オープングローブの目の怪我は、農村部や軍事関連のシナリオで数日間治療を受けず、失明を引き起こします。治療は視力の損失を最小限に抑えるために必要とされる。ここでは、臓器文化のオープングローブ傷害モデルについて詳しく説明します。このモデルを用いて、これらの傷害を安定させる潜在的な治療は適切に評価することができる。
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オープングローブの目の怪我は、農村部や軍事関連のシナリオで数日間治療を受けず、失明を引き起こします。治療は視力の損失を最小限に抑えるために必要とされる。ここでは、臓器文化のオープングローブ傷害モデルについて詳しく説明します。このモデルを用いて、これらの傷害を安定させる潜在的な治療は適切に評価することができる。
オープングローブの怪我は視力の結果が悪く、しばしば視力が永久的に失われます。これは、農村部の環境における傷害と医療介入と、眼科ケアが容易に利用できない軍事医療アプリケーションとの間の延長遅延によるものです。未治療の傷害は、眼が水密シールを失った後に感染しやすいだけでなく、眼内低血圧による組織の生存率の喪失である。開いた地球の傷害を一時的に封止する治療薬は、適切に発達すれば、眼内圧を回復し、適切な眼科ケアが可能になるまで感染を防ぐことができるかもしれない。製品開発を容易にするために、ここで詳述される、損傷後の少なくとも72時間の治療性能を追跡するための前セグメント臓器培養オープングローブ傷害プラットフォームの使用である。豚前セグメント組織は、カスタム設計の臓器培養皿で維持され、生理学的眼圧で保持することができる。穿刺傷害は、軍関連の傷害サイズと同様に、直径4.5mmまでの損傷サイズを発生させることができる空気動力システムで作成することができます。眼内圧の喪失は、損傷後72時間で観察され、眼の水密シールの適切な傷害誘導および喪失を確認する。治療性能は、傷害誘導後の眼への適用によって追跡され、その後、複数の日の眼圧を追跡することができる。また、前部損傷モデルは、透明性の評価、眼力学、角膜上皮の健康、組織の生存率などの前部系統生理学を機能的および生物学的に追跡するために広く使用されている方法に適用可能である。全体として、ここで説明する方法は、眼科ケアが容易に利用できないときに一時的に開いた地球の傷害を密封するための生体材料治療薬の開発に向けた必要な次のステップである。
オープングローブ(OG)傷害は、治療を受けていないか、または少なくとも傷害後に安定した視力の永久的な損失をもたらす可能性があります 1.しかし、農村部や軍事シナリオの戦場など、眼科介入へのアクセスが容易に利用できない遠隔地では、遅延が蔓延しています。治療が容易に利用できない場合、現在の治療基準は、医療介入が可能になるまで、硬質シールドで目を保護することです。軍事医療では、この遅延は現在24時間までですが、空気の避難が不可能な都市環境での戦闘活動では、今後72時間まで増加すると予想される2,3,4。これらの遅延は、眼科介入へのアクセスが制限されている農村部の遠隔地の民間アプリケーションではさらに長くなる可能性があります5,6.未治療のOG傷害は、眼の水密シールが損なわれることによる感染および眼圧(IOP)の喪失に対して非常に脆弱である7,8。IOPの喪失は組織の生存率に影響を与える可能性があり、傷害と治療の間の遅延が長すぎる場合に視力を回復させる可能性は低い医療介入を行う 9.
