Summary
On démontre l'effet de la réticulation scléral avec la riboflavine et des UVA sur un oeil de lapin élongation axiale. allongement axial a été induite chez 13 jours d'âge des lapins de Nouvelle-Zélande (mâle et femelle) en suturant les paupières de l'oeil droite (tarsorraphie).
Abstract
les personnes myopes, en particulier ceux avec une myopie sévère, sont plus à risque que la normale de la cataracte, le glaucome, décollement de la rétine et des anomalies choriorétiniennes. En outre, la myopie pathologique est une cause commune irréversible de la déficience visuelle et la cécité 1-3. Notre étude démontre l'effet de la réticulation à l'aide scléral riboflavine et le rayonnement ultraviolet Un rayonnement sur le développement de la myopie axiale dans un modèle de lapin. La longueur axiale du globe oculaire a été mesurée par un balayage par ultrasons en Nouvelle-Zélande lapins blancs âgés de 13 jours (mâle et femelle). L'œil a ensuite subi 360 ° péritomie conjonctivale avec réticulation scléral, suivie par tarsorraphie. allongement axial a été induite chez 13 jours d'âge des lapins New Zealand en suturant les paupières de l'oeil droit (de tarsorraphie). Les yeux ont été divisés en quarts de cercle, et chaque quadrant a deux zones d'irradiation sclérales, chacune avec une surface de 0,2 cm et un rayon de 4 mm. La réticulation a été effectuée en abaissant 0,1%riboflavine-5-phosphate sur les zones d'irradiation de 20 secondes avant que le rayonnement ultraviolet et une irradiation toutes les 20 secondes pendant le temps d'irradiation de 200 secondes libre dextran. UVA (370 nm) a été appliquée perpendiculairement à la sclérotique à 57 mW / cm² (dose de lumière UVA totale, 57 J / cm²). Tarsorrhaphies ont été enlevés le jour 55, suivie par des mesures de longueur axiale répétées. Cette étude démontre que la réticulation scléral avec la riboflavine et le rayonnement ultraviolet Un rayonnement empêche effectivement l'allongement axial induite par une occlusion dans un modèle de lapin.
Introduction
Myopie est le plus fréquent des troubles de réfraction. La prévalence de la myopie aux Etats - Unis et en Europe est signalé à être autour de 30%, et dans les pays d' Asie , il affecte jusqu'à 60% des 1,2 de la population générale. Progression Myopic se produit dans jusqu'à 50% des myopes, généralement à un taux d'environ -0.5 dioptries sur un intervalle de deux ans 3. Les coûts de santé imposées par la myopie sont considérables, y compris les frais de lunettes, lentilles de contact et la chirurgie réfractive et les coûts liés aux risques accrus pour la santé du glaucome, de la cataracte, décollement de la rétine et de la déficience visuelle 4-6.
Dans les études animales de la myopie, la réduction visée est induite par suturer la paupière 7-10, le placement d'un obturateur à une courte distance de l'œil et le tatouage de la cornée 11. Cependant, la myopie artificielle de se produire dans ces études, le processus d'occlusion doit être réalisée sur des animaux très jeunes, car aucune expérimentation vue de privation carried sur des spécimens adultes ont donné de bons résultats.
L' une des caractéristiques importantes de la myopie sévère est une modification pathologique de la sclérotique à l' amincissement progressif de la sclérotique, probablement en raison d'un mécanisme de rétroaction perturbée de emmétropisation après privation visuelle 12 ou en raison d'un trouble métabolique de la sclérotique, comme dans Ehlers- Danlos 13. En fin de compte, les deux mécanismes conduisent à un étirement et un amincissement de la sclère, de la rétine et de la choroïde due à des anomalies structurales de la sclérotique myope tels qu'un diamètre des fibres de collagène a diminué 14,15 et les troubles 16 fibrillogenèse.
Plusieurs études ont montré que l' altération de réticulation du collagène est un facteur important dans le processus d'affaiblissement de la sclérotique myope 17-18. Wollensak et al. , 19-21 induit une réticulation du collagène par application de la riboflavine photosensibilisateur et le rayonnement ultraviolet A (UVA) irradiation (370 nm)et a noté une augmentation significative de 157% de la rigidité de porcin et humain in vitro sclérotique 19 et une augmentation de 465% de la rigidité de lapin in vivo scléral (module de Young) 20. Réticulation a également eu un effet à long terme sur le lapin sclérotique in vivo: la rigidité a augmenté de 320,4% après 3 jours, 277,6% après 4 mois, et 502% au bout de 8 mois (le module d'élasticité de Young) 22.
