Name: Symulacja mechaniki akomodacji soczewek za pomocą ręcznego napinacza obiektywu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 14 s
Description: Poznaj metodę symulacji akomodacji soczewki za pomocą ręcznego napinacza w badaniach biomechaniki oka. Ta technika umożliwia monitorowanie sztywności soczewki i zmian związanych z prezbiopią.

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

Następujące protokoły są akceptowane przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersytetu Maryland oraz Instytucjonalną Komisję Rewizyjną. Protokoły są zgodne ze standardami federalnymi, stanowymi i lokalnymi oraz wytycznymi określonymi przez Politykę Uniwersytetu Maryland w zakresie bezpieczeństwa biologicznego.
1. Sekcja próbki oka
<ol>
	<li>Pobrać próbkę oka z lokalnej rzeźni lub banku tkanek. Jeśli uzyskana jest cała gałka oczna, natychmiast wyjmij soczewkę, dołączone zonule i ciało szkliste. 
	UWAGA: Szczegółowe informacje opisane poniżej dotyczą zarówno oczu świńskich, jak i ludzkich.
	<ol>
		<li>Za pomocą zdezynfekowanych nożyczek chirurgicznych i kleszczy odetnij i usuń cały nadmiar tkanki otaczającej twardówkę.</li>
		<li>Mocno przytrzymaj oko na boku i za pomocą żyletki wykonaj małe nacięcie wzdłuż boku oka w odległości 3 mm od rogówki. Wykonaj nacięcie na tyle głęboko, aby dotarło do ciała szklistego wewnątrz oka.</li>
		<li>Za pomocą nożyczek ostrożnie tnij dalej wzdłuż nacięcia wokół obwodu oka. Unikaj przekłuwania soczewki. Reprezentatywny obraz jest pokazany w Rysunek 2A.</li>
		<li>Po przecięciu zewnętrznego obwodu oka usuń tylną część oka za pomocą kleszczy. Odizoluj soczewkę, strefule, ciało rzęskowe i przyczepione ciało szkliste za pomocą kleszczy. Reprezentatywny obraz jest pokazany w Rysunek 2B.</li>
		<li>Za pomocą nożyczek i kleszczyków usuń nadmiar ciała szklistego, aby soczewka mogła leżeć płasko na MLS. 
		UWAGA: W przypadku przeszczepu rogówki, guzik rogówki jest używany w chirurgii, a pozostała część kuli ziemskiej jest dostępna do celów badawczych. Jednak ta częściowa kula ziemska może być nadal używana do przygotowania tkanek w konfiguracji noszy do soczewek. Jeśli uzyskuje się tylko tylną część, wykonaj tylko kroki 1.1.4–1.1.5.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zdezynfekuj cały zużyty sprzęt po rozwarstwieniu w 15% roztworze wybielacza przez 30 minut.</li>
</ol>
2. Próbny montaż ręcznych naciągów do obiektywów
<ol>
	<li>Włóż 10 mm spody butów i odpowiadające im czubki butów do dolnej płyty MLS, tak aby pozostała 5 mm szczelina między tylną ścianą wgłębienia buta a samym butem.</li>
	<li>Wyrównaj górną i dolną płytę, zatrzaskując je razem; urządzenie jest teraz w pozycji nierozciągniętej.</li>
