여기에서는 금속 망막 점착 및 망막 보철물에 직접 인접한 안구 조직을 시각화하기 위한 조직학적 기술에 대해 설명합니다.
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여기에서는 금속 망막 점착 및 망막 보철물에 직접 인접한 안구 조직을 시각화하기 위한 조직학적 기술에 대해 설명합니다.
망막 보철물은 현재 시장에 출시되고 있는 상용 장치와 함께 전 세계의 임상 시험에서 주목을 받고 있습니다. 이러한 장치의 안전성을 평가하기 위해서는 전임상 연구에서 신뢰할 수 있는 기술이 필요합니다. 그러나 일부 망막 임플란트에 사용되는 경질 금속 성분은 특히 주변 조직의 섬세한 특성을 고려할 때 전통적인 조직학적 과정과 호환되지 않습니다. 여기에서는 금속 압정으로 망막에 고정한 망막 임플란트에 바로 인접한 눈의 건강을 평가하는 기술에 대해 설명합니다.
망막 보철물은 눈 조직과 접촉하는 전극 배열을 특징으로 합니다. 이식에 가장 일반적으로 사용되는 위치는 망막외단 위치(눈의 후방)로, 여기서 임플란트는 눈의 모든 층을 관통하는 금속 압정으로 망막에 고정됩니다. 이전 방법은 전통적인 조직학적 기술이 금속 물체를 절단할 수 없었기 때문에 압정으로 근위 안구 조직을 평가할 수 없었습니다. 결과적으로, 압정 삽입으로 인한 국소 손상이 있는 경우 이를 평가하기가 어려웠습니다.
따라서 우리는 망막 압정과 임플란트 주변의 조직을 시각화하는 기술을 개발했습니다. 우리는 눈의 부드럽고 섬세한 조직을 위해 인공와우 주변의 단단한 뼈 조직을 처리하고 시각화하는 데 사용되는 확립된 기술을 수정했습니다. 우리는 샘플의 구조를 안정화하고 보호하기 위해 임플란트와 망막 압정을 포함한 고정된 안구 조직을 에폭시 수지에 배치하고 내장했습니다. 그런 다음 내장된 샘플을 분쇄하고, 연마하고, 염색하고, 샘플을 통해 증분 깊이에서 다양한 배율로 이미지화했습니다. 이 기술을 통해 금속 압정에 인접한 안구 조직 무결성 및 세포 구조에 대한 신뢰할 수 있는 평가를 수행할 수 있었습니다.
색소 성 망막염 (RP)는 신경 활동으로, 광자의 형태로, 광 열 변환 할 책임이 망막의 최 외층에있는 광 수용체 세포의 광범위한 손실을 일으키는 유전 질환이다. 중요한 것은, RP 환자는 일반적으로 여전히 작동 그들의 망막의 다른 층에 잔류 신경 세포가있다. 망막 보철물 시각적 통로 1,2- 활성화와 전기 자극이 신경 세포 생존을 대상으로 환자에게 어떤 시각을 복원 할 수있다. 임상 시험에서 지각 결과는 초기 결과를 약속 보여 최근 일부 장치는 상업적 목적으로 승인되었습니다. subretinally 5, 6 및 suprachoroidally 7,8 epiretinally 3,4 : 현재 세 가지 주요 해부학 임상 망막 보철이 배치되어있는 위치가있다. 다른 장치는 다른 재료를 활용하여 자신의 양식은 사용자 정의됩니다그들은 주입되는 위치. 하지만, 그들 모두는 전기 펄스와 망막 뉴런의 잔류를 활성화하여 시각적 지각 표상을 만든다.
어떤 의료 보철물 때문에 초기 배치의 영향이나 기계적 이후 지속적인 힘 주변 조직 손상시킬 수있는 가능성이있다. 망막 이식 보철물 같은 자극의 경우에서, 전기 파라미터는 안전 한계 내에 있어야 추가적인 고려 사항이있다. 환자의 안전이 가장 중요하므로 장치는 엄격하게 임상은 9-15 설정에 진출하기 전에 임상 연구에서 테스트해야합니다. 우리 컴패니언 글에서는 맥락막 상강 공간 (16) 내에 위치 임플란트 주변의 눈 국소 조직 병리학을 평가하기위한 방법을 설명했다. 본 논문에서는 (FE를 임상에서 epiretinally 망막 식은 전극 어레이를 둘러싸는 눈 조직 시각화 기법을 서술라인) 모델 (그림 1).
