Summary
Se demuestra el efecto de la reticulación escleral con riboflavina y UVA en un ojo de conejo axial elongación. alargamiento axial se indujo en el 13 días de edad, conejos de Nueva Zelanda (macho y hembra) suturando sus párpados del ojo derecho (tarsorrafía).
Abstract
las personas miopes, especialmente aquellos con miopía severa, están en riesgo más alto de lo normal de catarata, glaucoma, desprendimiento de retina y anomalías coriorretinianas. Además, la miopía patológica es una causa común irreversible de discapacidad visual y ceguera 1-3. Nuestro estudio demuestra el efecto de la reticulación de la esclerótica utilizando riboflavina y ultravioleta-A radiación sobre el desarrollo de la miopía axial en un modelo de conejo. La longitud axial del globo ocular se midió por A-ecografía en conejos blancos de Nueva Zelanda de 13 o más días (masculino y femenino). El ojo se sometieron a 360 ° peritomía conjuntiva con reticulación escleral, seguido de tarsorrafia. alargamiento axial fue inducida en 13 días de edad, los conejos de Nueva Zelanda suturando los párpados del ojo derecho (tarsorrafia). Los ojos fueron divididos en cuadrantes, y cada cuadrante tenía dos zonas de irradiación esclerales, cada uno con una superficie de 0,2 cm² y un radio de 4 mm. La reticulación se llevó a cabo dejando caer 0,1%-Dextrano libre de riboflavina-5-fosfato sobre las zonas de irradiación 20 seg antes de ultravioleta-A irradiación y cada 20 segundos durante el tiempo de irradiación 200 sec. La radiación UVA (370 nm) se aplica perpendicular a la esclerótica en 57 mW / cm² (dosis total de luz UVA, 57 J / cm²). Tarsorrhaphies se retiraron el día 55, seguido de la medición de la longitud axial repetidas. Este estudio demuestra que la reticulación escleral con riboflavina y ultravioleta-A radiación previene eficazmente la elongación axial oclusión inducida en un modelo de conejo.
Introduction
La miopía es el más común de los trastornos de la refracción. La prevalencia de la miopía en los EE.UU. y Europa es informado de que alrededor del 30%, y en los países asiáticos que afecta hasta el 60% de la población general 1,2. Progresión de la miopía se produce hasta en el 50% de los miopes, por lo general a una tasa de alrededor de -0.5 dioptrías lo largo de un intervalo de dos años 3. Los costos de salud impuestas por la miopía son considerables, incluyendo los gastos de gafas, lentes de contacto y cirugía refractiva y costos relacionados con el aumento de los riesgos para la salud de glaucoma, cataratas, desprendimiento de retina y la discapacidad visual 4-6.
En estudios con animales de la miopía, la reducción de la vista es inducida por sutura párpado 7-10, la colocación de un dispositivo de oclusión a una corta distancia desde el ojo y el tatuaje corneal 11. Sin embargo, para corregir la miopía artificial que se produzca en estos estudios, el proceso de oclusión tiene que ser realizado en animales muy jóvenes, no hay experimentos de privación vista carried a cabo en ejemplares adultos han demostrado tener éxito.
Una de las características importantes de la miopía severa es un cambio patológico de la esclerótica con adelgazamiento progresivo de la esclerótica, probablemente debido a un mecanismo de retroalimentación perturbado de emetropización después de la privación visual 12 o debido a algún trastorno metabólico de la esclerótica, como en Ehlers Danlos 13. En última instancia, ambos mecanismos conducen a estiramiento y adelgazamiento de la esclerótica, la retina y la coroides debido a anomalías estructurales de la esclerótica miope como un diámetro de fibra disminuido colágeno 14,15 y alteraciones en la fibrilogénesis 16.
Varios estudios han demostrado que la alteración de la reticulación del colágeno es un factor importante en el proceso de debilitamiento de la esclerótica miope 17-18. Wollensak et al. 19-21 induce la reticulación de colágeno mediante la aplicación del fotosensibilizador riboflavina y ultravioleta-A irradiación (UVA) (370 nm)y observó un aumento significativo, 157% en la rigidez de porcino y la esclerótica humana in vitro 19 y un aumento del 465% en el conejo rigidez escleral in vivo (módulo de Young) 20. La reticulación también tuvo un efecto a largo plazo sobre la esclerótica de conejo in vivo: la rigidez se incrementó en 320,4% al cabo de 3 días, 277.6% después de 4 meses, y 502% después de 8 meses (módulo de Young) 22.
