Name: Opracowanie platformy ocznej in vitro do badania soczewek kontaktowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 28 s
Description: Poznaj metodę oceny soczewek kontaktowych za pomocą modelu oka in vitro symulującego fizjologiczny płyn łzowy, przepływ i mechaniczne zużycie. To proste i ekonomiczne rozwiązanie pozwala testować różne urządzenia okulistyczne.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy pragną podziękować naszemu źródłu finansowania, NSERC 20/20 Network for the Development of Advanced Ophthalmic Materials.

Wszystkie eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie ze wszystkimi odpowiednimi wytycznymi określonymi przez komisję etyczną ds. badań na zwierzętach Uniwersytetu Waterloo. Oczy bydlęce są hojnie darowane z lokalnej rzeźni.
1. Model oka
<ol>
	<li>Projektowanie i produkcja form13
	<ol>
		<li>Zaprojektuj modele oczu zgodnie ze średnimi wymiarami fizjologicznymi oczu dorosłego człowieka. 13</li>
		<li>Pozostaw odstęp 250 μm między gałką oczną a częściami powieki modelu oka. Zaprojektuj odpowiednie formy za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD).</li>
		<li>Utwórz nowy plik .cad lub .sldprt za pomocą AutoCAD lub Solidworks. Twórz modele 3D ludzkiej gałki ocznej/powieki. Utwórz formy modeli i zapisz je jako pliki .stl.</li>
		<li>Importuj pliki .stl do oprogramowania drukarki 3D (np. makeware for replicator2). Określ parametry wydruku (lokalizacja, rzadkość, skala, orientacja, gładkość itp.)13.</li>
		<li>Zapisz plik jako plik G-code do odczytu przez drukarki 3D. Wybierz materiały, takie jak PLA (kwas polimlekowy), ABS (akrylonitryl-butadien-styren), PC (poliwęglan) lub ich kombinacja, aby wydrukować formy13.</li>
		<li>Zainstaluj żądany filament z wybranego materiału. Zaimportuj plik G-code do drukarki 3D, aby go odczytać. Wydrukuj formę. 
		UWAGA: Alternatywnie, wyprodukuj formy do oczu za pomocą maszyny sterowanej numerycznie (CNC), jeśli pożądana jest gładsza powierzchnia na modelu oka. W przypadku produkcji form CNC materiały do form nie ograniczają się już do tworzyw termicznych, ale obejmują metal, ceramikę i polimery odporne chemicznie, takie jak politetrafluoroetylen.</li>
		<li>Otwórz interfejs oprogramowania CNC, który jest podłączony do wiertła do cięcia. Zbuduj formy 3D zgodnie z widokami z przodu, z góry, z boku i perspektywy wcześniej skonstruowanych form modelu gałki ocznej/powieki w interfejsie oprogramowania sterującego. Dobierz odpowiednie parametry do obróbki (wielkość wiertła, materiał podłoża, grubość materiału) i przystąp do cięcia formy.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Synteza okularów z wykorzystaniem PDMS
	<ol>
		<li>Za pomocą strzykawki odmierz 10 ml objętości zasady PDMS (polidimetylosiloksanu) i wlej ją do probówki wirówkowej o pojemności 15-50 ml. Dodać 10% w/v roztworu elastomeru w całkowitej masie PDMS. Za pomocą mieszadła dobrze wymieszaj roztwory.</li>
		<li>Wlej roztwór PDMS do formy gałki ocznej i powiek. Pozwól, aby PDMS osiadł w RT O/N (lub przez co najmniej 12 godzin), aby rozpocząć polimeryzację i umożliwić rozpuszczenie pęcherzyków z polimeru. 
		UWAGA: Upewnij się, że w PDMS nie pozostały żadne bąbelki, które mogłyby się unieść lub rozszerzyć.</li>
		<li>Następnie włóż formy do piekarnika o temperaturze 75 °C (167 °F) na 1 godzinę lub 150 °C (302 °F) na 5 minut. Aby uzyskać bardziej miękki żel, pozostaw PDMS w temperaturze pokojowej przez co najmniej 48 godzin, aby całkowicie spolimeryzować.</li>
		<li>Umieść próbki w zamrażarce na kilka minut, co zmniejszy PDMS i uprości wyjmowanie próbek z form. Wyjmij okulary z form za pomocą cienkiej szpatułki.</li>
		<li>W celu dostarczenia roztworu do przestrzeni między gałką oczną a częściami powieki, połącz rurkę z politetrafluoroetylenu 1/16" x 1/8" ze złączką rurki łącznika o równych nogach 1/16" i przymocuj ją do części powieki w otworze rurki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Synteza gałki ocznej z użyciem agarozy 
	UWAGA: Element gałki ocznej może być syntetyzowany przy użyciu innych polimerów, takich jak agaroza. Poniższa procedura może być również zmodyfikowana w celu wytworzenia okularów z różnych rodzajów agaru, takich jak PDA (agar z dekstrozą ziemniaczaną) lub SDA (agar z dekstrozą sabourauda).
	<ol>
		<li>Aby uzyskać 2% (2 g/100 ml) żelu, odmierz 2 g agarozy i wymieszaj ze 100 ml ultraczystej wody. Doprowadzić roztwór do wrzenia (100 ºC) tak, aby agaroza całkowicie się rozpuściła. Pozostaw roztwór do ostygnięcia przez 5 minut.</li>
		<li>Wlej roztwór do formy gałki ocznej i pozwól roztworowi ostygnąć przez 30 minut w temperaturze pokojowej. Usuń kawałki gałki ocznej za pomocą szpatułki. Przechowuj agar z gałką oczną w zamrażarce o temperaturze -20 °C do późniejszego wykorzystania. W przypadku badań mikrobiologicznych należy wysterylizować formy gałek ocznych za pomocą autoklawowania i/lub promieniowania UV.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Włączenie rogówki bydlęcej do gałki ocznej PDMS 
	UWAGA: Ten protokół został zaadaptowany z Parekh et al.14
	<ol>
		<li>Przeprowadzić preparację i wbudowanie rogówki bydlęcej w sterylnych warunkach pod okapem z przepływem laminarnym. Zdobądź oczy i wypreparuj je tego samego dnia.</li>
		<li>Przed użyciem włącz okap przepływowy na 10 minut i zdezynfekuj 70% alkoholem etanolowym. Upewnij się, że wszystkie materiały i narzędzia są sterylne przez autoklawowanie w temperaturze 273 °F/133 °C przez 45 minut i umieszczone nie mniej niż 4 cale od wejścia do okapu przepływowego.</li>
