Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Utveckling av en Published: April 6, 2016 doi: 10.3791/53907

Summary

Nuvarande modeller in vitro för utvärdering av kontaktlinser (CLS) och andra ögonrelaterade applikationer är mycket begränsad. De presenterade okulär plattform simulerar fysiologisk tårflöde, riva volym, luftexponering och mekaniskt slitage. Detta system är mycket mångsidig och kan appliceras på olika in vitro-analyser med CLS.

Introduction

Två viktiga områden av intresse inom kontaktlinsen (CL) arena inkluderar obehag och utveckling av nya CL applikationer. Belysa mekanismerna bakom CL obehag är en fråga som har gäckat fältet för årtionden. 8 Utvecklingen av nya, funktionella CLS såsom drug delivery-enheter 1,3,9 och biosensorer, är 10-12 ett område av växande intresse, med stora potentiella marknader. I båda fall skulle en sofistikerad in vitro-modell ge relevant information för att hjälpa till med att välja lämplig linsmaterial eller konstruktionsegenskaper under utvecklingsfasen. Tyvärr, ström in vitro-modeller för utvärdering av CLS och andra ögonrelaterade applikationer är relativt rå och osofistikerade. Traditionellt in vitro CL studier som utvärderar tårfilmen deponering eller drug delivery utförs i statiska, stora volymer ampuller innehållande en fast vätskevolym, som greatly överstiger fysiologiska mängder. Vidare saknar denna enkla modell det naturliga tårflöde komponenten och den blinkande reflex, vilka båda definierar faktorer hos den okulära miljön.

Utvecklingen av ett sofistikerat, fysiologiskt relevant öga "modell" kommer att kräva en tvärvetenskaplig strategi och kräver betydande validering vivo. Av dessa skäl är mycket mångsidig, så att modellen kan kontinuerligt förbättras genom framtida uppgraderingar och modulationer den grundläggande ramen för vår in vitro ögonmodell. Hittills är modellen kan simulera tår volym, tårflöde, mekaniskt slitage och luftexponering. Syftet är att skapa en in vitro-modell som kommer att ge meningsfulla resultat, vilket är förutsägande och komplement till in vivo och ex vivo observationer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla experiment genomfördes i enlighet och överensstämmelse med alla relevanta riktlinjer som anges av University of Waterloo: s djurförsök etiska kommitté. Nötkreatur ögon är generöst skänkt från en lokalt slakteri.

