Simulation de la mécanique de la lentille hébergement via une civière objectif manuel

Résumé

Nous présentons une méthode efficace d’étudier le logement de lentille à l’aide d’une civière objectif manuel. Le protocole imite hébergement physiologique en tirant les zonules connecté autour de la capsule du cristallin, par conséquent, qui s’étend de la lentille.

Résumé

L’objectif de ce protocole consiste à mimer la biomécanique de l’habitation physiologique de façon rentable et pratique. Hébergement est obtenu par la contraction du corps ciliaire et de la relaxation des fibres de la zonule, qui se traduit par l’épaississement de la lentille nécessaire pour vision de près. Nous présentons ici un roman, une méthode simple qui hébergement est répliqué par tenseur des zonules reliés à la capsule du cristallin par une civière objectif manuel (MLS). Cette méthode permet une comparaison des lentilles, ce qui peuvent s’étirer, à lentilles non-accommodant, qui ne peuvent être étirés et surveille l’étirement radiales atteint par une lentille lorsqu’ils sont soumis à une force cohérente. Ce qui est important, les couples civière aux zonules directement et non à la sclérotique de le œil, seulement nécessitant ainsi l’objectif, zonules et le corps ciliaire plutôt que l’échantillon de l’ensemble du globe. Cette différence peut diminuer considérablement le coût d’acquisition des lentilles de cadavre de donateurs d’environ 62 % par rapport à l’acquisition d’une planète entière.

Introduction

L’hébergement est le processus par lequel le œil humain est capable de s’adapter dynamiquement la forme de son cristallin pour voir des objets à des distances loin ou proches, mise au point nette. L’hébergement est un processus intrinsèquement biomécanique. Lors de la stimulation neurale, les muscles ciliaires produisent une force sur le corps ciliaire et les fibres de la zonule qui s’attachent à la circonférence de la lentille capsule^1,2. Bien qu’il existe différentes théories derrière la biomécanique de l’habitation, la plus largement acceptée est l’hypothèse de Helmholtz. Selon l’hypothèse, la lentille est à l’état naturel tendu, correspondant à la forme mince de la lentille qui est optimale pour la mise au point des objets éloignés. Pour modifier focus d’objets proches, contractent les muscles ciliaires et les fibres zonulaires sont assouplies. À son tour, la lentille s’épaissit, augmentant les courbures surfaces antérieures et postérieures. Cela correspond à une augmentation de puissance dioptrique qui est nécessaire pour la vision, par conséquent, une plus courte focale¹de près.

La capacité d’accueillir est compromise au fil du temps via une condition nommée la presbytie. Touchant tout le monde, 50 ans, la presbytie fait le œil incapable de modifier dynamiquement le focus à partir loin pour fermer la distance³. Pour lutter contre la presbytie, les méthodes actuelles sont passifs, y compris les lunettes à double foyer et verres correcteurs. Tout en augmentant sa capacité de se concentrer sur des objets proches à quelques plans, ces traitements passifs impossible de restaurer la capacité de focus dynamique de l’objectif^4,5. Afin de traiter efficacement la presbytie ou éventuellement l’empêcher, il y a un besoin permanent de mieux comprendre le logement.

Afin d’étudier les hébergements de la lentille, un certain nombre de dispositifs ont été développé pour simuler le phénomène ex vivo^4,6,7,8,9. Disques de rotation ont été introduits pour surveiller l’étirement de l’objectif intermédiaire de forces centrifuges⁸. Pour reproduire plus fidèlement le phénomène objectif étirement périphériques ont été progressivement introduits et innovés. Utilisant une civière de lentille, Manns et al. caractérise la force nécessaire pour accommoder la lentille tout en corrélant ces à la puissance de la lentille et le diamètre équatorial⁹. Notre compréhension actuelle est que la lentille se raidit avec l’âge, entraînant une variation réduite en forme de lentille en réponse à une force égale, du corps ciliaire^3,10,11,12.