	<li>Włóż płytki do obudowy płyty, a blokującą do otworu znajdującego się z boku dolnej płyty.</li>
	<li>Włóż pojemnik na płytę do podstawy i umieść klucz w wyrównanych wgłębieniach.</li>
	<li>Przekręć klucz zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aż dotrze do blokującej, aby skurczyć buty, i przekręć z powrotem w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby przywrócić buty do pierwotnej pozycji nierozciągniętej.</li>
</ol>
3. Montaż obiektywu
<ol>
	<li>Włóż 10-milimetrowe spody butów do dolnej płyty w MLS tak, aby pozostała 5-milimetrowa szczelina między tylną ścianą wgłębienia buta a samym butem.</li>
	<li>Za pomocą zakrzywionych kleszczyków umieść wyciągniętą soczewkę stroną do góry na środku dolnej płyty, tak aby buty podtrzymywały soczewkę nad centralnym otworem.</li>
	<li>Zatrzaśnij odpowiednią górną część butów na miejscu, przycinając tylko zonule i ciało szkliste. Wizualnie upewnij się, że obiektyw pozostaje jak najbardziej wyśrodkowany na dolnej płycie.</li>
	<li>Powtórz kroki 2.3–2.4.</li>
</ol>
4. Pomiar soczewki
<ol>
	<li>Umieść system obrazowania bezpośrednio nad aparatem, aby uchwycić filmy i zdjęcia procesu rozciągania. Pamiętaj, aby dołączyć linijkę w ramce obrazu, aby dokładnie zmienić rozmiar i przeskalować obrazy w post-processingu. 
	UWAGA: Do tego kroku wystarczy dowolny odpowiedni system obrazowania; Tutaj używamy 12-megapikselowego smartfona z autofokusem w odległości jednej stopy od próbki.</li>
	<li>Mocno, ale płynnie, obróć klucz w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, aby rozciągnąć obiektyw. Rysunek 3 pokazuje reprezentatywne obrazy w stanie nierozciągniętym i rozciągniętym.</li>
	<li>Po sfotografowaniu rozciągniętego obiektywu obróć klucz w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby przywrócić próbkę do stanu spoczynku. 
	UWAGA: Konieczne jest, aby pomiar soczewki został wykonany w odpowiednim czasie, aby zminimalizować odwodnienie soczewki.</li>
	<li>Wyraźnie sfotografuj końcowy stan spoczynku obiektywu.</li>
</ol>
5. Analiza danych
<ol>
	<li>Prześlij obraz do ImageJ i użyj funkcji "punktu", aby wybrać co najmniej 40 punktów na obwodzie obiektywu, jak pokazano na <silna klasa = "xfig" >Rysunek 4A. Użyj opcji "Analizuj" → "Zmierz", aby uzyskać lokalizację każdego wybranego punktu.</li>
	<li>Dopasuj (za pomocą oprogramowania, np. MATLAB) punkty lokalizacji, aby uzyskać promień i chi-kwadrat pasowania, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 4B. Przekształć promień piksela i błąd w metryki za pomocą sfotografowanej linijki.</li>
	<li>Wykonaj sparowany test t z dwoma stronami, aby porównać pojedynczą soczewkę przed i po rozciągnięciu z MLS.</li>
</ol>