1. Ögon Modell

  1. Utformning och tillverkning av formar 13
    1. Utforma ögonmodeller enligt den genomsnittliga fysiologiska dimensioner humana vuxna ögon. 13
    2. Lämna ett mellanrum på 250 pm mellan ögongloben och ögonlocket bitar av ögonmodellen. Utforma de respektive formarna med hjälp av datorstödd konstruktion (CAD) programvara.
    3. Skapa ny .cad fil eller .sldprt fil med AutoCAD eller Solidworks. Skapa 3D-modeller av den mänskliga ögongloben / ögonlock. Skapa formar av modellerna och spara formarna som STL-filer.
    4. Importera STL-filer till 3D-program skrivare (t.ex. makeware för replicator2). Ange parametrar för utskrift (plats, torftiga, skala, orientering, jämnhet, etc. 13.
    5. Spara filen som G-kod fil för 3D-skrivare för att läsa. Väljer material, såsom PLA (polymjölksyra), ABS (akrylonitril-butadien-styren), PC (polykarbonat), eller en kombination därav, för att skriva ut formarna 13.
    6. Installera önskad filament av materialet enligt val. Importera G-kod fil i 3D-skrivare för att läsa. Skriva ut formen.
      OBS: Alternativt producera ögon formarna med hjälp av en dator numerisk styrd (CNC) maskin, om en jämnare yta på ögonmodellen önskas. För CNC mögel produktion, är material för formar inte längre begränsad till termisk plast, men sträcker sig till metall, keramik, och kemiskt resistiva polymerer såsom polytetrafluoretylen.
    7. Öppna CNC-mjukvarugränssnittet som är ansluten till en skärborr. Konstruera 3D formar enligt front, topp, sida, och perspektivvyer av de tidigare konstruerade ögongloben / ögonlock modellformar i programvarustyrgränssnittet. Välj lämpliga parametrar förbearbetning (bitstorlek, substratmaterialet, godstjocklek) och fortsätt att skära formen.
  2. Syntes av Okular Använda PDMS
    1. Med hjälp av en spruta, mäta 10 ml volym av PDMS (polydimetylsiloxan) bas och fylla den till en 15-50 ml centrifugrör. Tillsätt 10% vikt / volym av elastlösningen av den totala vikten av PDMS. Med hjälp av en magnetomrörarstav, blanda lösningarna väl.
    2. Häll PDMS lösning i ögongloben och ögonlocket formar. Tillåta PDMS sedimentera vid RT O / N (eller i minst 12 h) för att starta polymerisation och för att tillåta bubblor att lösas ut från polymeren.
      OBS: Se till att det inte finns några bubblor kvar i PDMS som kan stiga eller expandera.
    3. Därefter satte formarna i en 75 ° C (167 ° F) ugn under 1 h, eller 150 ° C (302 ° F) under 5 min. För en mjukare gel, låt PDMS sitta vid rumstemperatur under åtminstone 48 timmar för att fullständigt polymerisera.
    4. Sätta proverna i en frys för några min; detta kommer att krympa PDMS och förenklaavlägsnandet av proven från formarna. Extrahera okularen från formarna med användning av en tunn spatel.
    5. För leverans av lösning in i utrymmet mellan ögongloben och ögonlocket bitar, ansluta en 1/16 "x 1/8" polytetrafluoretylen rör med en "lika ben kopplare rörkoppling 1/16 och fäst den på ögonlocket bit på slangen hål .
  3. Syntes av ögonglob Piece Använda Agarose
    OBS: Den eyeball stycket kan syntetiseras med användning av andra polymerer såsom agaros. Följande procedur kan även modifieras för att producera okular från en mängd olika agar typer, såsom PDA (potatisdextrosagar) eller SDA (Sabouraud dextrosagar).
    1. För framställning av en 2% (2 g / 100 ml) gel, mått 2 g agaros och blanda med 100 ml ultrarent vatten. Bringa lösningen till kokning (100 ° C) så att agarosen löser sig fullständigt. Låt lösningen svalna i 5 min.
    2. Häll lösningen i ögongloben formen och låt lösningen svalna i 30 min vid RT. Avlägsna de ögongloben bitar med en spatel. Lagra ögongloben agar i en -20 ° C frys för senare användning. För mikrobiologi studier, sterilisera ögongloben formarna efter autoklavering och / eller UV-bestrålning.
  4. Inkorporering av bovint Cornea på PDMS ögonglob
    OBS:. Detta protokoll har anpassats från Parekh et al 14
    1. Utföra dissekering och inkorporering av nötkreaturshornhinnor i sterila förhållanden under en huv med laminärt flöde. Förvärva ögonen och dissekera dem på samma dag.
    2. Vrid flöde huva på under 10 minuter före användning och desinficera med 70% etanol alkohol. Se till att alla material och instrument är sterila genom autoklavering vid 273 ° F / 133 ° C under 45 min, och placerad inte mindre än 4 inches från flöde huva ingången.
    3. Sänk ned bovint ögat i en bägare innehållande en utspädd povidon-jodlösning i 2 min. Skölj ögat i en bägare innehållande fosfatbuffrad koksaltlösning (PBS) pH 7,4. Använda pincett placera försiktigt ögat på en glaspetriskål, hornhinnan uppåt.
    4. Avlägsna överflödigt muskler och fettvävnad genom att skära på den sklerala fästpunkter med trubbiga änden dissektion sax. Förfoga över överflödig vävnad i en steril bägare avsedd för animaliskt avfall.
    5. Använda mikro-sax, ta bort bindhinnan från ögat. Linda ögat med steril gasbinda, upprätthålla ett avstånd på minst 1 cm från limbus.
    6. Med användning av en skalpell, incisionsfilm sklera ca 2 mm från limbus regionen och ytligt för att undvika penetrering av den underliggande åderhinnan och glaskroppen. Noggrant förlänga snittet 360 ° med hjälp av en skalpell eller dissektion sax utan att deformera hornhinnan från sin naturliga krökning.
    7. Med fin pincett, ta bort hornhinnan från ögat. Använd pincett, försiktigt bort eventuellt vidhäftande uveal vävnad och skölj hornhinnan med PBS.
    8. Förvara hornhinnan vid 31ºC i en steril behållare med kulturmedium (såsom Medel 199) innehållande 3% fetalt bovint serum för att upprätthålla vävnads fukt och cell näring.
    9. Före experiment, vila utskurna hornhinnan på PDMS ögongloben, och klämma de två delarna tillsammans med en specialiserad clip-on.