Cours lentille civières souvent impliquent une configuration complexe, mise en œuvre des produits électroniques et programmables taux d’étirements et exige le cadavre entier globe oculaire^6,7,10,13. Cette exigence augmente le coût par expérience à plus de $500.00 par oeil et diminue la disponibilité de l’échantillon. Nous présentons ici une méthode pour répliquer lentille Hébergement à faible coût, comme le œil postérieure s’élève à environ 200,00 $. Certain temps moins sophistiqués que les nombreux dispositifs utilisés aujourd'hui, la technique est beaucoup plus rentable et adoptables sans compromettre les résultats. Cette méthode est centrée autour d’une civière objectif manuel (MLS), représentée à la Figure 1et utilise un système de serrage unique sur les fibres zonulaires et une méthode de torsion radiale pour élargir le diamètre de la lentille. La précision physiologique du protocole est validée par les conclusions de Bernal et al., qui a étudié la voie par laquelle les fibres zonulaires antérieures et postérieures sont connectés à la capsule objectif¹⁴. À l’aide de la conception des chaussures personnalisées qui ne nécessitent que la lentille, zonule et corps ciliaire, visait à étudier la biomécanique de la lentille en répliquant hébergement physiologique.

Protocole

Les protocoles suivants sont acceptés sous animalier institutionnel de l’Université du Maryland et Comité d’urbanisme ainsi que l’Institutional Review Board. Les protocoles de suivent les normes fédérales, nationales et locales, et les lignes directrices énoncées par la politique de l’Université du Maryland sur la biosécurité.

1. la dissection de l’échantillon de l’oeil

1. Obtenir un échantillon de le œil de banque locale d’abattoir ou d’un tissu. Si un globe de l’oeil entier est obtenu, extraire immédiatement la lentille, zonules ci-joint et vitreux.
   Remarque : Les détails spécifiques décrites ci-dessous se rapportent aux yeux porcins et humains.
   1. À l’aide de pinces et ciseaux chirurgicaux désinfectés, coupez et enlevez tous les excès de tissu qui entoure la sclère.
   2. Fermement tenir le œil sur le côté et, à l’aide d’une lame de rasoir, faire une petite incision le long du côté de l’oeil de 3 mm de la cornée. Faire la coupe assez profondément d’avoir atteint le corps vitré à l’intérieur de le œil.
   3. À l’aide de ciseaux, découpez soigneusement le long de l’incision sur le pourtour de l’oeil. Éviter la perforation de la lentille. Une image représentative est montrée dans la Figure 2A.
   4. Une fois la circonférence extérieure de le œil a été coupée, enlever le tissu postérieur de l’oeil avec une pincette. Isoler la lentille, zonules, corps ciliary et le corps vitré attaché avec une pince. Une image représentative est illustrée à la Figure 2B.
   5. Grâce aux ciseaux et pinces, retirer excès vitré donc la lentille peut étaler à plat sur le MLS.
      Remarque : En cas de greffe de cornée, le bouton de la cornée est utilisé en chirurgie et le reste du globe est disponible à des fins de recherche. Toutefois, ce globe partiel peut toujours servir dans la préparation du tissu de la configuration de civière de lentille. Si seulement la partie postérieure est obtenue, seulement effectuer étape 1.1.4–1.1.5.
2. Désinfecter tous les appareils après la dissection dans Javel 15 % pendant 30 min.

2. première Assemblée de la civière objectif manuel

1. Insérez le fond de chaussure de 10 mm et le dessus de chaussure correspondante dans la plaque de fond de la MLS donc il reste un écart de 5 mm entre la paroi arrière du tiret chaussure et de la chaussure elle-même.
2. Aligner les plaques supérieure et inférieure, claquer les plaques ensemble ; l’appareil est maintenant en position non étirée.
3. Insérez les plaques dans le cas de la plaque et la vis de butée dans le trou situé sur le côté de la plaque de fond.
4. Insérez le cas de la plaque dans la base et placez la clé dans les tirets alignés.
5. Tournez la clé dans le sens horaire jusqu'à ce qu’il atteigne la vis d’arrêt pour les chaussures sur les contrats et tourner en arrière dans le sens anti-horaire pour retourner les chaussures dans sa position initiale sans étirement.