		<li>Zanurzyć oko bydlęce w zlewce zawierającej rozcieńczony roztwór jodu powidonu na 2 minuty. Przepłukać oko w zlewce zawierającej sól fizjologiczną buforowaną fosforanami (PBS) pH 7,4. Za pomocą kleszczy delikatnie połóż oko na szklanej szalce Petriego, rogówką do góry.</li>
		<li>Usuń nadmiar tkanki mięśniowej i tłuszczowej, przecinając punkty przyczepu twardówki nożyczkami do preparowania. Nadmiar tkanki należy wyrzucić do sterylnej zlewki przeznaczonej na odpady zwierzęce.</li>
		<li>Za pomocą mikronożyczek usuń spojówkę z oka. Owiń oko sterylną gazą, zachowując odległość co najmniej 1 cm od rąbka.</li>
		<li>Za pomocą skalpela naciąć twardówkę około 2 mm od okolicy rąbka i powierzchownie, aby uniknąć penetracji leżącego poniżej naczyniówki i ciała szklistego. Ostrożnie przedłuż nacięcie o 360° za pomocą skalpela lub nożyczek preparacyjnych, nie deformując rogówki z jej naturalnej krzywizny.</li>
		<li>Za pomocą cienkich kleszczyków usuń rogówkę z oka. Za pomocą kleszczy ostrożnie usuń przylegającą tkankę błony naczyniowej oka i przepłucz rogówkę PBS.</li>
		<li>Przechowuj rogówkę w temperaturze 31ºC w sterylnym pojemniku z pożywką hodowlaną (taką jak pożywka 199) zawierającą 3% płodowej surowicy bydlęcej w celu utrzymania wilgotności tkanek i odżywienia komórek.</li>
		<li>Przed eksperymentem oprzyj wyciętą rogówkę na gałce ocznej PDMS i zaciśnij obie części razem za pomocą specjalistycznego klipsa.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Platforma Blink
<ol>
	<li>Projekt i produkcja platformy Blink 
	UWAGA: Platforma mrugania składa się z trzech funkcjonalnych części: modelu oka (opisanego w rozdziale 1), systemu przekładni i systemu elektronicznego.
	<ol>
		<li>Zaprojektuj i wyprodukuj platformę blink przy użyciu CAD i druku 3D, podobnie jak opisano dla modelu oka (sekcja 1.1). Zaprojektuj układ przekładni w taki sposób, aby przekładał prosty obrót silników na ruchy boczne i obrotowe okularów. 15</li>
		<li>Za pomocą zębnika i mechanizmu przekładni przekształć ruch obrotowy silnika krokowego na ruch boczny zębnika, który jest połączony z częściami powieki.</li>
		<li>Korzystając z sprzężonego układu przekładni, wzmocnij jeden ruch obrotowy z silnika krokowego na trzy (lub więcej) ruchy obrotowe dla trzech różnych części gałki ocznej.</li>
		<li>Wyrównaj dwa systemy kół zębatych, jeden dla powieki i jeden dla gałki ocznej, tak aby odległość między nimi była stała. Zmontuj układ elektroniczny z mikrokontrolerem, osłoną silnika i dwoma silnikami. 
		UWAGA: Użyj dwóch silników krokowych, aby zapewnić silniki obrotowe, które są przekształcane przez układ przekładni w ruch mrugania.</li>
		<li>Połącz dwa silniki krokowe z układem składającym się z osłony silnika umieszczonej na mikrokontrolerze. Podłącz i skonfiguruj komponenty elektroniczne do pracy z oprogramowaniem typu open source.</li>
		<li>Zaprogramuj system tak, aby kontrolował parametry silnika, takie jak liczba obrotów na minutę (RPM), liczba obrotów do przodu, liczba obrotów do tyłu i styl skręcania. 
		UWAGA: Szczegółowe informacje można znaleźć w dodatkowym "Pliku kodu Arduino".</li>
		<li>Pobierz oprogramowanie systemowe ze strony producenta.</li>
		<li>Zainstaluj oprogramowanie i otwórz je. Napisz kod, aby sterować silnikami krokowymi w żądanej konfiguracji. Podłącz system do źródła zasilania układu elektronicznego tak, aby silniki poruszały się w żądany sposób, zgodnie z definicją badacza. 
		UWAGA: Zapoznaj się z dodatkowym "Plik kodu Arduino".</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Montaż za pomocą mikrofluidyki (roztwór sztucznej łzy)
	<ol>
		<li>Weź zsyntetyzowane kawałki gałki ocznej i powieki i wsuń je na odpowiednie klipsy dla modelu oka. Połączyć rurkę połączoną ze strzykawką i umieszczoną na pompie mikroprzepływowej z końcówką powiekową (sekcja 1.2.5). Przetestuj uruchomienie platformy i sprawdź, czy ruch jest spójny.</li>
		<li>Zagruntować rurkę i sprawdzić, czy płyn do sztucznej łzy (ATS) jest stały. Przepis na ATS został już wcześniej zgłoszony. 16</li>
		<li>Ręcznie przesuń części modelu oka razem na płaszczyznę poziomą, tak aby gałka oczna i powieka stykały się. Ustaw natężenie przepływu pompy mikroprzepływowej na żądane wartości. Ustawić fizjologiczne natężenie przepływu na 1-1,5 μl/min.17</li>
		<li>Uruchom pompę i siłowniki, aby rozpocząć eksperyment. W przypadku eksperymentów z podawaniem leku umieść soczewkę kontaktową zawierającą lek na gałce ocznej.</li>
		<li>Pozwól, aby przepływający płyn spłynął do 12-dołkowej płytki. W żądanych ustalonych odstępach czasu należy określić ilościowo stężenie analitu lub leku przy użyciu popularnych metod wykrywania, takich jak spektroskopia UV-Vis lub fluorescencja. 1,4,18</li>
		<li>W przypadku badań oceniających osadzanie się składników łez na soczewkach kontaktowych, należy umieścić soczewkę kontaktową na części "gałki ocznej". Zbierz przepływający płyn, który można wyrzucić.</li>