<ol><li>Von Helmholtz, H. Uber die akkommodation des auges. Arch Ophthal. 1, 1-74 (1855).</li>
<li>Schachar, R. A., Black, T. D., Kash, R. L., Cudmore, D. P., Schanzlin, D. J. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/279579409_The_mechanism_of_accommodation_and_presbyopia_in_the_primate">The mechanism of accommodation and presbyopia in the primate.</a> Ann Ophthalmol. 27, 58-67 (1995).</li>
<li>Glasser, A., Campbell, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presbyopia+and+the+optical+changes+in+the+human+crystalline+lens+with+age%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Presbyopia and the optical changes in the human crystalline lens with age.</a> Vision Res. 38 (2), 209-229 (1998).</li>
<li>Reilly, M. A., Hamilton, P. D., Perry, G., Ravi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+behavior+and+natural+and+refilled+porcine+lenses+in+a+robotic+lens+stretcher%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Eye+Res%22%5BJournal%5D)">Comparison of the behavior and natural and refilled porcine lenses in a robotic lens stretcher.</a> Exp Eye Res. 88, 483-494 (2009).</li>
<li>Langenbucher, A., Huber, S., Nguyen, N. X., Seitz, B., Gusek-Schneider, G. C., Küchle, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+accommodation+after+implantation+of+an+accommodating+posterior+chamber+intraocular+lens%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cataract+Refract+Surg%22%5BJournal%5D)">Measurement of accommodation after implantation of an accommodating posterior chamber intraocular lens.</a> J Cataract Refract Surg. 29 (4), 677-685 (2003).</li>
<li>Ehrmann, K., Ho, A., Parel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+analysis+of+the+accommodative+apparatus+in+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Exp+Optom%22%5BJournal%5D)">Biomechanical analysis of the accommodative apparatus in primates.</a> Clin Exp Optom. 91 (4), 411(2008).</li>
<li>Pinilla Cortés, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Protocols+for+Ex+Vivo+Lens+Stretching+Tests+to+Investigate+the+Biomechanics+of+the+Human+Accommodation+Apparatus%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Experimental Protocols for Ex Vivo Lens Stretching Tests to Investigate the Biomechanics of the Human Accommodation Apparatus.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (5), 2926(2015).</li>
<li>Fisher, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+elastic+constants+of+the+human+lens%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The elastic constants of the human lens.</a> J Physiol. 212 (1), 147-180 (1971).</li>
<li>Eppig, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomechanical+eye+model+and+measurement+setup+for+investigating+accommodating+intraocular+lenses%5BTitle%5D)+AND+%22Z+Med+Ohys%22%5BJournal%5D)">Biomechanical eye model and measurement setup for investigating accommodating intraocular lenses.</a> Z Med Ohys. 23 (2), 144-152 (2013).</li>
<li>Manns, F., Parel,, et al. Response of Human and Monkey Lenses in a Lens Stretcher. Invest Ophthalmol Vis Sci. 48 (7), 3260(2007).</li>
<li>Scarcelli, G., Kim, P., Yun, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+measurement+of+age-related+stiffening+in+the+crystalline+lens+by+Brillouin+optical+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">In vivo measurement of age-related stiffening in the crystalline lens by Brillouin optical microscopy.</a> Biophys J. 101 (6), 1539-1545 (2011).</li>
<li>Besner, S., Scarcelli, G., Pineda, R., Yun, S. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Brillouin+Analysis+of+the+Aging+Crystalline+Lens%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">In Vivo Brillouin Analysis of the Aging Crystalline Lens.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 57 (13), 5093(2016).</li>
<li>Cortes, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Protocols+for+Ex+Vivo+Lens+Stretching+Tests+to+Investigate+the+Biomechanics+of+the+Human+Accommodation+Apparatus%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Experimental Protocols for Ex Vivo Lens Stretching Tests to Investigate the Biomechanics of the Human Accommodation Apparatus.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (5), 2926-2932 (2015).</li>
<li>Bernal, A., Parel, J. -M., Manns, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+Posterior+Zonular+Fiber+Attachment+on+the+Anterior+Hyaloid+Membrane%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Evidence for Posterior Zonular Fiber Attachment on the Anterior Hyaloid Membrane.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 47 (11), 4708(2006).</li>
<li>Kammel, R., Ackermann, R., Mai, T., Damm, C., Nolte, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pig+Lenses+in+a+Lens+Stretcher%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Pig Lenses in a Lens Stretcher.</a> Optom Vis Sci. 89 (6), 908-915 (2012).</li>
<li>Hahn, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Ex+Vivo+Porcine+Lens+Shape+During+Simulated+Accommodation%2C+Before+and+After+fs-Laser+Treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement of Ex Vivo Porcine Lens Shape During Simulated Accommodation, Before and After fs-Laser Treatment.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (9), 5332-5343 (2015).</li>
<li>D'Antin, J. C., Cortes, L. P., Montenegro, G. A., Barraquer, R. I., Michael, R. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1755-3768.2015.0333/abstract">Evaluation of a portable manual stretching device to simulate accommodation.</a> Acta Ophthalmol. 93 (255), (2015).</li>
<li>Pierscionek, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+response+of+human+lenses+to+stretching+forces%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Eye+Res%22%5BJournal%5D)">Age-related response of human lenses to stretching forces.</a> Exp Eye Res. 60 (3), 325-332 (1995).</li>
<li>Marussich, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Crystalline+Lens+Volume+During+Accommodation+in+a+Lens+Stretcher%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Ophthalmol+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement of Crystalline Lens Volume During Accommodation in a Lens Stretcher.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 56 (8), 4239(2015).</li>
<li>Martinez-Enriquez, E., Pérez-Merino, P., Velasco-Ocana, M., Marcos, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((OCT-based+full+crystalline+lens+shape+change+during+accommodation+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed+Opt+Exp%22%5BJournal%5D)">OCT-based full crystalline lens shape change during accommodation in vivo.</a> Biomed Opt Exp. 8 (2), 918-933 (2017).</li>
</ol>