3. montage de la lentille

1. Insérer le fond de chaussure de 10 mm dans la plaque de fond dans la MLS afin que 5 mm de l’écart entre reste la paroi arrière de la tiret de chaussure et de la chaussure elle-même.
2. Avec une pincette courbée, placez la lentille extrait face au milieu de la plaque de fond afin que les chaussures sont prenant en charge la lentille sur le trou central.
3. S’enclenchent le haut correspondant des chaussures, détourage seulement les zonules et le corps vitré. Visuellement, s’assurer que l’objectif reste que centré que possible sur la plaque de fond.
4. Répétez les étapes 2,3 à 2,4.

4. mesure de l’objectif

1. Placer un système d’imagerie directement au-dessus de l’appareil afin de capturer des vidéos et des photos du processus d’étirage. N’oubliez pas d’inclure une règle dans le cadre de l’image avec précision des images taille et échelle en post-traitement.
   Remarque : Tout système d’imagerie approprié est suffisant pour cette étape ; ici, nous utilisons un 12 mégapixels, autofocus, smartphone un pied sur l’échantillon.
2. Fermement mais doucement, tourner la clé dans le sens horaire pour étirer la lentille. La figure 3 montre les images représentatives à l’état non étiré et tendu.
3. Après avoir photographié la lentille étirée, tourner la clé dans le sens anti-horaire pour restaurer l’échantillon à son état de repos.
   Remarque : Il est impératif que la mesure de la lentille est réalisée en temps opportun afin de minimiser la déshydratation de la lentille.
4. La photo clairement l’état de repos final de la lentille.

5. analyse

1. Télécharger l’image vers ImageJ et utiliser la fonctionnalité « point » pour sélectionner au moins 40 points sur la circonférence de la lentille comme le montre la Figure 4A. Utilisez l’option de « Mesurer » → « Analyser » pour donner l’emplacement de chaque point sélectionné.
2. Points de lissage (à l’aide de logiciel par exemple MATLAB) l’emplacement afin de produire un rayon et Khi-deux de la fit, comme illustré à la Figure 4B. Convertir le rayon de pixels et l’erreur dans les paramètres à l’aide de la règle photographiée.
3. Effectuer deux queues test t jumelé à comparer un objectif individuel avant et après l’étirement de la MLS.

Résultats

Yeux porcins, un échantillon commun pour l’étude de la presbytie par la lentille qui s’étend de^4,15, ont été obtenus, (n = 10) d’un abattoir local et le présent protocole a été utilisé pour observer la capacité d’hébergement des lentilles. Figure 5 A montre la comparaison de la lentille porcine avant et après l’étirement par l’intermédiaire de la MLS. Il y avait une augmentation moyen...

Discussion

Nous avons mis au point une nouvelle méthode pour fournir une manière précise et efficace d’étudier la capacité d’hébergement de la lentille en utilisant un mécanisme de serrage double-morceau de coupler la civière à l’échantillon. Au cours de l’hébergement, la lentille se détend, et le diamètre diminue à la suite d’une relaxation des fibres zonulaires^1,2,4,19. La méthode met l’accent sur ce ph...

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Brancard d’objectif manuel	Bioniko	MLS	Différentes espèces animales nécessiteront différentes tailles de chaussures
Échantillons d’yeux porcins	George G. Ruppersberger ; abattoir	N/A	Des globes oculaires entiers ont été obtenus
Échantillons d’œil humain	L’Échange national de recherche sur les maladies	N/A	Des poteaux postérieurs sans cornées ont été commandés
Ciseaux de dissection (5 1/2'' Droit)	Microsopie électronique Sciences	72960
Pince à tissus (4 1/2'')	Microsopie électronique Sciences	72960
iPhone 6s	Apple	N/A	Tout système d’imagerie avec une résolution de ~0,1 mm fonctionnera
Hypochorite de sodium	Clorox	Clorox Regular-Bleach	N’importe quel désinfectant fonctionnera