		<li>Po upływie żądanych odstępów czasu wyjmij soczewkę kontaktową z gałki ocznej i przygotuj soczewkę do dalszej analizy, takiej jak mikroskopia konfokalna.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Phan, C. M., Subbaraman, L. N., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+drug+release+of+natamycin+from+beta-cyclodextrin+and+2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin-functionalized+contact+lens+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomater+Sci+Polym+Ed%22%5BJournal%5D)">In vitro drug release of natamycin from beta-cyclodextrin and 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin-functionalized contact lens materials.</a> J Biomater Sci Polym Ed. 25, 1907-1919 (2014).</li>
<li>Peng, C. C., Kim, J., Chauhan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended+delivery+of+hydrophilic+drugs+from+silicone-hydrogel+contact+lenses+containing+vitamin+E+diffusion+barriers%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Extended delivery of hydrophilic drugs from silicone-hydrogel contact lenses containing vitamin E diffusion barriers.</a> Biomaterials. 31, 4032-4047 (2010).</li>
<li>Hui, A., Willcox, M., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+novel+ciprofloxacin-releasing+silicone+hydrogel+contact+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo evaluation of novel ciprofloxacin-releasing silicone hydrogel contact lenses.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 55, 4896-4904 (2014).</li>
<li>Boone, A., Hui, A., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uptake+and+release+of+dexamethasone+phosphate+from+silicone+hydrogel+and+group+I%2C+II%2C+and+IV+hydrogel+contact+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Eye+Contact+Lens%22%5BJournal%5D)">Uptake and release of dexamethasone phosphate from silicone hydrogel and group I, II, and IV hydrogel contact lenses.</a> Eye Contact Lens. 35, 260-267 (2009).</li>
<li>Lorentz, H., Heynen, M., Trieu, D., Hagedorn, S. J., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+tear+film+components+on+in+vitro+lipid+uptake%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">The impact of tear film components on in vitro lipid uptake.</a> Optom Vis Sci. 89, 856-867 (2012).</li>
<li>Hall, B., Phan, C. M., Subbaraman, L., Jones, L. W., Forrest, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+versus+in+situ+techniques+for+measuring+surface-adsorbed+lysozyme%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Extraction versus in situ techniques for measuring surface-adsorbed lysozyme.</a> Optom Vis Sci. 91, 1062-1070 (2014).</li>
<li>Mishima, S., Gasset, A., Klyce, S. D., Baum, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+tear+volume+and+tear+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Determination of tear volume and tear flow.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 5, 264-276 (1966).</li>
<li>Nichols, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+TFOS+international+workshop+on+contact+lens+discomfort%3A+executive+summary%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">The TFOS international workshop on contact lens discomfort: executive summary.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 54, 7-13 (2013).</li>
<li>Peng, C. C., Burke, M. T., Carbia, B. E., Plummer, C., Chauhan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended+drug+delivery+by+contact+lenses+for+glaucoma+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Extended drug delivery by contact lenses for glaucoma therapy.</a> J Control Release. 162, 152-158 (2012).</li>
<li>Faschinger, C., Mossbock, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+24+h+monitoring+of+changes+in+intraocular+pressure+with+the+wireless+contact+lens+sensor+Triggerfish.+First+results+in+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Der+Ophthalmologe+%3A+Zeitschrift+der+Deutschen+Ophthalmologischen+Gesellschaft%22%5BJournal%5D)">Continuous 24 h monitoring of changes in intraocular pressure with the wireless contact lens sensor Triggerfish. First results in patients.</a> Der Ophthalmologe : Zeitschrift der Deutschen Ophthalmologischen Gesellschaft. 107, 918-922 (2010).</li>
<li>Shaw, A. J., Davis, B. A., Collins, M. J., Carney, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+technique+to+measure+eyelid+pressure+using+piezoresistive+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+transactions+on+bio-medical+engineering%22%5BJournal%5D)">A technique to measure eyelid pressure using piezoresistive sensors.</a> IEEE transactions on bio-medical engineering. 56, 2512-2517 (2009).</li>
<li>Liao, Y. T., Yao, H. F., Lingley, A., Parviz, B., Otis, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+3-mu+W+CMOS+glucose+sensor+for+wireless+contact-lens+tear+glucose+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Ieee+J+Solid-St+Circ%22%5BJournal%5D)">A 3-mu W CMOS glucose sensor for wireless contact-lens tear glucose monitoring.</a> Ieee J Solid-St Circ. 47, 335-344 (2012).</li>
<li>Coster, D. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCoster%2C+DJ+%22Cornea%22">Cornea</a>. , John Wiley & Sons. Wiley-Blackwell (Imprint) John Wiley & Sons (2002).</li>
<li>Parekh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simplified+technique+for+in+situ+excision+of+cornea+and+evisceration+of+retinal+tissue+from+human+ocular+globe%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">A simplified technique for in situ excision of cornea and evisceration of retinal tissue from human ocular globe.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , e3765(2012).</li>
<li>Gear and pinion. US patent. , US2279216A (1942).</li>