AB posiada udziały w Bioniko Consulting LLC.

Opracowaliśmy nowatorską metodę, aby zapewnić dokładny i skuteczny sposób badania zdolności akomodacji soczewki poprzez wykorzystanie dwuczęściowego mechanizmu zaciskowego do sprzężenia noszy z próbką. Podczas akomodacji soczewka rozluźnia się, a średnica zmniejsza się w odpowiedzi na rozluźnienie włókien strefowych 1,2,4,19. Metoda koncentruje się na tym zjawisku poprzez zaciskanie i kontrolow...

Akomodacja to proces, dzięki któremu ludzkie oko jest w stanie dynamicznie dostosować kształt swojej krystalicznej soczewki, aby widzieć obiekty z daleka lub bliskiej odległości w ostrym punkcie. Akomodacja jest procesem z natury biomechanicznym. Pod wpływem bodźca nerwowego mięśnie rzęskowe wytwarzają siłę działającą na ciało rzęskowe i włókna zonulowe, które przyczepiają się do obwodu torebki soczewki1,2. Chociaż istnieją różne teorie stojące za biomechaniką akomodacji, najszerzej akceptowaną jest hipoteza Helmholtza. Zgodnie z hipotezą soczewka jest w naturalnym stanie rozciągniętym, co odpowiada najcieńszemu kształtowi soczewki, który jest optymalny dla ostrości odległych obiektów. Aby skierować uwagę na bliższe obiekty, mięśnie rzęskowe kurczą się, a włókna strefowe są rozluźnione. Z kolei soczewka pogrubia się, zwiększając krzywizny powierzchni przedniej i tylnej. Odpowiada to wzrostowi mocy dioptrii, która jest niezbędna do widzenia z bliska, dlatego krótsza ogniskowa1.
Zdolność do adaptacji jest z czasem zagrożona przez stan zwany starczowzrocznością. Starczowzroczność, która dotyka wszystkich osób w wieku 50 lat, sprawia, że oko nie jest w stanie dynamicznie zmieniać ostrości z daleka na bliską odległość3. Aby zwalczyć starczowzroczność, obecne metody są pasywne, w tym soczewki korekcyjne i dwuogniskowe. Zwiększając zdolność do ustawiania ostrości na bliskich obiektach w kilku płaszczyznach, takie pasywne zabiegi nie są w stanie przywrócić dynamicznej zdolności ustawiania ostrości obiektywu4,5. Aby skutecznie leczyć starczowzroczność lub jej zapobiegać, istnieje ciągła potrzeba lepszego zrozumienia akomodacji.
Aby badać akomodację soczewek, opracowano szereg urządzeń symulujących to zjawisko ex vivo4,6,7,8,9. Wirujące dyski zostały po raz pierwszy wprowadzone do monitorowania rozciągania soczewki za pomocą sił odśrodkowych8. Aby wierniej odtworzyć to zjawisko, stopniowo wprowadzano i unowocześniano urządzenia do rozciągania soczewek. Używając noszy do soczewek, Manns i wsp. scharakteryzował siłę wymaganą do umieszczenia soczewki, jednocześnie korelując ją z mocą soczewki i średnicą równikową9. Obecnie uważa się, że soczewka sztywnieje z wiekiem, co skutkuje zmniejszoną zmianą kształtu soczewki w odpowiedzi na równą siłę działającą z ciała rzęskowego3,10,11,12.
Obecne nosze do soczewek często wymagają skomplikowanej konfiguracji, implementującej elektronikę i programowalne tempo rozciągania, i wymagają całej gałki ocznej zwłok6,7,10,13. Wymóg ten zwiększa koszt eksperymentu do ponad 500,00 USD za oko i zmniejsza dostępność próbki. Tutaj przedstawiamy metodę replikacji akomodacji soczewki przy niskich kosztach, ponieważ tylne oko wynosi około 200,00 USD. Chociaż jest mniej wyrafinowana niż wiele używanych obecnie urządzeń, technika ta jest znacznie bardziej opłacalna i możliwa do przyjęcia bez uszczerbku dla wyników. Ta metoda jest wyśrodkowana wokół ręcznego napinacza soczewek (MLS) przedstawionego na rysunku Rysunek 1 i wykorzystuje unikalny system zaciskania na włóknach strefowych oraz metodę skręcania promieniowego w celu zwiększenia średnicy soczewki. Fizjologiczna dokładność protokołu została potwierdzona przez odkrycia Bernala i wsp., którzy badali ścieżkę, za pomocą której przednie i tylne włókna strefowe są połączone z torebką soczewki14. Korzystając z projektu niestandardowych butów, które wymagają tylko soczewki, zonuli i ciała rzęskowego, chcieliśmy zbadać biomechanikę soczewek poprzez odtworzenie akomodacji fizjologicznej.