Tentatives thérapeutiques pour arrêter la progression de myopie ont été publiés 23-26 mais le succès de ces méthodes est controversée. Aucun moyen efficace de prévenir la myopie progressive a été trouvé à ce jour.
L'étiologie de la myopie est encore controversée, et son traitement pose un défi. Sur la base de ces découvertes, on suppose que la reticulation scléral peut servir comme un moyen de traitement en fonction de la progression de la sclère-myope. Le but de cette étude est d'examiner le collagène crosslinki scléralng d'effet sur le développement de la myopie axiale induite par l'axe visuel occlusion.
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Protocol
Les animaux ont été traités conformément à la résolution d'ARVO concernant l'utilisation des animaux dans la recherche. Le protocole d'étude a été approuvé par le Comité institutionnel de laboratoire de recherche animale (d'approbation ne 022-4598-2;. 021211).
1. Préparation pour la chirurgie # 1
- Peser et anesthésier à 13 jours d'âge lapin blanc de Nouvelle-Zélande avec une injection intramusculaire de chlorhydrate de kétamine à 100 mg / ml (100 mg / kg) et de chlorhydrate de xylazine 25 mg / ml (12,5 mg / kg). Ces doses sont utilisées en raison de la durée de l'intervention chirurgicale. Assurer le niveau approprié de l'anesthésie par l'absence d'un réflexe de la douleur.
- L'utilisation d'un tampon de coton stérile, appliquer une petite quantité de pommade ophtalmique à l'œil non opéré pour empêcher la cornée de se dessécher. Appliquer 0,9% de solution saline normale tombe sur la cornée de l'oeil opéré pendant l'opération pour empêcher les cornées de se dessécher.
- Effectuer trois mesures de longueur axiale dans chaque oeil après une anesthésie topique (oxybuprocaine chlorhydrate de 0,4%) à l'aide d'une échographie A-scanner, puis en moyenne les mesures. Appliquer la sonde perpendiculairement à la cornée centrale.
2. Surgery # 1 - Pre Cross Step Lier
- En utilisant des pinces et des ciseaux ophtalmiques chirurgicales sous un microscope opératoire ophtalmique, faire une péritomie conjonctivale 360 ° avec des pinces et des ciseaux ophtalmiques chirurgicales.
- En utilisant une pince à angle ou un crochet de muscle identifier les quatre muscles droits extraoculaires et de les isoler avec un 2-0 en soie tressée sutures non aiguilletés.
NOTE: Les sutures de soie vont aider à déplacer le globe dans la direction souhaitée. Le globe oculaire est divisé en quadrants entre les quatre muscles droits (quatre quadrants).- Mark avec un marqueur de la peau de deux zones dans chaque quadrant, un à la sclérotique équatorial et un à la sclérotique postérieure. Ceux-ci sont les zones d'irradiation.
- Préparer un 3 ml à 5 ml seringue contenant 0,1% gratuit dextran-riboflavine-5-phosphate. Raccorder la seringue à une canule lacrymale 26 G ou 25 G hydrodelineator conique.
- Préparer le dispositif d'irradiation comprenant une source de lumière UV A (370 nm) reliée à une fibre optique sur mesure en biseau vers le bas. Suite à la mesure de la puissance de l'énergie et de l'étalonnage (voir note ci-dessous), régler l'appareil à 57 mW / cm².
REMARQUE: L'étalonnage a été effectué dans le commerce par le constructeur. Cette méthode donne une dose totale de lumière ultraviolette A de 57 J / cm². (57 mW / cm 2 sur 0,2 cm 2 est de 11,4 mW / 0,2 cm 2 en utilisant 11,4 mW / 0,2 cm 2 pour 200 sec est une charge cumulative de 2,2 J par 0,2 cm 2 spot)
3. Chirurgie # 1 - Cross Linking
- Déplacez le globe oculaire en tirant les sutures de soie dans le sens opposé du quadrant choisi de traiter (par exemple, Pull up et nasal lors du traitement du quadrant temporal inférieur). Effectuer le mouvement du globe oculaire en utilisant une suture 2-0 soie tressée non aiguilleté qui isolates chaque muscle droit.
- Appliquer la solution de photosensibilisateur contenant 0,1% gratuit dextran-riboflavine-5-phosphate sur l'irradiation zone 20 secondes avant irradiation commence.
- Irradier la zone d'irradiation au moyen d'un fait sur mesure à fibre optique en biseau vers le bas pour une durée d'irradiation de 200 secondes. Mesurer l'aire de chaque zone que 0,2 cm avec un rayon de 4 mm.