<li>Lorentz, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact+lens+physical+properties+and+lipid+deposition+in+a+novel+characterized+artificial+tear+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+vision%22%5BJournal%5D)">Contact lens physical properties and lipid deposition in a novel characterized artificial tear solution.</a> Molecular vision. 17, 3392-3405 (2011).</li>
<li>Furukawa, R. E., Polse, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+tear+flow+accompanying+aging%5BTitle%5D)+AND+%22American+journal+of+optometry+and+physiological+optics%22%5BJournal%5D)">Changes in tear flow accompanying aging.</a> American journal of optometry and physiological optics. 55, 69-74 (1978).</li>
<li>Bajgrowicz, M., Phan, C. M., Subbaraman, L., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+of+ciprofloxacin+and+moxifloxacin+from+daily+disposable+contact+lenses+from+an+in+vitro+eye+model%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Release of ciprofloxacin and moxifloxacin from daily disposable contact lenses from an in vitro eye model.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. , (2015).</li>
<li>Luensmann, D., Zhang, F., Subbaraman, L., Sheardown, H., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Localization+of+lysozyme+sorption+to+conventional+and+silicone+hydrogel+contact+lenses+using+confocal+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Current+eye+research%22%5BJournal%5D)">Localization of lysozyme sorption to conventional and silicone hydrogel contact lenses using confocal microscopy.</a> Current eye research. 34, 683-697 (2009).</li>
<li>Tieppo, A., Pate, K. M., Byrne, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+controlled+release+of+an+anti-inflammatory+from+daily+disposable+therapeutic+contact+lenses+under+physiological+ocular+tear+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Biopharm%22%5BJournal%5D)">In vitro controlled release of an anti-inflammatory from daily disposable therapeutic contact lenses under physiological ocular tear flow.</a> Eur J Pharm Biopharm. 81, 170-177 (2012).</li>
<li>Ali, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zero-order+therapeutic+release+from+imprinted+hydrogel+contact+lenses+within+in+vitro+physiological+ocular+tear+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Zero-order therapeutic release from imprinted hydrogel contact lenses within in vitro physiological ocular tear flow.</a> J Control Release. 124, 154-162 (2007).</li>
<li>White, C. J., McBride, M. K., Pate, K. M., Tieppo, A., Byrne, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extended+release+of+high+molecular+weight+hydroxypropyl+methylcellulose+from+molecularly+imprinted%2C+extended+wear+silicone+hydrogel+contact+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Extended release of high molecular weight hydroxypropyl methylcellulose from molecularly imprinted, extended wear silicone hydrogel contact lenses.</a> Biomaterials. 32, 5698-5705 (2011).</li>
<li>Kaczmarek, J. C., Tieppo, A., White, C. J., Byrne, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adjusting+biomaterial+composition+to+achieve+controlled+multiple-day+release+of+dexamethasone+from+an+extended-wear+silicone+hydrogel+contact+lens%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomater+Sci+Polym+Ed%22%5BJournal%5D)">Adjusting biomaterial composition to achieve controlled multiple-day release of dexamethasone from an extended-wear silicone hydrogel contact lens.</a> J Biomater Sci Polym Ed. 25, 88-100 (2014).</li>
<li>Mohammadi, S., Postnikoff, C., Wright, A. M., Gorbet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+development+of+an+in+vitro+tear+replenishment+system%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Design and development of an in vitro tear replenishment system.</a> Ann Biomed Eng. 42, 1923-1931 (2014).</li>
<li>Lorentz, H., Heynen, M., Khan, W., Trieu, D., Jones, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+intermittent+air+exposure+on+lipid+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">The impact of intermittent air exposure on lipid deposition.</a> Optom Vis Sci. 89, 1574-1581 (2012).</li>
<li>Peng, C. C., Fajardo, N. P., Razunguzwa, T., Radke, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+spoilation+of+silicone-hydrogel+soft+contact+lenses+in+a+model-blink+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">In vitro spoilation of silicone-hydrogel soft contact lenses in a model-blink cell.</a> Optom Vis Sci. 92, 768-780 (2015).</li>
<li>Liu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolution+studies+of+poorly+soluble+drug+nanosuspensions+in+non-sink+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22AAPS+PharmSciTech%22%5BJournal%5D)">Dissolution studies of poorly soluble drug nanosuspensions in non-sink conditions.</a> AAPS PharmSciTech. 14, 748-756 (2013).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W protokole znajdują się trzy kluczowe etapy, które wymagają szczególnej uwagi: projektowanie i produkcja form (sekcja 1.1), montaż platformy (sekcja 2.2.1-2.2.3) oraz monitorowanie przebiegu eksperymentalnego (sekcja 2.2.4-2.2.7). Jeśli chodzi o projektowanie i produkcję form (sekcja 1.1), część gałki ocznej powinna być zaprojektowana zgodnie z wymiarami ludzkiej rogówki. Może to jednak wymagać wielu prototypów formy, zanim będzie można stworzyć element gałki ocznej, który idealnie pasuje do komercyjnych soczewek kontak...