<table><tbody><tr><td>Ręczne nosze do soczewek</td><td>Bioniko</td><td>MLS</td><td>Różne gatunki zwierząt będą wymagały różnych rozmiarów butów</td></tr><tr><td>Próbki oczu świń</td><td>George G. Ruppersberger; rzeźnia</td><td>Nie dotyczy</td><td>Uzyskano całe gałki oczne</td></tr><tr><td>Próbki ludzkiego oka</td><td>Narodowa Wymiana Badań nad Chorobami</td><td>Nie dotyczy</td><td>Zamówiono tylne słupy bez rogówki</td></tr><tr><td>Nożyczki preparacyjne (5 1/2 '' Prosty)</td><td>Electro Microsopy Sciences</td><td>72960</td><td></td></tr><tr><td>Kleszczyki do tkanek (4 1/2 '')</td><td>Electron Microsopy Sciences</td><td>72960</td><td></td></tr><tr><td>iPhone 6s</td><td>Apple</td><td>N/A</td><td>Będzie działał każdy system obrazowania o rozdzielczości ~0,1 mm</td></tr><tr><td>Hipochoryta sodu</td><td>Clorox</td><td>Clorox Regular-Bleach</td><td>Każdy środek dezynfekujący będzie działał</td></tr></tbody></table>