- Appliquer une solution de photosensibilisateur contenant 0,1% sans dextran riboflavine-5-phosphate sur la zone d'irradiation toutes les 20 secondes au cours de la période d'irradiation de 200 secondes.
REMARQUE: Effectuer l'irradiation et l'abandon de la riboflavine simultanément par deux chirurgiens. - Répéter les étapes 03.01 à 03.04, pour chacun des quatre quarts de cercle du globe oculaire.
4. Chirurgie # 1 - Poster Cross Step Lier
- Rasez la fourrure autour de l'œil. Couper les marges de couvercle en utilisant des ciseaux chirurgicaux ophtalmiques puis suturer doucement la partie supérieure et des paupières inférieures en utilisant 4-0 tressé couleur ivoire de soie - 3/8 cercle re13 mm de longueur C-3 l'aiguille de vers (de tarsorraphie). Appliquez une petite quantité de pommade ophtalmique sur le bord de la paupière à la fin de la procédure (chloramphénicol 5%).
5. Chirurgie # 1 - Soins post-opératoires
- Gardez les animaux sous une lampe chauffante pendant la récupération. Ne pas laisser un animal sans surveillance jusqu'à ce qu'il ait repris connaissance suffisante pour maintenir décubitus sternale.
- Placez l'animal dans une cage propre avec literie neuve jusqu'à ce qu'il soit complètement rétabli. Après la récupération, l'animal sera retourné à la salle des animaux. Retour à l'animal de sa mère que quand il est éveillé.
- Pendant les 48 premières heures, examiner les animaux concernant l'état général et des signes de maladie ou d'infections. Administrer analgésie conformément à l'article 1. Administrer l'analgésie au besoin si un changement dans le comportement de lapin est observée. (Metamizole gouttes 50mg / kg toutes les 6 heures).
6. Chirurgie # 2
- Cinquante-cinq jours après snterventionschirurgic ales # 1, peser et anesthésier le lapin par injection intramusculaire de chlorhydrate de kétamine à 100 mg / ml (100 mg / kg) et de chlorhydrate de xylazine 25 mg / ml (12,5 mg / kg).
- Avec des ciseaux chirurgicaux ophtalmiques sous un microscope opératoire ophtalmique, retirer le tarsorraphie. Effectuer trois mesures de longueur axiale sur chaque oeil après une anesthésie topique (chlorhydrate de oxybuprocaine 0,4%) à l'aide d'une échographie A-scanner, puis la moyenne des mesures. Appliquer la sonde perpendiculairement à la cornée centrale.
- Euthanize les lapins avec intrapéritonéale phénobarbital sodique (200 mg / 1,5 kg de poids corporel).
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Representative Results
Les figures 1 et 2 illustrent graphiquement les mesures de la longueur axiale des deux groupes. Groupe 1 lapins ont subi une réticulation scléral et tarsorraphie sur l'œil droit tandis que l'œil gauche n'a pas été opéré (Figure 1). Groupe 2 lapins ont subi seulement péritomie et tarsorraphie sur l'œil droit tandis que l'œil gauche n'a pas été opéré (Figure 2).
Dans le groupe 1, qui a subi une réticulation scléral et tarsorraphie, la longueur axiale moyenne dans l'œil droit mesuré 10,68 ± 0,74 mm avant suture paupière et 14,29 ± 0,3 mm 55 jours plus tard, pour une différence moyenne de 3,61 ± 0,76 mm. Les valeurs correspondantes dans l'oeil gauche non opéré / suturer étaient de 10,70 ± 0,79 mm et 15,14 ± 0,32 mm, pour une différence moyenne de 4,44 ± 0,81 mm (Figure 1). La comparaison des longueurs axiales de la suturéeet les yeux suturer à la fin de la phase d'occlusion a révélé une augmentation nette moindre dans les yeux suturées.
Dans le groupe 2, qui a subi seulement péritomie et tarsorrhaphies, la longueur moyenne axiale de l'oeil droit mesuré 10,50 ± 0,67 mm avant suture paupière et 15,69 ± 0,39 mm 55 jours plus tard, pour une différence moyenne de 5,19 ± 0,85 mm. Les valeurs correspondantes dans l'oeil gauche non opéré / suturer étaient 10,54 ± 0,71 mm et 14,74 ± 0,38 mm, pour une différence moyenne de 4,20 ± 0,67 mm (Figure 2). La comparaison des longueurs axiales des yeux et suturées suturer à la fin de la phase d'occlusion a révélé une augmentation nette supérieure aux yeux suturées.