Dwa istotne obszary zainteresowania w dziedzinie soczewek kontaktowych (CL) obejmują dyskomfort i rozwój nowych zastosowań CL. Wyjaśnienie mechanizmów leżących u podstaw dyskomfortu CL jest kwestią, która od dziesięcioleci umyka tej dziedzinie.8 Rozwój nowatorskich, funkcjonalnych CL, takich jak urządzenia do podawania leków1,3,9 i bioczujniki,10-12 jest obszarem rosnącego zainteresowania i ma znaczny potencjał rynkowy. W obu przypadkach zaawansowany model in vitro dostarczyłby istotnych informacji, które pomogłyby w doborze odpowiednich materiałów soczewek lub cech konstrukcyjnych w fazie rozwoju. Niestety, obecne modele in vitro do oceny CL i innych zastosowań związanych z oczami są stosunkowo prymitywne i niewyrafinowane. Tradycyjnie, badania in vitro CL oceniające odkładanie się filmu łzowego lub podawanie leku są wykonywane w statycznych fiolkach o dużej objętości zawierających ustaloną objętość płynu, która znacznie przekracza ilości fizjologiczne. Co więcej, w tym prostym modelu brakuje naturalnego przepływu łez i odruchu mrugania, które są czynnikami definiującymi środowisko oka.
Opracowanie wyrafinowanego, fizjologicznie istotnego "modelu" oka będzie wymagało multidyscyplinarnego podejścia i będzie wymagało znacznej walidacji in vivo. Z tych powodów podstawowe ramy dla naszego modelu oka in vitro są bardzo wszechstronne, dzięki czemu model może być stale ulepszany poprzez przyszłe ulepszenia i modulacje. Do tej pory model jest w stanie symulować objętość łez, przepływ łez, zużycie mechaniczne i ekspozycję na powietrze. Celem jest stworzenie modelu in vitro, który dostarczy miarodajnych wyników, który będzie predykcyjny i uzupełniający obserwacje in vivo i ex vivo.