Los intentos terapéuticos para detener la progresión de la miopía se han publicado 23-26, pero el éxito de estos métodos es objeto de controversia. No hay medio eficaz de prevención de miopía progresiva se ha encontrado hasta la fecha.
La etiología de la miopía es todavía controvertida, y su tratamiento supone un reto. Sobre la base de estos hallazgos, se planteó la hipótesis de que la reticulación escleral puede servir como un medio para el tratamiento basado en la esclerótica de progresión de la miopía. El propósito de este estudio es examinar la crosslinki colágeno escleralefecto sobre el desarrollo de la miopía axial inducida por la oclusión eje visual ng.
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Protocol
Los animales fueron tratados de acuerdo con la resolución ARVO sobre el uso de animales en investigación. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité institucional para el Laboratorio de Investigación de Animales (aprobación sin 022-4598-2;. 021211).
1. Preparación para la cirugía # 1
- Pesar y anestesiar un 13 días de edad, conejo blanco de Nueva Zelanda con una inyección intramuscular de clorhidrato de ketamina 100 mg / ml (100 mg / kg) y clorhidrato de xilacina 25 mg / ml (12,5 mg / kg). Esas dosis se utilizan debido a la duración del procedimiento quirúrgico. Asegurar nivel apropiado de anestesia por la falta de un reflejo dolor.
- El uso de un hisopo de algodón estéril, aplique una pequeña cantidad de pomada oftálmica para el ojo no operado para evitar que la córnea se sequen. Aplicar 0,9% solución salina normal cae sobre la córnea del ojo operado durante la operación para evitar que las córneas se sequen.
- Realizar tres mediciones de la longitud axial en cada ojo después de la anestesia tópica (oxybuprocaine hidrocloruro de 0,4%) usando un ultrasonido A-escáner y luego un promedio de las mediciones. Aplicar la sonda perpendicular a la córnea central.
2. Cirugía # 1 - Pre Cross Linking Paso
- El uso de pinzas quirúrgicas oftalmológicas y tijeras bajo un microscopio quirúrgico oftalmológico, hacer una peritomía conjuntival 360 ° con fórceps quirúrgicos oftálmicos y tijeras.
- Usando una pinza en ángulo o un gancho muscular identificar los cuatro músculos rectos extraoculares y aislarlos con 2-0 seda trenzada suturas no-cosidas.
NOTA: Los puntos de seda ayudarán con el movimiento del globo en la dirección deseada. El globo ocular se divide en cuadrantes entre los cuatro músculos rectos (cuatro cuadrantes).- Marque con un marcador de la piel dos zonas en cada cuadrante, una en la esclerótica ecuatorial y uno en la esclerótica posterior. Estas son las zonas de irradiación.
- Preparar una jeringa de 3 ml a 5 ml que contienen 0,1% libre de dextrano riboflavina-5-Phosphatmi. Conectar la jeringa a una cánula lagrimal 26 G o 25 G hydrodelineator cónica.
- Prepare el dispositivo de irradiación que incluye una fuente de luz UV (370 nm) conectado a una fibra óptica biselado hacia abajo a medida. Después de la medición de la potencia de energía y de calibración (ver nota más abajo), configurar el dispositivo para 57 mW / cm².
NOTA: La calibración se llevó a cabo por el fabricante en el mercado. Este método proporciona una dosis total de luz UVA 57 J / cm². (57 mW / cm 2 en 0,2 cm 2 es 11,4 mW / 0,2 cm 2 usando 11,4 mW / 0,2 cm 2 para 200 seg se una carga acumulada de 2,2 J por 0,2 cm 2 spot)
3. Cirugía # 1 - reticulación
- Mueva el globo ocular tirando de las suturas de seda en la dirección opuesta del cuadrante elegido para tratar (por ejemplo, tire hacia arriba y nasal en el tratamiento de la cuadrante temporal inferior). Realizar el movimiento del globo ocular usando una sutura de seda trenzada 2-0 no cosida, que mesolates cada músculo recto.