망막 위치는 시각적 보철물을 찾기위한 가장 일반적으로 이용되는 위치이다. 여기에 위치한 전극 어레이는 전형적으로 17-20 눈의 모든 층을 관통하는 금속 압정 망막에 부착된다. 앞서 본 원고에 기재된 기술로, 정확하게 망막 즉시 압정을 둘러싼 다른 조직을 평가하기 어려웠다. 중성 포르말린을 사용하여 표준 눈을 고정으로 인해 택의 고정 점에 대한 망막과 공막의 차동 운동에 인공적인 망막 손상의 결과. 따라서 택 및 망막 배열로 인해 발생한 실제 손해를 정확하게 관찰 할 수 없습니다. 금속 물체가 용이하게 기존의 조직 학적 장치로 절단 할 수 없으므로 또한, 눈 조직 절편 것은 시츄 망막 압정 수행 될 수 없었다; 조직 학적 처리도되기 전에 택을 제거이것은 또한 인공적인 망막 손상에지도로 바람직하지 않은.
본 연구의 목적은 두 가지였다 : 택 및 망막 임플란트 배열로 인한 손상이 안정적으로 평가 될 수 있도록 1) 망막 박리의 유물을 줄이기 위해; 2) 삭제하지 않고 압정에 인접한 망막 구조를 시각화. 인공적 망막 박리를 감소시키고, (컴패니언 제 16의 설명 참조) 한 목적을 달성하기 위해, 새로운 고정술들이 이용 하였다. 이 목적을 달성하기 위해, 우리는 연삭, 원래 인공 와우 전극 21-23 원위치 관찰에 대한 기술 개발을, 연마, 임베딩 변성. 인공적 망막 손상을 최소화하고, 따라서 망막 택 및 배열로 인한 잠재적 인 손상의 정확한 평가를 허용하면서,이 원고에 기재된 방법은 반응계 내에서 가용 접 주변 망막의 가시화를 허용 인접.
참고 : 모든 절차가 로얄 빅토리아 눈과 귀 병원의 동물 연구 윤리위원회에 의해 승인되었다 (RVEEH AEC # 10-199AB). 대상은 국민 건강과 (2013)과 "동물 학대 방지법"의학 연구위원회 (Medical Research Council)의 "관리 및 과학적인 목적을위한 동물의 사용을위한 연습의 호주 코드"에 따라 처리 된 (및 개정 1986). 모든 외과 적, 전기 생리 학적 및 임상 평가 절차는 마취 하에서 수행하고, 모든 노력이 고통을 최소화 하였다.
1. 핵의 제거 및 고정
참고 : 존재하는 경우, 장치 케이블 또는 유리체 절제술 포트 주위에 추가 돌보는은 관련 원고 (16)에 자세히 설명 탈핵 및 고정 절차를 따르십시오. 간단히 말해서,이 포함됩니다 :
2. 전극 제거 및 해부.
주 : 모든 망막 임플란트는 동일한 폼 팩터를 가질 것이지만, 일반적으로 전극 어레이 및 유연성 순응성 담체 물질의 일부 형태가있을 것이다. 망막 식은되는 장치는 금속 압정 함께 이러한 유지 어레이 및 눈의 뒷면을 관통하는 구멍을 점착 기능.
3. 탈수, 임베드, 설치, 연삭, 염색, 및 이미징
정착 프로토콜은 실질적으로 인공적 망막 박리 (16)의 박리를 저감. 에폭시 블록 내의 시험편의 방향은 두 단계로 설명 매립 공정을 이용하여 지속적으로 유지시켰다. 증분 연마 과정은 최적의 결과를 달성하기 위해 손재주의 중간 수준을 요구하지만, 증가 해상도 미세 제어를 제공하는 조정 시험편 홀더의 도움을했다. 모든 경우에 (N = 5) 점착성이있는 분쇄 하였다 / 바람직하고 일관된 결과로 연마. 침에 인접한 망막은 확인할 수 있었다 적절 스테인드. 등급 P # 800의 탄화 규소 종이 에폭시 수지 블록의 표면을 연마하는 것은 매립 조직 세포 거대 영상에 충분 하였다. 높은 등급의 종이, 또는 다이아몬드 슬러리를 원하는 경우, 상기 임의의 주어진 깊이로 표면을 연마하는 데 사용될 수있다. 해부 현미경과 광학 섬유 '거위'LIGHt 소스는 접지 블록과 내장 조직 샘플의 표면을 이미징하기에 적합한 것으로 밝혀졌다. 광원의 위치는 현미경을 통해 최상의 조명 및 콘트라스트를 준 위치 및 각도를 찾기 위해 시행 착오에 의해 변화시켰다. 블록의 표면에 증류수 방울을 추가 샘플 위에 에폭시 공기 계면에서의 광로 회절 및 / 또는 매끄러운 왜곡을 감소시키기에 유용 하였다. 도표 4는 티탄 망막에 바로 인접 시각화 망막 조직의 예시적인 이미지를 도시 이 기술을 사용 압정. 비 인공적인 망막 박리 및 폴딩 실리콘 (그림 4A)의 양쪽에 볼 수 있습니다. 압정 샤프트는 실리콘에 포함 보이고, 압정의 머리는 망막과 공막에 침투하고있다. 실리콘 (도 4C)의 흠 망막 양쪽에서 인공적인 비 - 망막 박리가있다. 이 기술은 거기는,이 경우에, 그 보여 주었다E 인해 비스듬한 각도로 삽입 일측 망막 택 및 압축에 인접 망막 무질서하다. 제공되는 이미지는 단순히 기술이 아니라 일반적으로 점착성이 손상 조직 병리학 대표의 성공의 그림 유의하십시오.