<table><tbody><tr><td>Arduino Uno R3 (Atmega328 - zmontowany)</td><td>Adafruit</td><td>50</td><td></td></tr><tr><td>Płyta Silnik krokowy</td><td>Adafruit</td><td>324</td><td>Silnik i osłona silnika</td></tr><tr><td>Łącznik równonożny 1,6 mm 1/16"</td><td>VWR</td><td>CA11009-280</td><td>50 sztuk łącznika rurowego</td></tr><tr><td>Rurka PT/SIL 1/16"x1/8"</td><td>VWR</td><td>16211-316</td><td>Walizka 50 stóp</td></tr><tr><td>PDMS</td><td>Dow Corning</td><td>Sylgard 184 Obudowa</td><td></td>ogniw słonecznych</tr><tr><td>Agaroza, typ 1-A, niskie EEO</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A0169-25G</td><td></td></tr><tr><td>Aparat PHD UltraTM</td><td>Harvard 703006</td><td></td><td>Pompa MicroFluidic</td></tr><tr><td>Rogówka bydlęca</td><td>Cargill, Guelph/ON</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Soldidworks</td><td>Oprogramowanie Dassault Systemes</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Druk 3D</td><td>Uniwersytet Waterloo - Centrum Druku 3D</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Narzędzia do preparowania</td><td>Narzędzia do nauk ścisłych Ogólne</td><td></td><td>narzędzia do preparowania</td></tr><tr><td>Medium 199</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td>Pożywka hodowlana do przechowywania rogówki</td></tr><tr><td>Surowica bydlęca</td><td>płodu Thermo Fisher</td><td></td><td>Dodać do pożywki hodowlanej, 3% objętości całkowitej</td></tr></tbody></table>