- Aplique una solución de fotosensibilizador que contiene 0,1% libre de dextrano riboflavina-5-fosfato en la zona de irradiación de 20 segundos antes de que comience la irradiación.
- Irradiar la zona de irradiación utilizando una fibra óptica biselado hacia abajo por encargo para un período de irradiación de 200 seg. Medir el área de cada zona como 0,2 cm² con un radio de 4 mm.
- Aplicar solución fotosensibilizador que contiene 0,1% libre de dextrano riboflavina-5-fosfato en la zona de irradiación cada 20 seg durante el período de irradiación 200 sec.
NOTA: Realice la irradiación y la caída de riboflavina simultáneamente por dos cirujanos. - Repetir los pasos 3.1 a 3.4 para cada uno de los cuatro cuadrantes del globo ocular.
4. Cirugía # 1 - Pase Paso Vinculación
- Afeitar la piel alrededor de los ojos. Recortar los bordes de los párpados con unas tijeras quirúrgicas oftálmicas y luego suturar suavemente la parte superior y los párpados inferiores con 4-0 trenzada de color marfil de seda - 3/8 de círculo reverso cutting- 13 mm de longitud C-3 de la aguja (tarsorrafía). Aplicar una pequeña cantidad de pomada oftálmica en el margen de la tapa al final del procedimiento (cloranfenicol 5%).
5. Cirugía # 1 - Cuidados después Operativo
- Mantener a los animales bajo una lámpara de calor durante la recuperación. No deje un animal sin vigilancia hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal.
- Colocar el animal en una jaula limpia con nueva ropa de cama hasta que esté totalmente recuperado. Después de la recuperación, el animal será devuelto a la sala de los animales. Devolver el animal a su madre solamente cuando está despierto.
- Durante las primeras 48 horas, examinar los animales en relación con el estado general y signos de enfermedad o infecciones. Administrar analgesia indicada en la sección 1. Administrar analgesia según sea necesario si se observa un cambio en el comportamiento de conejo. (Metamizol gotas de 50 mg / kg cada 6 horas).
6. Cirugía # 2
- Cincuenta y cinco días después de surgery # 1, pesar y anestesiar el conejo con una inyección intramuscular de clorhidrato de ketamina 100 mg / ml (100 mg / kg) y clorhidrato de xilacina 25 mg / ml (12,5 mg / kg).
- Con unas tijeras quirúrgicas oftálmicas bajo un microscopio quirúrgico oftalmológico, retire la tarsorrafía. Realizar tres mediciones de la longitud axial en cada ojo después de la anestesia tópica (clorhidrato oxibuprocaına 0,4%) usando un ultrasonido A-escáner y luego promediar las mediciones. Aplicar la sonda perpendicular a la córnea central.
- La eutanasia a los conejos con fenobarbital sódico intraperitoneal (200 mg / 1,5 kg de peso corporal).
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Representative Results
Figuras 1 y 2 demuestran gráficamente las mediciones de la longitud axial de dos grupos. Grupo 1 conejos fueron sometidos a reticulación escleral y tarsorrafía en el ojo derecho, mientras que el ojo izquierdo no fue operado (Figura 1). Grupo 2 conejos fueron sometidos solamente peritomía y tarsorrafía en el ojo derecho, mientras que el ojo izquierdo no fue operado (Figura 2).
En el grupo 1, que se sometió a reticulación escleral y tarsorrafía, la longitud axial significar en el ojo derecho midió 10,68 ± 0,74 mm antes de sutura párpado y 14,29 ± 0,3 mm 55 días más tarde, para una diferencia media de 3,61 ± 0,76 mm. Los valores correspondientes en el ojo no operado / sin suturar izquierda fueron 10.70 ± 0.79 mm y 15,14 ± 0,32 mm, para una diferencia media de 4,44 ± 0,81 mm (Figura 1). La comparación de las longitudes axiales de la suturay los ojos sin sutura al final de la fase de oclusión revelaron un aumento neto menor a los ojos suturados.