망막의 전극 배열도 1 요구함. (A) 뒤쪽 공막, 맥락막 및 망막 변성 (감광체 결여)의 확대 단면도를 눈의 개략도. 전극 배열. epiretinally 부착, 파란색으로 묘사 망막 전극 배열의 (B) 컴퓨터 지원 - 도면이다. , 집적 회로 ( '칩') 및 전극 패키지; B, 티타늄 망막 압정; C, 의료용 실리콘 하우징; D, 납 종료 지점. 패널은 원래, 일러스트에서 수정슈퍼맨 비전 호주, 저작권 베스 크로체의 제공 의례에. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2. 전극 제거 및 눈의 해부. 현장에서 망막 압정 탈핵 고양이 눈의 높은 동적 범위 매크로 사진. (A) 데이비슨의 정착과 포스트 고정 망막 구조 (16) 보존하기 위해 탈핵 눈 해부했다. 전극 어레이 패키지는 실리콘 캐리어로부터 제거하고 나머지 임플란트 압정 (화살표)과 실리콘 바디와 (점선 사각형 윤곽 전극 어레이의 원래 위치를 나타낸다). (B)의 눈은 인접한 종단면으로 해부했다 압정(점선). 압정이 아이 컵 (화살표)의 후벽에 포함 된 상태로 유지, 공막에 의해 주로 안정화. 제거 된 전극 어레이 아래를 함유하는 망막 부 표준 조직학 처리부 (16) (왼쪽 부분)를 위해 준비하는 동안 압정을 함유하는 조직 절편은, 수지 매립하고 연마 (우측 부분)에 대해 제조 하였다. 0.5 mm 단위와 눈금자가 각 패널의 하단에 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3. 에폭시 매립 및 택 망막 조직의 연삭. 내장 된 에폭시의 사진 정렬 조직 샘플, 연삭, 염색 및 택 망막 조직의 영상. (A) 전술 k 개의 샘플을 에폭시 수지에 매립 블록 하였다. 금형을 사용하여, 시료 길이 평면 몰드의 저면에 평행하도록 배향되었다. 연마 용 (B)는 압정 형 샘플을 함유 경화 에폭시 블록. (C) 에폭시 블록 연삭 시험편 홀더에 장착시키고, 준비 . (D) 샘플은 1 조직이므로 이미지화 섹션 망막 세포층과 점착성의 종축을 포함 배향 하였다. (E) 샘플을 회전식 분쇄기 탄화 규소 용지를 사용하여 접지했다. (F)를지면의 블록은 망막 층을 식별 할 수 톨루이딘 블루로 염색했다. (G) 블록이 초과 얼룩을 제거하기 위해 수돗물에 헹구었다. (H) 푸른 스테인드 망막 층과 점성이 높은 전원이 공급되는 해부 범위를 사용하여 몇 군데 있었다 톨루이딘.