Comparaison de la variation moyenne de la longueur axiale de l'œil droit entre le groupe 2 (5,19 ± 0,85 mm) et le groupe 1 (3,61 ± 0,76 mm) a donné une valeur nettement plus faible à la fin de l'occlusion phase (55 jours) dans les yeux qui ont subi la procédure de réticulation (p <0,001, nonparametric test de Mann-Whitney). La différence entre les groupes en longueur axiale moyenne dans les yeux gauche (4,20 ± 0,67 mm vs 4,44 ± 0,81 mm) ne soit pas statistiquement significative (p = 0,39, Mann-Whitney test non-paramétrique).
La figure 1. Oculaires mesures axiales droite avant et après réticulation scléral et tarsorraphie vs. mesures axiales oeil gauche. La longueur moyenne axiale de l'œil droit avant réticulation scléral et tarsorraphie (début de RE) et après le retrait du tarsorraphie 55 jours plus tard (fin RE). La longueur axiale moyenne de l'oeil gauche au niveau de référence (Le Strat) et 55 jours plus tard (fin LE). L'œil gauche n'a pas été opéré et a été laissée ouverte. Les barres d'erreur indiquent l'erreur standard de la moyenne. (Re-imprimé avec Permission de la référence 27). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
La figure 2. Oculaires mesures axiales droite avant et après tarsorraphie contre les mesures axiales de l' oeil gauche. La longueur moyenne axiale de l'œil droit avant tarsorraphie (démarrage RE) et après le retrait du tarsorraphie 55 jours plus tard (fin RE). La moyenne longueur axiale de l'oeil gauche au départ (LE start) et 55 jours plus tard (fin LE) .Le œil gauche n'a pas été opéré et a été laissée ouverte. Les barres d'erreur indiquent l'erreur standard de la moyenne. (Re-imprimée avec la permission de la référence 27). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
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Discussion
Nous présentons la première étude in vivo de la prévention de la myopie axiale dans un modèle de lapin en utilisant une technologie de réticulation avec la riboflavine et l' irradiation UVA. Bien que différents animaux de laboratoire peuvent être utilisés dans ce type d'étude, nous avons choisi des lapins principalement en raison de la taille des yeux et de la nécessité d'effectuer la réticulation sur la surface sclérale.
Nous avons constaté que l'exposition de la sclérotique de lapin et suturer les paupières supérieures et inférieures soit des procédures difficiles. Nous recommandons rognage des marges de couvercle et en utilisant les sutures mentionnées dans notre protocole pour assurer que les paupières sont bien fermés pour la période donnée, sans besoin de corrections.
Une chose importante à considérer est la nécessité de calibrer le dispositif d'irradiation et de la fibre optique pour l'énergie électrique nécessaire.
H & E lames histologiques ont révélé aucun changement toxiques pour la rétine sur les yeux qui ont subi la procédure de réticulation. D'autres recherches doivent être effectuées pour traiter la toxicité potentielle de la riboflavine et l'irradiation UVA sur la rétine, la choroïde et la sclérotique, en mettant l'accent sur la position, la quantité d'énergie et le temps d'exposition.
Plusieurs limites de cette étude méritent d'être examinées. Seulement pré-opératoire et post-opératoire des longueurs axiales ont été mesurées. La longueur axiale du globe oculaire a été mesurée par un balayage d'ultrasons. Nous n'avons pas évalué les propriétés biométriques, l'analyse de réfraction ou des propriétés biomécaniques de la sclérotique.
Pris ensemble, nous pensons que l'effet de réticulation scléral avec riboflavine et UVA sur l'allongement axial de l'oeil de lapin aura un impact positif sur la recherche de la myopie.
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Disclosures
Les auteurs déclarent qu'ils ont aucun intérêt financier concurrents.
Acknowledgments
Les auteurs sont reconnaissants à Mme Dalia Sela et M. Emi Sharon pour leur travail technique professionnel et excellent dans le laboratoire.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2-0 braided silk non-needled sutures | ETHICON | W193 | |
| 4-0 braided silk ivory color | ETHICON | W816 | |
| 0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate 1 mg:1 ml | Concept for Pharmacy Ltd | D2-5025 | |
| UV A (370 nm) light source | O/E LAND Inc | NCSU033B | |
| Beveled down custom made fiber optic | Prizmatix Ltd | ||
| 26 G lacrimal cannula | Beaver-visitec International Ltd. | REF581276 | |
| 25 G tapered hydrodelineator [Blumenthal] | Beaver-visitec International Ltd. | REF585107 | |
| 13 days old rabbits | Harlan | 1NZWR40 | |
| Ultrasonic biometer | Allergan-Humphrey | 820-519 | |
| Skin marker | Devon | 4237101664X |
References
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