسي جزءا لا يتجزأ من وعينة الأنسجة الانحياز، والطحن، وتلطيخ والتصوير من نقطة معلمة والأنسجة الشبكية. (A) ومعاهدة الصداقة والتعاون كان جزءا لا يتجزأ ك عينة في كتلة راتنجات الايبوكسي. باستخدام القالب، كانت موجهة العينة بحيث الطائرة طولية موازية لأسفل القالب. (ب) كتلة الايبوكسي الشفاء تحتوي على عينة تك. (C) وجاءت كتلة الايبوكسي في حامل العينة طحن، وعلى استعداد لطحن (D) والموجه العينة أقسام المصورة جدا من الأنسجة الأرض تحتوي على طبقات الشبكية الخلوية والمحور الطولي للمعلمة. (E) وكانت عينة الأرض باستخدام ورقة كربيد السيليكون على طاحونة دوارة. (F) على سطح الأرض من كانت ملطخة كتلة مع الأزرق طولويدين لتحديد طبقات الشبكية. وتشطف (G) وكتلة فى ماء الصنبور لإزالة وصمة عار الزائدة. (H) وطولويدين تم تصوير طبقات الشبكية الملون الزرقاء وتك باستخدام رفيع المستوى نطاق تشريح.

إعلان / 52348 / 52348fig4highres.jpg "/>
واتخذت الشكل 4. الصور قوة عالية ومنخفضة من نقطة معلمة وشبكية العين. في نقاط مختلفة أثناء عملية الطحن الصور مع نطاق تشريح، والتي تبين المقاطع الطولية من تك (النجمة) اختراق من خلال العين والخروج الصلبة ('S' )، المجاورة سيليكون (التجزئة) وطولويدين الأزرق الملون وغير ملوثين شبكية العين ('R'). ملاحظة هذه هي سبيل المثال الصور فقط للتدليل على تقنية التصور الحالية، وليست ممثلة لجميع الزرع أو تك النتائج الإدراج الأنسجة فوق الشبكي. بقايا الأرضي من الأسلاك البلاتين واضحة في لوحات AD ('W'). (A) منخفضة الطاقة، صورة غير ملوثين من تك اختراق شبكية العين والصلبة. (B) صورة بالطاقة عالية من انفصال الشبكية وقابلة للطي في شبكية العين غير ملوثين المجاورة إلى الناقل سيليكون في صورة A. (C) منخفضة صورة السلطة في مركز رمح تك. (E) في عينة منفصلة، ​​مع عدم وجود الناقل السيليكون، ويظهر صورة بالطاقة عالية من طولويدين الزرقاء الشبكية الملون تحت مقبض تك، وعلى الفور قبل طحن رمح تك (F) طولويدين عادي الزرقاء الهندسة المعمارية الشبكية الملون (GCL: الشبكية طبقة الخلايا العقدية، INL: الطبقة النووية الداخلية، ONL: الطبقة النووية الخارجي؛ PR: خلايا مستقبلة للضوء، T: القطط البساط الشفاف). تصور باستخدام تقنية طحن نفس . الحانات النطاق في كل لوحة هي: A و C = 2 مم؛ B و D = 500 ميكرون. E = 200 ميكرون. F = 100 ميكرون.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التقنيات القياسية النسيجية غير قادرة على معالجة يزرع المعادن الصلبة في الموقع نظرا للقيود في قطع هذه الكائنات مع المعادن والزجاج أو حتى ريش الماس. في ورقتنا الرفيق 16، أظهرنا أن استخدام كلها العين تقنية تثبيت تعديل يمكن أن تقلل التبطين الشبكية مصطنعة. في المخطوطة الحالية، وهي المنشأة طحن وتلميع تقنية لتصور زراعة قوقعة تم تعديل 21-23 في الموقع لأطراف اصطناعية في شبكية العين. وتك التيتانيوم، وتستخدم لتأمين مجموعة الكهربائي لشبكية العين، epiretinally، كان جزءا لا يتجزأ من الايبوكسي جنبا إلى جنب مع أنسجة العين المحيطة بها. ثم تم الموجهة هذه الكتلة الراتنج مناسب والأرض تدريجيا / مصقول من أجل الكشف عن التشكل الأنسجة متاخم لتك المعدنية. واتخذت صورة من سطح مصقول من كتلة على أعماق مختلفة مع المجهر تشريح قوية. هذه التقنية مفيدة لل: تصور وevaluatجي استجابة الأنسجة المجاورة للزرع فوق الشبكي. لتقييم الصدمة الجراحية المرتبطة زرع الزرع. لتحديد رد الفعل البيولوجي إلى المكونات المعدنية الصلبة. وقياس المسافة بين الزرع وسطح الشبكية.