2. Blink-plattform

  1. Design och produktion av Blink-plattform
    OBS! Blink-plattformen består av tre funktionella delar: ögonmodellen (beskrivs i avsnitt 1), växelsystem och elektroniska system.
    1. Konstruktion och tillverkning blink plattform med hjälp av CAD och 3D-utskrifter, som liknar det som beskrivits för ögonmodellen (avsnitt 1.1). Utforma växelsystem så att det översätter enkel rotation av motorerna i den laterala och rotationsrörelser av okular. 15
    2. Med hjälp av drev och kugghjulsmekanismen, översätta rotationsrörelse hos en stegmotor i den laterala rörelsen hos en pinjong, vilken är ansluten till de ögonlocks bitar.
    3. Användakonjugat växelsystem, amplifiera en rotationsrörelse från en stegmotor i tre (eller fler) rotationsrörelser för tre olika ögonglob bitar.
    4. Rikta in de två växelsystem, en för ögonlocket och en för ögonglob, så att avståndet mellan de två är konstanta. Montera det elektroniska systemet med en mikrokontroller, motorskydd, och två motorer.
      OBS: Använd två stegmotorer för att ge rotationsmotorer, som är översatt av växeln i en blinkande rörelse.
    5. Anslut de två stegmotorer med ett system bestående av en motor sköld staplade på mikrokontroller. Anslut och konfigurera elektroniska komponenter att arbeta med öppen källkod produkter.
    6. Programmera systemet för att styra motorparametrar såsom varv per minut (rpm) antal omgångar framåt, antal rundor bakåt och vrida stil.
      OBS: Se kompletterande "Arduino kodfil" för mer information.
    7. Ladda ner systemprogramvaran från manufacturers hemsida.
    8. Installera programvaran och öppna den. Skriva koden för att styra stegmotorer i den önskade konfigurationen. Ansluta systemet med en källa för att driva det elektroniska systemet, så att motorerna flytta på det önskade sättet som definierats av forskaren.
      OBS: Se kompletterande "Arduino kodfil".
  2. Montering med Microfluidics (Artificial Tear Solution)
    1. Ta den syntetiserade ögongloben och ögonlocket bitar och glida dem på motsvarande clip-ons för ögonmodellen. Ansluta slangen som är förbunden med en spruta och placeras på den mikroflödespump med ögonlocket stycket (avsnitt 1.2.5). Provkör plattform och kontrollera konsekvent rörelse.
    2. Prime slangen och kontrollera att en stadig ström av artificiell tår lösning (ATS). Receptet för ATS har tidigare rapporterats. 16
    3. flytta manuellt ögon modellen delar tillsammans på en nivå plan, så att ögongloben och ögonLocket är i kontakt. Ställa in flödeshastigheten för mikroflödespumpen till önskade värden. Ställ fysiologiska flödeshastigheter till 1-1,5 l / min. 17
    4. Starta pumpen och ställdon för att börja experimentera. För läkemedelsadministreringsexperiment, placera den läkemedelsinnehållande kontaktlins på ögongloben stycket.
    5. Tillåta genomströmning vätska att droppa in i en 12-brunnars platta. Vid de önskade fastställts tidsintervall, kvantifiera analyten eller läkemedelskoncentrationen med användning av vanliga detektionsmetoder, såsom UV-Vis-spektroskopi eller fluorescens. 1,4,18
    6. För studier som utvärderar avsättning av tear komponenter på kontaktlinser, placera kontaktlins på "ögongloben" bit. Samla genomflödesvätska, som kan kasseras.
    7. Efter att de önskade tidsintervall, ta bort kontaktlinsen från ögongloben stycket och förbereda linsen för vidare analys, såsom konfokalmikroskopi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De syntetiserade ögon formarna erhållna från verkstaden och från 3-D utskrift visas i Figur 1. Dessa formar kan användas med en mängd olika polymerer, såsom PDMS och agaros, för att producera okular med de önskade egenskaperna. Den vinkade monteringen av ögonmodellen plattform med en mikroflödessprutpump visas i figur 2. Plattformen simulerar mekaniskt slitage via rotationen av ögongloben stycket, och luft exponering genom den laterala in och ut rörelse av ögonlocket stycket. Tårvätska infunderas i ögonlocket från en mikroflödes pump vid den önskade flödeshastigheten, och genomflödes fluid kan uppsamlas i en 12-brunnars platta.