眼科の専門家に到達するまでのOG傷害をシールするための容易に適用可能な治療薬の開発を可能にするために、ベンチトップOG傷害モデルは、以前に開発された10、11。このモデルでは、IOPが圧力トランスデューサによって捕捉されている間、豚の目全体に高速傷害が生じた。治療は、OG傷害部位12をシールする能力を評価するために適用することができる。しかし、このモデルはブタの目全体を使用するので、患者が専門ケアに達するまで治療部位を安定させなければならない72時間の可能なウィンドウ全体で長期的なパフォーマンスを追跡する方法を持たない即時治療性能を評価することができます。その結果、前セグメント臓器培養(ASOC)OG傷害モデルが開発され、長期治療性能13を追跡するためのプラットフォームとして本プロトコルに詳述された。
ASOCは、角膜などの前部セグメントの血管組織を維持するために広く用いられている技術であり、複数週の後核化14、15、16、17である。前部セグメントは、生理学的流量で流体を浸透させ、骨膜メッシュワーク流出領域を保存することによって生理学的IOP下で維持され、IOPを調節する組織を、ASOCセットアップ18、19中に行う。ASOCプラットフォームは、組織を生理学的に維持し、空気圧駆動装置を用いてOG傷害を誘発し、治療を適用し、傷害後少なくとも72時間の損傷安定化を追跡する。
ここでは、このプロトコルは ASOC プラットフォームを使用するためのステップ バイ ステップの方法論を提供します。まず、ASOC プラットフォームのセットアップ方法と製造方法について説明します。次に、プロトコルは、前部セグメントを無菌的に解剖し、骨膜メッシュワークを維持し、続いてカスタムメイドの臓器培養皿に前部セグメント組織を設定する方法を詳述する。その後、オープングローブ傷害を作成し、傷害の直後に治療を適用する方法を詳述する。最後に、このプロトコルは、眼の機能的、機械的、生物学的特性を評価し、損傷がどの程度安定しているかを評価するこの方法で使用できる特性評価パラメータの概要を提供します。全体的に見て、このモデルは、開いた地球の損傷を安定させ、治療するための製品開発を加速し、傷害後の視力の悪い予後を改善するために非常に必要なプラットフォームを提供する。
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このプロトコルを実行する前に、研究や訓練で動物を使用するための法的および倫理的要件があることに注意してください。生きた動物が眼組織の供給源として使用される場合は、始める前に、地元の倫理または法的機関(IACUCまたは倫理委員会など)の承認を求めてください。動物の使用承認を得る際に何か質問がある場合は、続行しないでください。我々は以前に、生後死後24時間以内に得られた新鮮なブタの目が生体内生理学に最も近く、これらの研究(動物技術、タイラー、TX、米国)10、13に比べて良好であると判断し、報告した。このプロトコル全体で生きている動物は使用されなかったが、組織ベンダーを使用して24時間以内に組織を得た。
注意:組織到着前に、臓器培養皿(補足プロトコル1)、クランプリング(補足プロトコル1)、皿スタンド(補足プロトコル1)、圧力トランスデューサデータコレクション設定(補足プロトコル2)、および空気圧穿刺プラットフォーム(補足プロトコル3)を製造する。食器、道具、消耗品を殺菌し、作業領域を準備します。彼らは通常、結合、余分な軌道組織が取り付けられているように、目に大きな解剖を行うために非無菌領域を持つことは有用です。開いたクリーンな作業面でこれらの最初のステップを実行し、その後、マイクロ解剖のためにBSC IIキャビネットに無菌で目を移します(キャビネット#1)。最適に、マイクロ解剖のために利用されるBSC IIキャビネットは、空気の流れを最小限に抑え、ワークスペースを最大化するために皿アセンブリBSC IIキャビネット(キャビネット#2)から分離されています。マイクロ解剖キャビネットを解剖顕微鏡で設置し、作業面(キャビネットから突き出たカメラや接眼部品)を視覚化する方法を設定します。
1. 滅菌ステップ、消耗品(詳細については、資料表を参照)、およびセットアップ
2. 組織の解剖
3. 臓器培養皿の前セグメントの設定
4. 前セグメント臓器培養の開始
5. ASOCの日々のメンテナンス
6. 空気圧穿刺装置によるOG傷害誘導
メモ:空気圧穿刺装置の構築は 補足プロトコル3で詳述されています。OG傷害は、IOPが安定した後に誘発され、これは通常培養で3日後に起こる。許容可能なIOP値は、生理学的IOPに基づく5〜20mmHgであり、 これは補足プロトコル2で説明されているように、IOPデータファイルを評価するか、圧力測定システムでLEDインジケータを設定することによって決定することができる。
7. カルチャからの ASOC の削除
注: エンドポイント分析に応じて(可能なエンドポイント方法については 、代表的な結果 を参照)、ASはASOCディッシュに膨張したままにする必要があり、他の方法では培養チャンバから分離されたAS組織が必要です。以下の方法論は、臓器培養皿からASを取り出し、セットアップの残りの部分を削除する方法を説明します。
8. IOP データ分析
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光学コヘレンス断層撮影(OCT)を介して撮影された画像は、OG傷害目のために示され、成功した傷害誘導がどのように見えるかを説明します。 図3 は、損傷直後および72時間後にAS組織を負傷させたコントロールおよびOGの画像を示す。2 つのビュー:損傷部位を通る断面画像とトップダウン最大強度投影(MIP)を表示して、画像の表面積を視覚化します。コントロール目は角膜に顕著な破壊を示さないが、OG傷害後に角膜全体を横切る明確な傷害を見つけることができる。MIPからは、怪我の形や大きさが不規則であるが、傷害サイズは72時間にわたって減少することは明らかである。以前は、この効果は、13をテストした多くの傷害サイズに対して有意であることが示されている。
このプロトコルで説明されているOG傷害モデルの主なデータ出力は、実験のセットアップの過程で眼圧です。データは、キャリブレーション(補足プロトコル4)を介してmmHgに変換することができる各圧力トランスデュー...