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택과 망막의 그림 4. 높은 및 낮은 전력 이미지. 여러 지점에서 연삭 가공 이미지 동안은 압정 (별표)의 종단면 ( 'S'공막을 눈 관통과 종료를 보여주는 해부 범위에서 측정 한 것 ), 실리콘 (해시) 및 스테인드 톨루이딘 블루와 흠없는 망막 ( 'R')를 인접. 이러한 예 이미지 만 본 시각화 기술을 보여주기 위해, 그리고 모든 망막 임플란트 또는 압정 삽입 조직 학적 결과를 대표하지 않습니다. 백금 배선의 접지 잔재 패널 AD에 ( 'W') 볼 수 있습니다. (A) 낮은 전력, 망막과 공막을 관통 택의 흠없는 이미지. (B) 망막 박리의 높은 전원이 공급되는 이미지와 흠없는 망막 인접한에게 폴딩 압정 형 샤프트의 중심에서 이미지 A. (C) 저전력 이미지 실리콘 캐리어. (E)의 압정의 중심의 고성능 이미지, 아니 실리콘 캐리어, 택 칼자루 아래 톨루이딘 블루 스테인드 망막의 높은 전원이 공급되는 이미지가 직전에 도시된다 . 압정 축 (F) 일반 톨루이딘 블루 염색 망막 구조를 연삭 (GCL : 망막 신경절 세포 층; INL : 내부 핵 층; ONL : 외부 핵 층; PR : 감광체; T : 고양이 휘판)는 같은 연마 기술을 사용하여 시각 . 각 패널의 스케일 바는 다음과 같습니다 A와 C = 2mm; B 및 D = 500 μm의; E = 200 μm의; F 100 μm의 =.
표준 조직 학적 기법으로 인해 금속, 유리 또는 다이아몬드 블레이드 이러한 개체를 절단의 제한 현장에서 하드 금속 임플란트를 처리 할 수 없습니다. 우리 컴패니언 용지 (16)에서는 개질 전체 눈 고정술의 사용은 인공적 망막 박리를 낮출 수있는 것으로 나타났다. 현재 원고에서, 연삭 설립 및 현장에서 21 ~ 23 망막 보철에 대한 수정 된 인공 와우 이식을 시각화 기술을 연마. 망막에 전극 배열을 확보하는 데 사용되는 티타늄 압정은, epiretinally, 주변의 눈 조직과 함께 에폭시에 포함되었다. 이 수지 블록이어서 금속 압정에 바로 인접 조직 형태를 공개하기 위해 적절히 방향이 점진적 접지 / 연마 하였다. 다양한 깊이에서 블록의 광택 표면의 이미지는 강력한 해부 현미경으로 촬영되었다. 비쥬얼과 evaluat :이 기술은 유용하다망막 임플란트에 인접한 조직 반응을 보내고; 임플란트의 이식과 관련된 수술 외상을 평가하는 단계; 경질 금속 성분에 생물학적 반응을 결정하는 단계; 임플란트 및 망막의 표면 사이의 거리를 측정한다.
이 기술은 눈의 망막 또는 다른 하드 압정 (예, 금속) 개체에 인접한 영역의 동일계 시각화에 대한 미래의 안전성 시험에서 유용 할 것이다. 이 epiretinally 망막에 압정으로 고정 보철물의 전임상 안전성 평가에 직접 응용 프로그램을 가지고있다. 또한 서브 망막 위치에 임플란트 접촉 영역에서 망막 조직 손상을 평가하기에 유용 할 수있다.
기술이 제대로 수행되었는지 확인하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 각 단계에서, 망막은 눈의 외부 층에 부착 된 상태로 유지한다. 총 인공적 망막 박리가 발생했을 경우는 인도어 수도고정에 문제를 먹었다. 샘플 및 매립 블록의 연삭면 직교에 가까워 야 망막을 차단 최종 수지에 다시 지향 경우; 이 경사 절단을 최소화 할 수 있습니다. 그것은 (예 : 망막 압정으로) 객체를 통과하는 데 필요한 (공지의 스텝 사이즈) 증분 연삭 단계 번호가 개체의 크기와 상관 따라서 확인하는 것이 유용하다.
이 기술은 여러 방식으로 최적화 될 수있다. 연삭 공정과 관련된 에폭시 블록의 표면에 미세한 흠집이 점진적으로 연마 급 감소 될 수있다. 본 연구를 위해, 우리는 800, 1000, 1200, 2400 및 4000 등급 실리콘 카바이드 종이를 사용했다. 다이아몬드 페이스트는 표면 마무리를 향상시키기 위해 사용될 수있다. 미세한 표면이 더 높은 품질의 이미지를 제공하지만 추가 연마 시간의 비용. 이 기술의 결과를 개선하기위한 또 다른 중요한 고려 사항은 OPTI의 선택과 품질CS 및 조명 이미지 캡처에 사용. 기타 기본적인 조직학 얼룩 - 특히 얼룩 Nissl, 톨루이딘 블루 대신에 사용될 수 있지만, 더 최적화를 필요로 할 수있다. 일부 얼룩이 수지뿐만 아니라 조직 (예, 에오신), 따라서 얕은 광택제 배경 변색을 제거하는 염색 후에 요구 될 수 얼룩 것이다. 전문 얼룩, 형광 염료 및 면역 조직 화학 염색은 시도되지되었지만 매우 특정한 결과가 요구되지 않는 한, 각각의 연삭 단계에서 이러한 얼룩을 수행하는 데 필요한 시간은 금지 될 가능성이있다. 그러나, 매립 단계 (단계 3.4) (24) 전에 전체 조직을 염색하는 것이 가능할 수있다.