Förfarandet för dissektion av en bovin lins, och montering på en PDMS okular är avbildad i figur 3. Överskottet vävnader separeras från ögat och kasseras, följt av avlägsnandei bindhinnan. Avlägsnandet av hornhinnan börjar med ett snitt i sklera nära limbus. Figur 4 visar den variation av okular som skulle kunna användas för olika in vitro- analyser. De monterade ögongloben bitar visas syntetiseras från PDMS, agar, och en ex-vivo bovint hornhinnan är monterad på en PDMS ögongloben bit.

Figur 5 visar en studie som utvärderar frisättningen av ett antibiotikum, moxifloxacin, från CLS. 18 Mätt i den traditionella flaskan modellen sker frisättning av läkemedel inom de första två timmar, följt av en platå fas. I motsats härtill visar den nya ögonmodellen läkemedelsfrisättning att vara långsam och hållbar i upp till 24 h. 18 En studie som utvärderade avsättningen av kolesterol på CLs visas i figur 6. Den kolesterol i studien var fluorescensmärkta i form av NBD -kolesterol (7-nitrobens-2-oxa-1,3-diazol-4-yl-kolesterol), och deposition avbildades med användning av laserskanning konfokalmikroskopi. Resultaten tyder på att det finns betydande skillnader när deponerings studier utförs i en flaska jämfört med ögonmodellen.

Figur 1
Figur 1. okular formar. (A) Eyeball bit mögel från verkstaden. (B) Ögon lock mögel från 3-D utskrift. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 2
Figur 2. En in vitro okulär plattform. (A) Cirkulär rörelse simulerar mekaniskt slitage. (B) sidorörelse ger intermittent luftexponering. (C) tårvätska infusion i ögonlocket. (D) Samla brunnar. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figur 3
Figur 3. Dissektion och inkorporering av bovint hornhinnan. (A) Avlägsnande av överflödig vävnad. (B) avlägsnande av bindhinnan. (C) snitt i limbus regionen. (D) Den utskurna hornhinnan kan lagras eller monteras på en PDMS ögongloben bit. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Exempel på okular. Exempel på PDMS okularet med en kontaktlins, en agar okularet och ex vivo bovint hornhinnan monterad okularet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5. Drug delivery använder in vitro okulär plattformen i. Release av moxifloxacin från endagslinser från (A) en stor volym statisk flaska och (B) ögat modell (Re-print med tillstånd från Föreningen för forskning i Vision och Ophthalmology). 18 Samtliga data rapporteras som medelvärde ± standardavvikelse. klicka här för att se en större version av denna siffra.