opracowanie platformy ocznej in vitro do badania soczewek kontaktowych

Development of an In Vitro Ocular Platform to Test Contact Lenses

Obecnie, oceny in vitro soczewek kontaktowych (CL) do dostarczania leków są zazwyczaj przeprowadzane w fiolkach o dużej objętości,1-6 które nie naśladują fizjologicznych objętości łez. 7 W tradycyjnym modelu brakuje również składowej naturalnego przepływu łez i odruchu mrugania, które są czynnikami definiującymi środowisko oczne. W niniejszym badaniu opisano opracowanie nowego modelu, który składa się z unikalnej 2-częściowej konstrukcji, gałki ocznej i powieki, zdolnej do naśladowania fizjologicznej objętości łez. Modele są tworzone z form wydrukowanych w 3D (formy politetrafluoroetylenowe lub teflonowe), które można wykorzystać do generowania modeli oczu z różnych polimerów, takich jak polidimetylosiloksan (PDMS) i agar. Dalsze modyfikacje okularów, takie jak integracja eksplantowanej ludzkiej lub zwierzęcej rogówki lub ludzkiego konstruktu rogówki, pozwolą na bardziej złożone badania okulistyczne in vitro. Komercyjna mikroprzepływowa pompa strzykawkowa jest zintegrowana z platformą, aby naśladować fizjologiczne wydzielanie łez. Ekspozycja na powietrze i zużycie mechaniczne uzyskuje się za pomocą dwóch siłowników mechanicznych, z których jeden przesuwa część powieki na boki, a drugi porusza okularem po okręgu. Model ten został wykorzystany do oceny CL pod kątem dostarczania leków i osadzania się składników łez na CL.

Zsyntetyzowane formy oka otrzymane z warsztatu mechanicznego oraz dzięki drukowi 3D przedstawiono na Rysunku 1. Formy te można wykorzystać z różnymi polimerami, takimi jak PDMS i agaroza, w celu wytworzenia elementów oka o pożądanych właściwościach. Złożenie wspomnianej platformy modelu oka z mikrofluidyczną pompą strzykawkową przedstawiono na Rysunku 2. Platforma symuluje zużycie mechaniczne poprzez obrót elementu gałki ocznej oraz ekspozycję na powietrz...

Obecne modele in vitro do oceny soczewek kontaktowych (CL) i innych zastosowań związanych z oczami są poważnie ograniczone. Prezentowana platforma okularowa symuluje fizjologiczny przepływ łez, objętość łez, ekspozycję na powietrze oraz zużycie mechaniczne. System ten jest bardzo wszechstronny i może być stosowany do różnych analiz in vitro z CL.

Opracowanie platformy ocznej in vitro do badania soczewek kontaktowych

Currently, in vitro evaluations of contact lenses (CLs) for drug delivery are typically performed in large volume vials,1-6 which fail to mimic ...

Ogólnym celem tego modelu oka in vitro jest symulacja fizjologicznej objętości łez, naturalnego przepływu łez, ekspozycji na powietrze i zużycia mechanicznego powstającego podczas mrugania, aby ocenić działanie soczewek kontaktowych. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie soczewek kontaktowych, takie jak przewidywanie działania soczewek kontaktowych i powiązanych urządzeń okulistycznych na oku. Główną zaletą tej techniki jest to, że zapewnia ona prosty i opłacalny model in vitro do symulacji wielu czynników wpływających na oczy, który obecnie nie jest dostępny.Chociaż metoda ta ma na celu zapewnienie wglądu w działanie soczewek kontaktowych, może być również używana do testowania innych systemów okulistycznych, takich jak inteligentne soczewki kontaktowe z glukozą, które są obecnie opracowywane przez Google i Novartis. Wizualna demonstracja tej metody jest ważna, aby zrozumieć, jak działa model oka i jak można go skutecznie wykorzystać w różnych scenariuszach badawczych. Części powieki i gałki ocznej modelu wykonane są z PDMS.Najpierw przygotuj PDMS. Za pomocą strzykawki przenieś 10 mililitrów bazy PDMS do 15 lub 50 mililitrowej probówki wirówkowej. Nast

development-of-an-in-vitro-ocular-platform-to-test-contact-lenses

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Ten film demonstruje rozwój modelu kiełkowania naczyniówki ex vivo do badania angiogenezy mikronaczyniowej oka. Test polega na hodowli eksplantatów oka myszy zawierających tkankę naczyniówki przyczepioną do twardówki i nabłonka barwnikowego siatkówki w określonych warunkach, które sprzyjają kiełkowaniu mikronaczyniówki przez naczyniówkę.

Test kiełkowania naczyniówki w celu zbadania proliferacji mikrokrążenia gałki ocznej ex vivo

Opisane tutaj jest ustanowienie klinicznie istotnego modelu symulowanej operacji zaćmy ex vivo, który może być wykorzystany do zbadania mechanizmów reakcji na uszkodzenia tkanek nabłonkowych w ich naturalnym mikrośrodowisku.