En el grupo 2, el cual fue sometido a solamente peritomía y tarsorrhaphies, con una media longitud axial del ojo derecho midió 10,50 ± 0,67 mm antes de sutura párpado y 15,69 ± 0,39 mm 55 días más tarde, para una diferencia media de 5,19 ± 0,85 mm. Los valores correspondientes en el ojo no operado / sin suturar izquierda fueron 10,54 ± 0,71 mm y 14,74 ± 0,38 mm, para una diferencia media de 4,20 ± 0,67 mm (Figura 2). La comparación de las longitudes axiales de los ojos suturados y sin sutura al final de la fase de oclusión reveló un mayor aumento neto en los ojos suturados.
La comparación de la media del cambio en la longitud axial de los ojos derechos entre el grupo 2 (5,19 ± 0,85 mm) y el grupo 1 (3,61 ± 0,76 mm) dio un valor significativamente menor al final de la oclusión pHase (55 días) en los ojos que se sometieron al procedimiento de reticulación (p <0,001, test no paramétrico de Mann-Whitney). La diferencia entre grupos en la longitud axial media en los ojos izquierdos (4,20 ± 0,67 mm vs. 4,44 ± 0,81 mm) no fue estadísticamente significativa (p = 0,39, Mann-Whitney no paramétrico).
Figura 1. Mediciones axiales del ojo derecho antes y después de la reticulación escleral y tarsorrafía vs mediciones axiales ojo izquierdo. La media de longitud axial del ojo derecho antes de la reticulación escleral y tarsorrafía (inicio RE) y después de la eliminación de la tarsorrafía 55 días después (finales RE). La longitud axial media del ojo izquierdo en la línea base (LE inicio) y 55 días más tarde (final LE). El ojo izquierdo no fue operado y se dejó abierta. Las barras de error indican el error estándar de la media. (Re-impreso con Permission de la referencia 27). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La Figura 2. Mediciones axiales del ojo derecho antes y después de tarsorrafía vs mediciones axiales ojo izquierdo. La media de longitud axial del ojo derecho antes tarsorrafía (inicio RE) y después de la eliminación de la tarsorrafía 55 días después (finales RE). La longitud axial del ojo izquierdo en la línea base media (LE start) y 55 días después (finales LE) .El ojo izquierdo no fue operado y se dejó abierta. Las barras de error indican el error estándar de la media. (Re-impreso con el permiso de la referencia 27). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
Se presenta el primero en el estudio in vivo de la prevención de la miopía axial en un modelo de conejo utilizando la tecnología de reticulación con riboflavina y la irradiación UVA. Aunque diferentes animales de laboratorio pueden ser utilizados en este tipo de estudio, elegimos conejos principalmente debido al tamaño de los ojos y la necesidad de realizar la reticulación en la superficie escleral.
Se encontró que la exposición de la esclerótica conejo y la sutura de los párpados superior e inferior que se emplearán procedimientos. Recomendamos recortar los márgenes de los párpados y el uso de las suturas mencionadas en el protocolo para asegurar que los párpados están firmemente cerrados para el período dado sin necesidad de correcciones.
Una cosa importante a tener en cuenta es la necesidad de calibrar el dispositivo de irradiación y la fibra óptica para la energía de la energía requerida.
H & E cortes histológicos no revelaron cambios tóxicos en la retina de los ojos que se sometieron al procedimiento de reticulación. Otras investigaciones deben llevarse a cabo para hacer frente a la potencial toxicidad de la riboflavina y la irradiación UVA en la retina, coroides y la esclerótica, con un enfoque en la posición, la cantidad de energía y tiempo de exposición.
Varias limitaciones de esta consideración orden de estudio. Sólo se midieron preoperatoria y longitudes axiales postoperatorias. La longitud axial del globo ocular se midió por A-ecografía. No hemos de evaluar las propiedades de refracción análisis biométricos, o propiedades biomecánicas de la esclerótica.
Tomados en conjunto, creemos que el efecto de reticulación escleral con riboflavina y UVA en la elongación axial del ojo del conejo tendrá un impacto positivo en la investigación de la miopía.
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Disclosures
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.
Acknowledgments
Los autores agradecen a la Sra. Dalia Sela y el Sr. Emi Sharon por su trabajo técnico profesional y excelente en el laboratorio.
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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