Figur 6. Kolesterolavsättning med användning av den okulära plattformen in vitro. Konfokala bilder som visar ett tvärsnitt av Etafilcon A, nelfilcon A, nesofilcon A, ocufilcon B, delefilcon A, somofilcon A, narafilcon A efter 4 h inkubation med NBD-kolesterol i ampull och ögonmodellen. klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Det finns tre viktiga steg i det protokoll som kräver särskild uppmärksamhet: design och tillverkning av formar (avsnitt 1.1), plattformsaggregatet (avsnitt 2.2.1-2.2.3), och övervaka den experimentella körningen (avsnitt 2.2.4-2.2.7 ). I termer av utformning och tillverkning av formar (avsnitt 1.1), bör ögongloben stycket utformas i enlighet med dimensionerna hos en mänsklig hornhinna. Det kan dock kräver flera prototyper av formen innan en ögonglob pjäs kan skapas som passar perfekt en kommersiell kontaktlins (CL). Dessutom till de 250 ^ m behov upprätthållas när ögongloben och ögonlocket stycket är i kontakt för att säkerställa tårvätskan strömmar jämnt genom hela ögonmodellen när ett CL är närvarande. Detta avstånd kan ändras i framtida iterationer, men bör inte vara mindre än 150 ^ m för att medge tillräckligt avstånd för att passa en CL. Plattformssammansättningen (avsnitt 2.2.1-2.2.3) kräver noggrann uppmärksamhet så att ögongloben och ögonlocket bit komma in contaCT under blink rörelse. Om okular är inte i perfekt kontakt misslyckas sedan simulering av en sluten ögonlock och mekanisk nötning. Operatören bör observera plattform i rörelse för några cykler för att säkerställa att både ögongloben och ögonlocket är i kontakt, och att gnugga sker som programmeras. Den nuvarande plattformen är konstruerad för att köras kontinuerligt under en månad, men en operatör bör alltid kontrollera på stabiliteten i systemet varje 24 tim när man kör ett experiment (avsnitt 2.2.4-2.2.7). Detta är viktigt eftersom den nuvarande plattformen inte har en temperatur eller fuktreglering, och fluktuationer i dessa parametrar kunde torka upp CLS. Om detta inträffar, placera ögonmodellen inom en kontrollerad fuktighet och temperatur kammaren. Dessutom, för läkemedelsadministreringsexperiment, det uppsamlade genomströmningsvätskan ska analyseras eller lagras åtminstone var 2 h för att undvika signifikant avdunstning av provet.

Det finns för närvarande två begränsningar den presenteradeögonmodellen. Den första begränsningen är när det gäller exponering för den omgivande miljön. För närvarande, eftersom okular inte är inneslutna i en kontrollerad kammare, kommer förändringar såsom temperatur och fuktighet i arbetsområdet påverka olika aspekter av experimenten. Till exempel, om miljön är för torr, då CLS torka upp snabbare och kunde skilja från ögongloben stycket eller genomströmnings vätska kan avdunsta. För att ta itu med detta problem, kommer framtida iterationer inrymma ögonmodellen i en kontrollerad temperatur- och fuktighetskammaren. Den andra begränsningen avser komplexiteten ögongloben stycket. För närvarande, okularen är enkla, bestående av antingen PDMS eller agaros, varken som verkligen representerar hornhinnan ytegenskaper. Framtida arbete kommer att sträva efter att ta fram ögonmodeller som närmare efterliknar hornhinnans ytstrukturer.

In vitro okulär forskning i allmänhet betraktas som den föregående testfasen in vivo forskning. Dock,Det är viktigt att komma ihåg att in vitro-forskning också kan vara ett komplement till in vivo-data, vilket ger viktiga insikter som annars inte kan uppnås från in vivo enbart studier. Tyvärr, den nuvarande in vitro-modeller för att testa CLS rudimentära och saknar flera viktiga komponenter på ett tillfredsställande sätt imiterar in vivo miljö. Till exempel är in vitro CL studier utförts i injektionsflaskor innehållande 2-5 ml fosfatbuffrad saltlösning, 1-6 som i hög grad överstiger fysiologiska riva volymer 7,0 ± 2 l. 7 Dessutom två viktiga faktorer i den okulära miljön, naturlig tårflöde och blinkande reflex, är frånvarande från den enkla statiska flaskan modell. Begränsningarna i den konventionella flaskan modellen har erkänts av forskare, och försök har gjorts för att skapa unika in vitro ögonmodeller som simulerar ögon miljön, genom att inkludera en mikroflödes tår påfyllning komponent 20-24 och / eller intermittent luftexponering. 25,26 Inte överraskande, de resultat som erhållits från dessa experiment är mycket annorlunda än de som erhålls med den konventionella flaskan modellen, och får mer liknar in vivo-data. 20-25 Att utveckla en intrikata in vitro ögonmodell för att undersöka CLs kommer att ge nya insikter om samspelet mellan linsmaterial med ögats yta, och att underlätta utvecklingen av nya material och nya användningsområden för CLs under de kommande decennierna.