هذه التقنية سوف يكون مفيدا في دراسات السلامة المستقبلية لتصور الوضع الطبيعي في المنطقة المجاورة لنقطة معلمة في شبكية العين أو صلبة أخرى (على سبيل المثال، لامع) الكائنات في العين في. وهذا له التطبيق المباشر في تقييم السلامة قبل السريرية الأطراف الصناعية علق على شبكية العين epiretinally. قد يكون من المفيد لتقييم تلف الأنسجة في مناطق الشبكية في اتصال مع يزرع تقع في الموقع الفرعي في شبكية العين أيضا.

هناك عدة طرق للتحقق من أن قد تم تنفيذ هذه التقنية بشكل صحيح. في كل مرحلة، وشبكية العين يجب أن تظل تعلق على الطبقات الخارجية للعين. إذا كان هناك الجسيمة انفصال الشبكية مصطنعة، وهذا قد الهنديةأكلت مشكلة مع تثبيت. عندما يتم جزءا لا يتجزأ من العينة وإعادة الموجه في الراتنج النهائي منع الشبكية يجب أن تكون قريبة من متعامد مع وجه طحن من كتلة. هذا سيقلل القطع المائل. ومن المفيد للتأكد من أن عدد من الخطوات الإضافية طحن (من المعروف حجم الخطوة) المطلوبة لاجتياز كائن (مثل تك في شبكية العين) وفقا لذلك ترتبط مع أبعاد الكائن.

يمكن أن يكون الأمثل للتقنية في عدة طرق. يمكن الحد من الخدوش على سطح كتلة الايبوكسي المرتبطة بعملية طحن مع تدريجية تلميع الصف الدقيقة. لهذه الدراسة، استخدمنا 800، 1000، 1200، 2400، و 4000 ورقة كربيد السيليكون الصف. ويمكن أيضا أن تستخدم معجون الماس لتحسين الانتهاء من السطح. والانتهاء من السطح أدق يعطي صورة ذات جودة أعلى ولكن على حساب من الزمن تلميع إضافية. وهناك اعتبار آخر بالغ الأهمية لتحسين نتائج هذه التقنية هو الخيار ونوعية أوبتيخدمات العملاء والإضاءة تستخدم لالتقاط الصور. غيرها من البقع النسيجية الأساسية - وخاصة البقع نيسل، ويمكن استخدامها في مكان طولويدين الأزرق، ولكن قد تحتاج إلى مزيد من التحسين. وبعض البقع وصمة عار الراتنج وكذلك الأنسجة (على سبيل المثال، يوزين)، لذلك البولندية الضحلة قد تكون هناك حاجة بعد تلطيخ لإزالة تغيير اللون الخلفية. البقع المتخصصة، والأصباغ الفلورية وتلطيخ المناعى لم يحاول، ولكن ما لم يكن هو المطلوب نتيجة محددة جدا، والوقت اللازم لتنفيذ هذه البقع في كل مستوى طحن من المرجح أن تكون باهظة. ومع ذلك، قد يكون من الممكن وصمة عار على الأنسجة ككل قبل الخطوة تضمينها (الخطوة 3.4) 24.

القيد الرئيسي لهذا الأسلوب هو أنه بمجرد ارضيه المنطقة ذات الاهتمام بعيدا، فإنه لا يمكن استرجاع، وبالتالي، فإنه من الحكمة للقبض على العديد من (ربما زائدة عن الحاجة) الصور في مجموعة متنوعة من تكبير في كل مرحلة من طحن وتلميع. ومنأيضا من المهم أن تستخدم زيادات صغيرة لكل تعديل عمق طحن. الحد آخر من هذه التقنية هو أن من التكبير البصري وحل مقارنة مع الأنسجة التي شنت على شريحة زجاجية وعرضها مع معيار (انتقال) المجهر الضوئي. لأغراض النماذج وتقييم سلامة جهاز زرع الرواية، وتقييم المرضية الإجمالي هو من مصلحة الأولية. توفر هذه التقنية وسيلة فعالة لرصد الأضرار ذات الصلة سريريا المرتبطة تك في شبكية العين. مع الممارسة، والوقت الكلي المطلوب لجمع طحن، وتلميع وتصوير عينة معينة (مرة واحدة جزءا لا يتجزأ) مشابه للوقت الذي سيستغرقه القسم كتلة البارافين أو القسم المجمدة.