Opracowanie klinicznie istotnego modelu symulowanej operacji zaćmy ex vivo do badania naprawy ran nabłonkowych w rodzimym mikrośrodowisku

Opracowaliśmy test podrażnienia oczu, który wykorzystuje trójwymiarowy zrekonstruowany model tkanki ludzkiego nabłonka przypominającego rogówkę (RhCE). Test jest w stanie odróżnić materiały drażniące i dla oczu (kategorie 1 i 2 GHS łącznie) od tych, które nie wymagają oznakowania (kategoria bez GHS).

Test działania drażniącego na oczy (EIT) w celu identyfikacji zagrożeń związanych z substancjami chemicznymi drażniącymi oczy przy użyciu zrekonstruowanego modelu tkanki nabłonka ludzkiego przypominającego rogówkę (RhCE)

Pierwotna hodowla bydlęcych komórek śródbłonka rogówki została wykorzystana do zbadania mechanizmu przejścia śródbłonka rogówki na mezenchym. Ponadto wykorzystano model kriouszkodzenia śródbłonka rogówki szczura, aby zademonstrować przejście śródbłonka rogówki i mezenchymów in vivo.

Modele in vitro i in vivo do badania przejścia śródbłonka rogówki i mezenchymów

Komórki nabłonka barwnikowego siatkówki mogłyby służyć jako terapia zastępcza dla zaawansowanej formy suchego, związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej. Protokół ten opisuje generowanie wielkookiego modelu atrofii geograficznej i podsiatkówkowy przeszczep ludzkich embrionalnych komórek nabłonka barwnikowego siatkówki pochodzących z embrionalnych komórek macierzystych do tego modelu choroby.

Przeszczep podsiatkówkowy ludzkich embrionalnych komórek nabłonka barwnikowego pochodzących z komórek macierzystych siatkówki do wielkookiego modelu atrofii geograficznej

Przedstawiamy protokół użycia światłowodowej konfokalnej laserowej mikroendoskopii (CLM) do nieinwazyjnego badania czasoprzestrzennego rozkładu liposomów w oku po wstrzyknięciu podspojówkowym.

Przestrzenno-czasowe obrazowanie in vivo ocznych systemów dostarczania leków za pomocą światłowodowej konfokalnej laserowej mikroendoskopii

Ten artykuł o protokole opisuje metodologię mikroiniekcji retrowirusa RCAS(A) do embrionalnej soczewki kurczaka jako narzędzia do badania funkcji in situ i ekspresji białek podczas rozwoju soczewki.

Mikroiniekcja rekombinowanego retrowirusa RCAS(A) do soczewki embrionalnej kurczaka

Opisujemy szczegółowy protokół przygotowania komórek progenitorowych fotoreceptorów pochodzących z kriokonserwacji hESC oraz dostarczania tych komórek do tkanki podsiatkówkowej u myszy rd10.

Podsiatkówkowe dostarczanie progenitorów fotoreceptorów pochodzących z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych u myszy rd10

Ten manuskrypt przedstawia szczegółowy protokół wideo do hodowli komórek nabłonka soczewki pierwotnej (LEC), mający na celu poprawę odtwarzalności i pomoc w badaniach nad zaćmą i zmętnieniem torebki tylnej (PCO). Oferuje instrukcje krok po kroku dotyczące rozwarstwiania soczewek, izolacji LEC i walidacji, służąc jako cenny przewodnik, szczególnie dla nowicjuszy w tej dziedzinie.

Optymalizacja hodowli komórek nabłonka soczewek pierwotnych myszy: kompleksowy przewodnik po trypsynizacji

Funkcja soczewki ocznej do skupiania światła na siatkówce zależy od przezroczystości tkanek, biomechaniki oraz współczynnika załamania. Niniejszy przegląd podkreśla trójwymiarową architekturę soczewki i omawia złożone mechanizmy utrzymujące homeostazę tkanek.

Soczewka oka ssaków w centrum uwagi: rozwój, anatomia, fizjologia, przejrzystość, biomechanika i wyzwania związane z wiekiem

Poznaj metodę oceny soczewek kontaktowych za pomocą modelu oka in vitro symulującego fizjologiczny płyn łzowy, przepływ i mechaniczne zużycie. To proste i ekonomiczne rozwiązanie pozwala testować różne urządzenia okulistyczne.

Opracowanie platformy ocznej in vitro do badania soczewek kontaktowych

Przeglądaj więcej filmów