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ASOC OG傷害プラットフォームには、方法論を使用する際に成功する可能性を高めるために強調すべき重要なステップがあります。まず、前部セグメントの解剖の間、骨膜メッシュワークを維持することは不可欠ですが、正しく行うことは困難です。もしTMが破壊された場合、眼は生理学的圧力を維持せず、実験的使用の適格性基準を満たさない。適切な解剖が得られるまで、追加の無菌技術の課題を導入するのではなく、まず通常の条件下で解剖プロセスを実践することをお勧めします。第二に、ASOCの皿に目を入れるとき、彼らは流体が漏れるのを防ぐのに十分にタイトですが、ASOC皿に損傷を与えないように十分に緩んでいることが不可欠です。眼がしっかりと固定されていないと、非生理学的手段を通じて眼から液体が漏れ出し、IOPがほとんどまたはまったくない。しかし、目を下に止めるクランプリングはプラスチック製で、締め付け過ぎれば簡単に折れる可能性があります。リングの下の強膜組織が最初の24時間の間に組織を圧迫し、緩めるので、2日間にわたって目を締め付ける必要があります。1日目に締め付けに対する抵抗が感じられるまでリングを締め、培養で24時間後に同様のレベルに再締め付けして、最良の結果を得...
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著者らは競合する利益を宣言しない。この記事で述べられています見解は著者のものであり、アメリカ陸軍医療部、陸軍省、国防総省、または米国政府の公式の方針や立場を反映していません。
この資料は、一時的な角膜修復取得プログラム(米国陸軍医療マテリエル開発庁)との機関間協定(#19-1006-IM)を通じて米国国防総省が支援する作業に基づいています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 10-32ポリカーボネートストレートプラグ、オスネジ付きパイプコネクタ | McMaster-Carr | 51525K431 | |
| 10-32ソケットキャップネジ、½" | McMaster-Carr | 92196A269 | |
| 10 mL シリンジ | BD | 302995 | |
| 20 mL シリンジ | BD | 302830 | |
| Anti-Anti | Gibco | 15240-096 | |
| ボールエンド L キー | McMaster-Carr | 5020A25 | |
| Betadine | Fisher Scientific | NC1696484 | |
| BD イントラメディック PE 160 チューブ | フィッシャー サイエンティフィ | 14-170-12E | |
| 綿棒 | ピューリタン | 25-8061WC | |
| DMEM メディア | ATCC | 30-2002 | |
| FBS | ATCC | 30-2020 | |
| 細かい鉗子 | ワールド プレシジョン | 15914 | |
| ガーゼ | Covidien | 8044 | |
| Gentamicin | Gibco | 15710-064 | |
| Glutamax | Gibco | 35050-061 | |
| 高温シリコーン O リング、幅 2 mm、内径 4 mm | McMaster-Carr | 5233T47 | |
| 大型鉗子 | ワールド精密機器 | 500365 | |
| 大型手術用ハサミ | ワールド精密機器 | 503261 | |
| 中歯鉗子 | ワールド プレシジョン器具 | 501217 | |
| ネイル(穿刺物) | McMaster-Carr | 97808A503 | |
| ナイロンシリンジフィルター | Fisher | 09-719C | |
| PBS | Gibco | 10010-023 | |
| ペトリ皿 (100 mm) | Fisher | FB0875713 | |
| ポリカーボネート、三方、オス付き活栓 ルアー ロック | フィッシャー | NC9593742 | |
| カミソリ刃 | フィ | ッシャー12-640 | |
| ステンレス鋼18 G 90度 アングルディスペンシングニードル | McMaster-Carr | 75165A81 | |
| ステンレス鋼 18 G ストレート ½'’分注針 | McMaster-Carr | 75165A675 | |
| 付き滅菌 100 mL ビーカー | VWR | 15704-092 | |
| バンナス はさみ | ワールド精密機器 | WP5070 |
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