وهناك أيضا إمكانية لتقنيات الحالية إلى أن تمتد إلى التطبيقات خارج نطاق زراعة شبكية العين. يناسب هذه التقنية لتقييم الأنسجة المجاورة لزرع الصلب، حيث استخراج زرع ليس feasibسوف جنيه أو تلف الواجهة. على سبيل المثال، هذه التقنية يمكن توسيعها لتقييم يزرع مصنوعة من المعدن (على سبيل المثال، البلاتين، الننتول، الخ) التي لا يمكن قطع مع التقنيات النسيجية التقليدية، مثل بعض الدماغ العميق أو أقطاب الأعصاب الطرفية، حقنة عادية لتسليم المخدرات، الدعامات الأوعية الدموية أو الاصطناعية العظام.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه. عرفان دورمو موظف في شركة Cochlear Ltd.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nicole Vella (جامعة Macquarie) لتوفير الكواشف ؛ أليكسيا سوندر (معهد بيونيكس ؛ BI) ، ميشيل ماكفيدران (BI) ، كريس ويليامز (BI) للدعم التجريبي ؛ موظفو مركز البحوث البيولوجية في مستشفى رويال فيكتوريان للعيون والأذن (RVEEH) لرعاية. سو بيرس (RVEEH) للحصول على المشورة البيطرية. أنتوني بوركيت (Bionic Vision Australia ؛ BVA) وتمارا براون (BVA) وموظفي BVA للدعم الإداري.

تم دعم هذا البحث من قبل مجلس البحوث الأسترالي (ARC) من خلال مبادرته البحثية الخاصة (SRI) في منحة Bionic Vision Science and Technology إلى Bionic Vision Australia (BVA). يتلقى معهد Bionics دعما للبنية التحتية التشغيلية من حكومة فيكتوريا ويعترف أيضا بالدعم من Bertalli Family Trust و JT Reid Charitable Trust. لم يكن للممولين أي دور في تصميم الدراسة أو جمع البيانات وتحليلها أو قرار النشر أو إعداد المخطوطة.

مؤلفو اتحاد Bionic Vision Australia لهذه المخطوطة هم (a-z):

Penelope J. Allen و Owen Burns و Kate E. Fox و Kumaravelu Ganesan و David J. Garret و Hamish Meffin و Joel Villalobos و Jonathan Yeoh.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
AcetoneChem-SupplyAA008Propanone BHD الصف الطبي
Epo-Tek 301 تقنية الايبوكسيالايبوكسيالجزء أ 1675-54-3 الجزء ب 9046-10-0
الإيثانول 70-75٪ v / vMerck PTY LTD4.10261الكحول
الإيثانولMerck PTY LTD90143الكحول
تولويدين الأزرق OSigma-AldrichT3260
الإيثيلين ديامين حمض التتراأسيتيكسيجما ألدريتش
TegraPol آلة طحن / تلميعStruersTegraPol-25
حامل عينة AccuStopمجهر
ضوءLeicaMZ16
عدسة موضوعيةLeica2.0x Planapo موضوعي
كاميرا مجهر رقميLeicaDFC-420C
المجهر البرمجياتLeica مجموعة التطبيقات v4.1.0