symulacja mechaniki akomodacji soczewek za pomocą ręcznego napinacza obiektywu

Simulating the Mechanics of Lens Accommodation via a Manual Lens Stretcher

Celem tego protokołu jest naśladowanie biomechaniki fizjologicznej akomodacji w opłacalny, praktyczny sposób. Akomodacja osiąga się poprzez skurcz ciała rzęskowego i rozluźnienie włókien zonuli, co skutkuje pogrubieniem soczewki niezbędnym do widzenia z bliska. W tym miejscu przedstawiamy nowatorską, prostą metodę, w której akomodacja jest replikowana poprzez napinanie stref połączonych z kapsułką soczewki za pomocą ręcznego napinacza soczewek (MLS). Metoda ta monitoruje rozciąganie promieniowe osiągane przez soczewkę pod wpływem stałej siły i pozwala na porównanie soczewek akomodacyjnych, które mogą być rozciągnięte, z soczewkami nieakomodacyjnymi, których nie można rozciągnąć. Co ważne, nosze łączą się bezpośrednio z zonulami, a nie z twardówką oka, wymagając w ten sposób tylko soczewki, zonuli i ciała rzęskowego, a nie całej próbki gałki rzęskowej. Różnica ta może znacznie obniżyć koszt pozyskania soczewek do zwłok dawcy o około 62% w porównaniu z pozyskaniem całego globu.

Oczy świń, będące powszechną próbką do badania presbiopii poprzez rozciąganie soczewki4,15, pozyskano (n = 10) z lokalnej rzeźni i zastosowano niniejszy protokół w celu zaobserwowania zdolności akomodacyjnej soczewek. Rysunek 5A przedstawia porównanie soczewki świńskiej przed i po rozciągnięciu za pomocą MLS. Odnotowano średni wzrost promienia soczewki o 0,19 ± 0,07 mm podczas rozciąg...

Prezentujemy efektywną metodę badania akomodacji soczewek za pomocą ręcznego nosza do soczewek. Protokół naśladuje akomodację fizjologiczną poprzez pociągnięcie zonuli połączonych wokół torebki soczewki, rozciągając w ten sposób soczewkę.

Symulacja mechaniki akomodacji soczewek za pomocą ręcznego napinacza obiektywu

The goal of this protocol is to mimic the biomechanics of physiological accommodation in a cost-efficient, practical manner. Accommodation is achieved ...

Ogólnym celem tej techniki jest zapewnienie bardziej wykonalnej i niedrogiej metody dokładnego badania biomechaniki soczewek. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie biomechaniki oka dotyczące tego, jak soczewka zmienia się wraz z utratą akomodacji i początkiem starczowzroczności. Główną zaletą tej techniki jest to, że dokładnie monitoruje zdolność soczewki do dostosowania się przy niskich kosztach materiałowych i wysokiej wytrzymałości proceduralnej.Po pobraniu próbki oka mocno chwyć bok oka i użyj żyletki, aby wykonać małe nacięcie wzdłuż boku oddalone o trzy milimetry od rogówki na tyle głęboko, aby dotrzeć do ciała szklistego. Używając wysterylizowanych nożyczek, ostrożnie kontynuuj nacięcie wokół oka, używając kleszczy, aby usunąć tkankę tylnego oka po jej wycięciu. W razie potrzeby odizoluj soczewkę, zonule i dołączone ciało szkliste za pomocą kleszczy, aby odłączyć zonule i ciało rzęskowe od mięśni rzęskowych, zachowując połączenie z soczewką.Następnie usuń nadmiar ciała szklistego, aby soczewka mogła leżeć płasko na ręcznym noszach do soczewek. Uważaj, aby soczewka, zonule i minimalna ilość ciała szklistego pozostały nienaruszone, jednocześnie usuwając nadmiar ciała szklistego. Aby zmontować nosze, włóż 10-milimetrowe spody butów i odpowiadające im czubki butów do dolnej płyty noszy tak, aby pozostała pięciomililitrowa szczelina między tylną ścianą wgłębienia buta a samym butem.Za pomocą zakrzywionych kleszczyków umieść wyjętą soczewkę stroną zadrukowaną do góry na środku dolnej płyty, tak aby buty podtrzymywały soczewkę nad centralnym otworem. Zatrzaśnij odpowiednią górną część butów na miejscu, przycinając tylko zonule i ciało szkliste. Następnie włóż płytki do obudowy na talerze, a blokującą do otworu znajdującego się z boku dolnej płyty i włóż obudowę na talerz do podstawy.Aby zmierzyć obiektyw, umieść system obrazowania bezpośrednio nad aparatem w odpowiedniej odległości do uzyskania obrazów i umieść linijkę w polu view, aby uzyskać dokładny rozmiar i skalowanie obrazów w postprocessingu. Następnie mocno, ale płynnie obróć klucz w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, aby rozciągnąć soczewkę i uzyskać obrazy soczewki. Aby zapewnić spójność między próbkami, konieczne jest płynne obracanie klucza podczas rozciągania soczewki.Po uzyskaniu wszystkich obrazów obróć klucz w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, aby przywrócić próbkę do stanu spoczynku i uzyskać obrazy końcowego stanu spoczynku soczewki. Aby przeanalizować dane, prześlij obrazy do odpowiedniego oprogramowania do analizy obrazu i użyj punktu, aby wybrać co najmniej 40 punktów na obwodzie soczewki. W menu analizy wybierz opcję zmierz, aby uzyskać lokalizację każdego wybranego punktu i dopasuj punkty lokalizacji do MathLab, aby uzyskać promień i kwadrat chi.Następnie użyj sfotografowanej linijki, aby przekonwertować promień piksela i błąd na metryki i wykonaj sparowaną dwustronną analizę testu t, aby porównać pojedynczy obiektyw przed i po rozciągnięciu. W tej reprezentatywnej analizie 10 próbek oczu świń soczewki wykazały ponad 4% wzrost w stosunku do ich pierwotnych promieni, co potwierdza protokół rozciągania soczewek zarówno ze spójnością literatury, jak i dokładnością. Podczas testowania soczewek ludzkich zaobserwowano dramatyczny spadek elastyczności soczewki w korelacji z wiekiem dawcy, zgodnie z oczekiwaniami z poprzednich badań elastyczności soczewki.Po opanowaniu tej techniki rozciągania soczewek można ją wykonać w mniej niż 10 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podczas rozciągania soczewki należy pamiętać o zapewnieniu ciągłej siły dokręcania, aż do osiągnięcia blokującej, aby zminimalizować zmienność między próbkami. Korzystając z tej ręcznej techniki rozciągania soczewek, możemy monitorować sztywność soczewek u pacjentów z różnymi patologiami chorobowymi, w tym u pacjentów z cukrzycą, zaćmą lub starczowzrocznością.Po jej opracowaniu, technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się biomechaniką oka do zbadania właściwości soczewki podczas utraty akomodacji i/lub początków starczowzroczności. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak korzystać z ręcznych naciągów do soczewek, aby uzyskać cenny biomechaniczny wgląd w soczewkę. Nie zapominaj, że praca z tkanką biologiczną może być niezwykle niebezpieczna i że podczas wykonywania tej procedury należy zawsze podejmować środki ostrożności, takie jak noszenie odpowiedniego stroju laboratoryjnego i sterylizacja wszystkich narzędzi przed użyciem.

simulating-mechanics-lens-accommodation-via-manual-lens

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Ten manuskrypt przedstawia technikę wywierania lub uwalniania sił na przylegające komórki lub tkanki za pomocą jednokierunkowego rozciągania.

Rozciąganie komórek z mikrowzorem na błonie PDMS

Nowatorski protokół obrazowania został opracowany przy użyciu niestandardowego mechanicznego siłownika napędzanego silnikiem, aby umożliwić pomiar reakcji w czasie rzeczywistym na mechaniczne naprężenia w żywych komórkach. Istotny z punktu widzenia mechanobiologii system może nanosić szczepy do 20%, umożliwiając jednocześnie obrazowanie w czasie zbliżonym do rzeczywistego za pomocą mikroskopii konfokalnej lub mikroskopii sił atomowych.

Obrazowanie żywych komórek podczas rozciągania mechanicznego

Tutaj wytwarzamy 3D polimerowe mikro/nano struktury, w których zarówno kształt, jak i wyrównanie molekularne mogą być zaprojektowane z dokładnością do skali nanometrowej za pomocą bezpośredniego pisma laserowego. Indukowane światłem odkształcenia kilku typów mikrostruktur elastomerów ciekłokrystalicznych mogą być kontrolowane w skali mikroskopowej.

Siłowniki do oświetlenia o dowolnym kształcie -- Wytwarzanie i sterowanie uruchamianiem w skali mikroskopowej

Związany z wiekiem wzrost sztywności soczewek oka jest związany ze starczowzrocznością. Protokół ten opisuje prostą i ekonomiczną metodę pomiaru sztywności soczewek myszy. Soczewki myszy, podobnie jak soczewki ludzkie, z wiekiem stają się sztywniejsze. Ta metoda jest precyzyjna i może być dostosowana do soczewek większych zwierząt.

Sekwencyjne zastosowanie szkiełek nakrywkowych do oceny sztywności na ściskanie soczewki myszy: odkształcenia i analizy morfometryczne

Przedstawiona metoda polega na jednoosiowym rozciąganiu miękkich hydrożeli 3D osadzonych w gumie silikonowej, umożliwiając jednocześnie mikroskopię konfokalną na żywo. Przedstawiono charakterystykę zewnętrznych i wewnętrznych szczepów hydrożelu, a także wyrównanie włókien. Opracowane urządzenie i protokół mogą oceniać reakcję komórek na różne reżimy szczepów.

Kontrolowane odkształcanie hydrożeli 3D w obrazowaniu mikroskopowym na żywo

Prezentujemy zautomatyzowaną metodę charakteryzowania efektywnego modułu sprężystości soczewki okularowej za pomocą testu kompresji.

Zautomatyzowane testy kompresji soczewki gałki ocznej

Tutaj prezentujemy wszechstronne urządzenie do rozciągania równoosiowego, które jest uruchamiane pneumatycznie i kompatybilne z mikroskopią o wysokiej rozdzielczości.

Równoosiowe urządzenie rozciągające do konfokalnej mikroskopii fluorescencyjnej żywych komórek o dużym powiększeniu

Przedstawiamy tutaj nowatorskie urządzenie, które stosuje fale izotropowe i jednoosiowe odkształcenia na komórkach, wspierając hodowlę na substratach o regulowanej sztywności i konfigurowalnych macierzach białkowych. Ta prosta, ekonomiczna platforma umożliwia badaczom badanie, jak mechaniczne sygnały regulują funkcjonowanie komórek zarówno w badaniach podstawowych, jak i w kontekstach związanych z chorobą.

Nowatorska platforma do rozciągania i obrazowania komórkowego in vitro

Opracowano nowy eksperyment impulsowego zwiększania ciśnienia w komórkach z wykorzystaniem pręta Kolsky'ego w celu zbadania mechanizmów molekularnych i komórkowych urazowego uszkodzenia mózgu wywołanego falą uderzeniową.

Impulsywne zwiększanie ciśnienia w komórkach neuronalnych na potrzeby badań nad urazowym uszkodzeniem mózgu

Procedura demonstruje metodologię elastografii rezonansu magnetycznego w celu monitorowania wyników inżynierii tkankowej konstruktów adypogennych i osteogennych poprzez nieinwazyjną lokalną ocenę właściwości mechanicznych z wykorzystaniem mikroskopowej elastografii rezonansu magnetycznego (μMRE).

Metodologia elastografii rezonansu magnetycznego w ocenie wzrostu konstruktów inżynierii tkankowej

Poznaj metodę symulacji akomodacji soczewki za pomocą ręcznego napinacza w badaniach biomechaniki oka. Ta technika umożliwia monitorowanie sztywności soczewki i zmian związanych z prezbiopią.

Symulacja mechaniki akomodacji soczewek za pomocą ręcznego napinacza obiektywu

Przeglądaj więcej filmów