이 기술의 주요 제한은 따라서, 연삭 및 연마의 각 단계에서의 배율 다양한에서 많은 (아마도 중복) 이미지를 캡처하기 위해 신중한, 관심 영역이 얻어 접지되면,이를 검색 할 수 없다는 것이다. 그것은이다또한 중요한 각 연삭 깊이 조정을 위해 작은 단위를 사용합니다. 이 기술의 다른 제한은 그 조직 유리 슬라이드 상에 장착되고 표준 (송신) 광학 현미경으로 볼에 비해 광학 해상도의 배율. 프로토 타입 및 신규 한 임플란트 장치의 안전성을 측정하기위한 목적으로, 병리학 적 평가는 주요 관심사이다. 이 기술은 망막 점착성과 관련된 임상 적 손상을 관찰하기위한 효율적인 방법을 제공한다. 실제로, 갈기, 폴란드어를 수집하고 (한 번 포함) 지정된 표본을 촬영하는 데 필요한 전체 시간으로이 섹션에 파라핀 블록 또는 동결 절편을 걸리는 시간 비교입니다.
망막 임플란트의 범위 밖의 애플리케이션으로 확장 될 수있는 본 기술에 대한 가능성이있다. 이 기법은 주입 추출 feasib없는 하드 임플란트에 인접한 조직을 평가하기에 적합제작 또는 인터페이스에 손상을 것입니다. 예를 들어,이 기술은 약물 전달을위한 일부 깊은 뇌 또는 말초 신경 전극, 캐 뉼러로 종래의 조직 학적 기법을 절단 할 수없는 금속 (예, 백금, 니티놀, 등)에서 만든 임플란트를 평가하기 위해 확장 될 수있는, 혈관 스텐트 또는 정형 외과 보철.
저자는 공개할 것이 없습니다. Irfan Durmo는 Cochlear Ltd.의 직원입니다.
Nicole Vella (Macquarie University); Alexia Saunder(Bionics Institute; BI), Michelle McPhedran (BI), Chris Williams (BI)는 실험 지원; 동물 치료를 위한 RVEEH(Royal Victorian Eye and Ear Hospital) 생물학 연구 센터 직원; 수의학 조언에 대한 Sue Pierce (RVEEH); 앤서니 버키트(Anthony Burkitt) (Bionic Vision Australia; BVA), Tamara Brawn(BVA) 및 BVA 직원에게 관리 지원을 제공합니다.
이 연구는 호주 연구 위원회(Australian Research Council, ARC)의 지원을 받아 Bionic Vision Australia(BVA)에 대한 Bionic Vision Science and Technology 보조금의 SRI(Special Research Initiative)를 받았습니다. Bionics Institute는 빅토리아 주정부로부터 운영 인프라 지원을 받고 있으며 Bertalli Family Trust 및 J T Reid Charitable Trust의 지원도 인정합니다. 자금 제공자는 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 준비에 아무런 역할도 하지 않았습니다.
이 원고의 Bionic Vision Australia Consortia 저자는 (a-z)입니다.
페넬로페 J. 알렌, 오웬 번스, 케이트 E. 폭스, 쿠마라벨루 가네산, 데이비드 J. 가렛, 해미시 메핀, 조엘 빌라로보스, 조나단 여.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Acetone | Chem-Supply | AA008 | Propanone BHD 의료용 |
| Epo-Tek 301 에폭시 | 에폭시 기술 | 파트 A 1675-54-3 파트 B 9046-10-0 | |
| 에탄올 70-75% v/v | Merck PTY LTD | 4.10261 | 알코올 |
| 에탄올 | Merck PTY LTD | 90143 | 알코올 |
| 톨루이딘 블루 O | 시그마-알드리치 | T3260 | |
| 에틸렌디아민 테트라아세트산 | Sigma-Aldrich | ||
| TegraPol 연삭/연마기 | Struers | TegraPol-25 | |
| AccuStop 표본 홀더 | Struers | Accustop | |
| 광 현미경 | Leica | MZ16 | |
| 대물 렌즈 | Leica | 2.0x Planapo 대물 | |
| 디지털 현미경 카메라 | Leica | DFC-420C | |
| 현미경 소프트웨어 | Leica | 애플리케이션 제품군 v4.1.0 |
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