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Shepherd, R. K., Shivdasani, M. N., Nayagam, D. A., Williams, C. E., Blamey, P. J. Visual prostheses for the blind. Trends Biotechnol. 31, 562-571 (2013).
  2. Santos, A., et al. Preservation of the inner retina in retinitis pigmentosa. Arch Ophthalmol. 115, 511-515 (1997).
  3. Humayun, M. S., et al. Visual perception in a blind subject with a chronic microelectronic retinal prosthesis. Vision Res. 43, 2573-2581 (2003).
  4. Roessler, G., et al. Angiographic findings folowing tack fixation of a wireless epiretinal retina implant device in blind RP patients. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 249, 1281-1286 (2011).
  5. Chow, A. Y., et al. The artificial silicon retina microchip for the treatment of vision loss from retinitis pigmentosa. Arch Ophthalmol. 122, 460-469 (2004).
  6. Zrenner, E., et al. Subretinal electronic chips allow blind patients to read letters and combine them to words. Proc Biol Sci. 278, 1489-1497 (2011).
  7. Fujikado, T., et al. Testing of semichronically implanted retinal prosthesis by suprachoroidal-transretinal stimulation in patients with retinitis pigmentosa. Invest Ophthalmol Vis Sci. 52, 4726-4733 (2011).
  8. Saunders, A. L., et al. Development of a surgical procedure for implantation of a prototype suprachoroidal retinal prosthesis. Clin Experiment Ophthalmol. , (2013).
  9. Lee, S. W., et al. Development of microelectrode arrays for artificial retinal implants using liquid crystal polymers. Invest Ophthalmol Vis Sci. 50, 5859-5866 (2009).
  10. Sakaguchi, H., et al. Transretinal electrical stimulation with a suprachoroidal multichannel electrode in rabbit eyes. Jpn J Ophthalmol. 48, 256-261 (2004).
  11. Majji, A. B., et al. Long-term histological and electrophysiological results of an inactive epiretinal electrode array implantation in dogs. Invest Ophthalmol Vis Sci. 40, 2073-2081 (1999).
  12. Walter, P., et al. Successful long-term implantation of electrically inactive epiretinal microelectrode arrays in rabbits. Retina. 19, 546-552 (1999).
  13. Ray, A., Chan, L., Thomas, B., Weiland, J. D. Effects of prolonged stimulation at the electrode-retina interface. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 1, 1285-1287 (2006).
  14. Colodetti, L., et al. Pathology of damaging electrical stimulation in the retina. Experimental eye research. 85, 23-33 (2007).
  15. Nayagam, D. A. X., et al. Chronic Electrical Stimulation with a Suprachoroidal Retinal Prosthesis: A Preclinical Safety and Efficacy Study. PLoS One. 9, e97182(2014).
  16. Nayagam, D. A. X., et al. Techniques for Processing Eyes Implanted With a Retinal Prosthesis for Localized Histopathological Analysis. Journal of visualized experiments : JoVE. , e50411(2013).
  17. Laube, T., et al. Development of surgical techniques for implantation of a wireless intraocular epiretinal retina implant in Gottingen minipigs. Graefe's Archive For Clinical And Experimental Ophthalmology = Albrecht von Graefes Archiv fur klinische und experimentelle Ophthalmologie. 250, 51-59 (2012).
  18. Gerding, H., et al. Successful long-term evaluation of intraocular titanium tacks for the mechanical stabilization of posterior segment ocular implants. Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 32, 903-912 (2001).
  19. Seo, J. -M., et al. Silicon retinal tack for the epiretinal fixation of the polyimide electrode array. Current Applied Physics. 6, 649-653 (2006).
  20. Hadjinicolaou, A. E., et al. Electrical stimulation of retinal ganglion cells with diamond and the development of an all diamond retinal prosthesis. Biomaterials. 33, 5812-5820 (2012).
  21. Briggs, R. J., et al. Comparison of round window and cochleostomy approaches with a prototype hearing preservation electrode. Audiol Neurootol. 11, Suppl 1. 42-48 (2006).
  22. Shepherd, R., et al. An improved cochlear implant electrode array for use in experimental studies. Hear Res. 277, 20-27 (2011).
  23. Tykocinski, M., et al. Comparison of electrode position in the human cochlea using various perimodiolar electrode arrays. Am J Otol. 21, 205-211 (2000).
  24. Hardie, N. A., MacDonald, G., Rubel, E. W. A new method for imaging and 3D reconstruction of mammalian cochlea by fluorescent confocal microscopy. Brain Res. 1000, 200-210 (2004).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Retinal ProsthesisEpiretinal ImplantMetal TackEpoxy Resin EmbeddingTissue DehydrationProgressive GrindingToluidine Blue StainingHigh Power Dissection MicroscopeCross Sectional ImagingOcular Tissue Analysis

Related Articles