Utan tvekan, är en av de mest omdebatterade aspekterna av in vitro-ögonmodellen huruvida ögat liknar en oändlig handfat, vilket är särskilt viktigt när det gäller att läkemedelstillförsel från CLS. Under oändliga sjunkförhållanden, är volymen av den omgivande lösningen betydligt högre än den läkemedelsmättnadsvolym, så att läkemedelsfrisättning inte påverkas av läkemedlets löslighet. 27 förespråkar för flaskan som en acceptable ögonmodellen hävdar att hornhinnan, bindhinnan, och omgivande okulära vävnader tillsammans fungera som en oändlig handfat. Även i teorin kan vara sant, måste läkemedlet först upplöses i tårvätskan. Denna hastighetsbegränsande steget är sannolikt inte ett handfat tillstånd, och kommer att vara beroende av både tår volym och flöde som simuleras av vår modell.

Den unika identiteten för den presenterade modellen ligger i dess förmåga att efterlikna tårfilmen. Genom att anta en tvådelad konstruktion, en "hornhinnan / skleral" eyeball sektion och en "ögonlocket", är det möjligt att skapa en jämnt fördelad tunt lager av tårfilm över ögongloben stycke när båda delarna kommer i kontakt. För att ytterligare simulera den okulära ytan, är mekaniskt slitage och luftexponering införlivas i modellen genom två mekaniska ställdon. Som ögonlocket pjäs flyttas i sidled, simulerar det stängningen av ögat och intermittent luftexponering. Rotationen av ögongloben simulerar mekaniskt slitage produceras During blinkar. Systemet är kopplat till ett mikrofluidpump, som genomsyrar den ögonmodellen med tårvätska vid ett fysiologiskt flödeshastighet eller någon annan önskad flödeshastighet. Tårfilmen bildas varje gång de två delarna kommer i kontakt, och riva break-up uppstår när de två delarna separerar.

Målet är att skapa en universell testning plattform för att utvärdera CLs för olika in vitro analyser. För att vara mångsidigt, kan ögongloben styckena syntetiseras från olika polymerer såsom polydimetylsiloxan (PDMS) eller agar. För enkla okulära undersökningar, kommer dessa polymerer, som representerar hydrofoba och hydrofila ytor respektive, räcka. Men eftersom fler komplexa analyser behövs, t ex okulär läkemedelspenetration eller toxicitetsstudier, de okular kommer att behöva ytterligare modifieras. Dessa ytterligare modifieringar av modellen, såsom införandet av en ex vivo hornhinna som visas är relativt genomförbara. Men ytterligare valideringsstudierkrävs och det framtida arbetet kommer att sträva efter att förbättra giltigheten av denna modell genom att jämföra den med in vivo-modeller.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har ingenting att lämna ut.

Acknowledgments

Författarna vill tacka för vår finansieringskälla NSERC 20/20 nätverk för utveckling av avancerade oftalmologiska Materials.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Arduino Uno R3 (Atmega328 - assembled) Adafruit 50 Board
Stepper motor Adafruit 324 Motor and Motor shield
Equal Leg Coupler 1.6mm 1/16" VWR CA11009-280 50 pcs of tube connector
Tubing PT/SIL 1/16"x1/8" VWR 16211-316 Case of 50feet
PDMS Dow Corning Sylgard 184 Solar Cell Encapsulation
Agarose, Type 1-A, low EEO Sigma-Aldrich A0169-25G
PHD UltraTM Harvard Apparatus 703006 MicroFluidic Pump
Bovine cornea Cargill, Guelph/ON
Soldidworks Dassault Systemes Software
3-D printing University of Waterloo - 3D Print Centre
Dissection tools Fine Science Tools General dissection tools
Medium 199 Sigma-Aldrich Culture medium storage for cornea
Fetal bovine serum Thermo Fisher Add to culture medium, 3% total volume

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Bioteknik ögonmodell okulär in vitro kontaktlinser tår nedfall drug delivery agar modell ögon material,
Utveckling av en<em&gt; In Vitro</em&gt; Ögon plattformen Testa Kontaktlinser
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Phan, C. M., Walther, H., Gao, H.,More

Phan, C. M., Walther, H., Gao, H., Rossy, J., Subbaraman, L. N., Jones, L. Development of an In Vitro Ocular Platform to Test Contact Lenses. J. Vis. Exp. (110), e53907, doi:10.3791/53907 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter