Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Развитие Published: April 6, 2016 doi: 10.3791/53907
Automatic Translation
1, 1, 2, 1, 1, 1
1School of Optometry and Vision Science, University of Waterloo, 2Medella Health

Summary

Современные модели в пробирке для оценки контактных линз (КНК) и других приложений , связанных с глаз сильно ограничены. Представленная глазное платформа имитирует физиологическую поток разрыв, слезоточивый объем, воздействия воздуха и механического износа. Эта система является универсальным и может быть применен к различным в пробирке анализов с CLs.

Introduction

Два важных областях, представляющих интерес в пределах контактных линз (CL) арене включают дискомфорт и разработку новых приложений CL. Выяснение механизмов , лежащих в основе CL дискомфорта является вопросом , который ускользает поле в течение многих десятилетий. 8 Развитие новых, функциональных КН, такие как устройства доставки лекарственных средств 1,3,9 и биосенсоров, 10-12 является областью растущего интереса, с существенными потенциальными рынками. В обоих случаях, сложная и в модели пробирке будет предоставлять соответствующую информацию для оказания помощи в выборе материалов подходит для объективов или конструктивных характеристик на этапе разработки. К сожалению, в настоящее время моделях пробирке для оценки КН и других приложений , связанных со зрением являются относительно грубыми и бесхитростно. Традиционно, в пробирке исследования CL , оценивающие слезоточивым осаждения пленки или доставки лекарственного средства выполняются в статических, больших флаконах объемом , содержащих фиксированный объем жидкости, который GreaTLY превышает физиологические количества. Кроме того, эта простая модель не естественный компонент потока на разрыв и мерцающего рефлекс, оба из которых являются определяющими факторами глазного среды.

Разработка сложных, физиологически соответствующих глаз "модели" потребует междисциплинарного подхода и требуют существенной в естественных условиях проверки. По этим причинам, фундаментальная основа для нашей экстракорпорального модели глаза в очень универсальна, так что модель может быть постоянно улучшена за счет будущих обновлений и модуляций. На сегодняшний день модель способна имитировать слезоточивый объем, слезоточивый поток, механического износа и воздействия воздуха. Цель состоит в том, чтобы создать модель в пробирке , которая обеспечит значимые результаты, что является предсказанием и бесплатно в естественных условиях и естественных условиях наблюдений бывших.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все эксперименты были завершены в соответствии и с соблюдением всех соответствующих руководящих принципов, изложенных в Университете Ватерлоо исследований животных комитета по этике. Бычьего глаза щедро пожертвовали от местного бойне.

1. Модель глаз

  1. Проектирование и производство пресс - форм 13
    1. Дизайн модели глаз в соответствии со средними физиологических размеров взрослого глаз человека. 13
    2. Отступ 250 мкм между глазным яблоком и веко куски модели глаза. Конструкция соответствующих пресс-форм с помощью разработки программного обеспечения автоматизированного (САПР).
    3. Создать новый файл .cad или .sldprt файл с AutoCAD или Solidworks. Создание 3D модели человеческого глазного яблока / веко. Создание форм из моделей и сохранять формы в виде .stl файлов.
    4. Импорт .stl файлов в программное обеспечение принтера 3D (например, makeware для replicator2). Укажите параметры печати (местоположение, разреженность, масштаб, ориентация, гладкость и т.д. 13.
    5. Сохраните файл под именем G-кода файла для 3D-принтеров для чтения. Выберите материалы , такие как АПТ (полимолочной кислоты), ABS (акрилонитрил - бутадиен - стирол), PC (поликарбонат), или их комбинации, для печати пресс - формы 13.
    6. Установить желаемую нить материала выбора. Импорт файла G-кода в 3D-принтер для чтения. Печать пресс-формы.
      Примечание: В качестве альтернативы, производят глазные формы с помощью компьютера числовым программным управлением (ЧПУ) машина, если гладкая поверхность на модели глаза желательно. Для изготовления пресс-форм с ЧПУ, материалы для пресс-форм, больше не ограничивается тепловыми пластике, но распространяется на металл, керамика, а также химически резистивных полимеров, таких как политетрафторэтилена.
    7. Открытый программный интерфейс с ЧПУ, который соединен с режущим сверлом. Построить 3D формы в соответствии с передней, сверху, сбоку и вид в перспективе ранее построенной модели глазного яблока / веко форм в программном интерфейсе управления. Выберите соответствующие параметры дляобработка (немного размер, материал подложки, толщина материала) и приступить к вырезать форму.
  2. Синтез Окуляры с использованием PDMS
    1. С помощью шприца, измерить 10 мл объема PDMS (полидиметилсилоксана) базы и заполнить его в центрифужную пробирку 15-50 мл. Добавьте 10% вес / объем раствора эластомера от общей массы PDMS. С помощью палочки-мешалки, смешать растворы хорошо.
    2. Налейте раствор PDMS в глазное яблоко и веко формы. Разрешить PDMS, чтобы поселиться в РТ O / N (или, по крайней мере, 12 ч) для начала полимеризации и позволить пузырьки, чтобы растворить из полимера.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в том, что нет никаких пузырей, оставленных в PDMS, которые могут расти или расширяться.
    3. Затем поместите пресс-формы в 75 ° С (167 ° F) духовке в течение 1 ч, или 150 ° C (302 ° F) в течение 5 мин. Для получения более мягкого геля, пусть PDMS сидеть при комнатной температуре в течение по крайней мере 48 часов, чтобы полностью полимеризуется.
    4. Поместите образцы в морозильной камере в течение нескольких минут; это будет сжать PDMS и упроститьВскрытие образцов из пресс-форм. Извлеките окуляры из пресс-форм с помощью тонкого шпателя.
    5. Для доставки раствора в пространство между глазным яблоком и веко куски, соединить 1/16 "х 1/8" политетрафторэтилена трубку с разъемом 1/16 «равной ноге стяжка трубы и прикрепить его к веко кусок в отверстие трубки ,
  3. Синтез Eyeball Кусок Использование агарозном
    Примечание: Глазное яблоко часть может быть синтезирована с использованием других полимеров, таких как агароза. Следующая процедура также может быть изменен, чтобы произвести глаз кусочки из различных типов агар, таких как PDA (картофельный агар с декстрозой) или SDA (декстрозный агар Сабуро).
    1. Для получения 2% (2 г / 100 мл) гель, мера 2 г агарозы и смешивают с 100 мл сверхчистой воды. Доведите раствор до кипения (100 ° C) таким образом, что агарозном растворяется полностью. Дают раствору остыть в течение 5 мин.
    2. Налейте раствор в глазное яблоко формы и дайте раствору остыть в течение 30 мин при комнатной температуре. Удалить глазного яблока кусочки с помощью шпателя. Хранить агар глазного яблока в -20 ° С с морозильной камерой для последующего использования. Для исследований микробиологических, стерилизовать глазного яблока формы автоклавированием и / или УФ-облучения.
  4. Включение бычьего роговицу на PDMS Eyeball
    Примечание:. Этот протокол был адаптирован из Parekh и др 14
    1. Выполните рассечение и включение говяжьих роговицу в стерильных условиях под колпаком с ламинарным потоком. Приобретать глаза и рассекать их в тот же день.
    2. Поверните кожух потока на 10 мин до использования и дезинфицировать с 70% -ным спиртом этанола. Убедитесь в том, что все материалы и инструменты стерильны автоклавированием при 273 ° F / 133 ° С в течение 45 мин, и расположены не менее 4 дюймов от входа капота потока.
    3. Опустить глаза крупного рогатого скота в химический стакан, содержащий разбавленный повидон-йода в течение 2 мин. Промыть глаза в химический стакан, содержащий фосфатно-буферный раствор (PBS), рH 7.4. Использование щипцов осторожно положите глаз на стеклянную чашку Петри, роговице лицевой стороной вверх.
    4. Удалите излишки мышц и жировой ткани путем разрезания на склеры точек крепления с тупым концом рассечение ножницами. Утилизацию избыточной ткани в стерильный стакан, предназначенную для отходов животного происхождения.
    5. С помощью микро-ножницы, удалите конъюнктиву из глаза. Оберните глаз стерильной марлей, сохраняя расстояние не менее 1 см от лимба.
    6. Используя скальпель, надрезать склеры примерно 2 мм от лимба области и поверхностно таким образом, чтобы избежать проникновения нижележащей сосудистой оболочке глаза и стекловидного тела. Осторожно продлить разрез на 360 ° с помощью скальпеля или рассечение ножницами, не деформируя роговицу от его естественной кривизны.
    7. С тонким пинцетом, удалите роговую оболочку из глаза. Использование щипцов, тщательно удалить любые остатки увеальной ткани и промойте роговицу с PBS.
    8. Храните роговицу при 31ºC в стерильный контейнер с культуройсреда (например, среде 199), содержащий 3% фетальной бычьей сыворотки, чтобы поддерживать влажность тканей и клеток питание.
    9. До начала экспериментов, отдохнуть вырезанную роговицу на глазное яблоко PDMS, и зажимают две части вместе со специализированным Петличный.

2. Blink-платформа

  1. Проектирование и производство Blink-платформы
    Примечание: Мигание-платформа состоит из трех функциональных частей: модель глаза (как описано в разделе 1), трансмиссионные системы, а также электронная система.
    1. Проектирование и производство моргания платформу с использованием САПР и 3D-печать, аналогичную описанной для модели глаза (раздел 1.1). Конструкция системы передач таким образом, что она транслирует простое вращение двигателей в боковых и вращательных движений в окуляры. 15
    2. С помощью шестерней и передаточный механизм, перевести вращательное движение шагового двигателя в боковом движении зубчатого колеса, которое соединено с веко штук.
    3. Используясопряженная система передач, усиливать одно вращательное движение от шагового двигателя на три (или более) ротационных движений для трех различных частей глазного яблока.
    4. Совместите два передаточных систем, один для веко и один для глазного яблока, таким образом, чтобы расстояние между двумя постоянными. Соберите электронную систему с микроконтроллером, щитом двигателя и двух двигателей.
      Примечание: Используйте два шаговых двигателей, чтобы обеспечить вращательных двигателей, что переводится системой передачи в мигающем движения.
    5. Соедините два шаговых двигателей с системой, состоящей из двигателя щита устанавливаются на микроконтроллер. Подключение и настройка электронных компонентов для работы с открытыми исходными кодами программных продуктов.
    6. Программирование системы для контроля параметров двигателя, таких как выстрелов в минуту (RPM), количество раундов вперед, количество раундов назад и поворота стиля.
      Примечание: Обратитесь к дополнительному "Arduino файл кода" для подробностей.
    7. Загрузите программное обеспечение системы с масайт nufacturers.
    8. Установка программного обеспечения и открыть его. Написать код для управления шаговым двигателем в нужной конфигурации. Подключение системы с источником для питания электронной системы, так что двигатели двигаться в желаемом порядке, как это определено исследователем.
      Примечание: Обратитесь к дополнительному "Arduino файл кода".
  2. Монтаж с Microfluidics (Tear Искусственное Solution)
    1. Возьмите синтезированный глазного яблока и век кусочки и скольжения их на соответствующие им клип дополнения для глаз модели. Подключите трубку, которая соединяется с помощью шприца и расположенный на микрожидком насоса с веко части (раздел 1.2.5). Пробный запуск платформы и проверить для последовательного движения.
    2. Премьер-трубки и проверьте наличие стационарного потока искусственного раствора слезной (ATS). Рецепт для САР уже сообщалось ранее. 16
    3. Вручную переместить модели глаза вместе частей на ровной поверхности, таким образом, что глазное яблоко, и глазкрышки находятся в контакте. Установить расход микрожидком насоса до требуемых значений. Установить физиологические скорости потока в 1-1.5 мкл / мин. 17
    4. Включите насос и исполнительные механизмы, чтобы начать эксперимент. Для экспериментов доставки лекарственного средства, место, содержащим лекарственное средство контактные линзы на глазное яблоко кусок.
    5. Дайте проточный жидкости капать в 12-луночный планшет. В нужный набор интервалов времени, количественного определения анализируемого вещества или концентрации лекарственного средства с использованием обычных методов обнаружения , таких как УФ-Vis спектроскопии или флуоресценции. 1,4,18
    6. Для исследований, оценивающих осаждение компонентов слезных на контактные линзы, поместите контактные линзы на "глазного яблока" кусок. Собирают проточную жидкость, которая может быть отброшен.
    7. После того, как желаемые промежутки времени, снимите контактные линзы от глазного яблока кусок и подготовить объектив для дальнейшего анализа, таких как конфокальной микроскопии.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Синтезированные глазные формы , полученные из механического цеха и от 3-D печати показаны на рисунке 1. Эти формы могут быть использованы с различными полимерами, такими как PDMS и агарозы, чтобы произвести окуляра с требуемыми свойствами. Поманил сборка модели глаза платформы с микрожидком шприцевой насос , показан на рисунке 2. Платформа имитирует механический износ за счет вращения глазного яблока части, и воздействия воздуха через боковые в и из движения веко части. Слезная жидкость вливается в веко из микрожидком насоса при требуемой скорости потока, а проточный жидкость может быть собрана в 12-луночный планшет.

Процедура рассечения хрусталика глаза быка, и крепление на окуляр PDMS изображен на рисунке 3. Избыточные ткани отделяются от глаза и отбрасывают, с последующим удалениемконъюнктивы. Удаление роговицы начинается с разреза в склере вблизи лимба. Рисунок 4 показывает разнообразие окуляров , которые могут быть использованы для различных анализов в пробирке. Смонтированные части глазного яблока показаны синтезируются из PDMS, агар, и экс-естественных условиях бычьего роговица , установленный на глазное яблоко кусок PDMS.

На рисунке 5 показано исследование с целью оценки высвобождения антибиотика, моксифлоксацин, от CLs. 18 При проведении измерений в традиционной модели флакона, высвобождение лекарственного средства происходит в течение первых 2 ч следует фаза плато. В противоположность этому , новая модель глаза показывает высвобождение лекарственного средства будет медленным и устойчивым до 24 ч. 18 Исследование оценки отложение холестерина на CLs показано на рисунке 6. Холестерин в исследовании был флуоресцентно помечены в виде NBD -холестерина (7-nitrobenz-2-окса-1,3-тиадиазол-4-ил-холестерина), и Deposition была визуализируют с помощью лазерной сканирующей конфокальной микроскопии. Эти результаты указывают на то, что существуют значительные различия, когда исследования осаждения проводят в ампуле по сравнению с моделью глаза.

Рисунок 1
Рисунок 1. окуляра формы. (A) Eyeball шт плесень из механический цех. (B) глаз крышка формы из 3-D печати. ​​Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

фигура 2
Рисунок 2. В пробирке глазное платформы. (A) Круговое движение имитирует механический износ. (В) Боковое движение производит прерывистый воздухвоздействие. (C) Tear вливание жидкости в веко. (D) Сбор луночного планшета. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3
Рисунок 3. Вскрытие и включение бычьей роговицы. (A) Удаление избыточной ткани. (Б) Удаление конъюнктивы. (С) врезания в лимба регионе. (D) вырезают роговица может храниться или устанавливаться на PDMS глаз шаровой части. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 4
Рисунок 4. Примеры окуляры. Образец PDMS окуляра с контактной линзой, агар окуляра, и исключая виво бычьего роговица глаза кусок установлен. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 5
Рисунок 5. Доставка лекарственных средств с использованием экстракорпорального глазное платформы. Выпуск моксифлоксацина от ежедневных одноразовые контактные линзы , из (A) большой объем статической ампулу и (В) модель глаз (Повторная печать с разрешения Ассоциации по исследованиям в области видения и Офтальмология). 18 Все данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.


Рисунок 6. Холестерин осаждения с использованием глазное платформы в пробирке. Конфокальной изображения , показывающие поперечное сечение этафилкон A, nelfilcon A, nesofilcon A, B, ocufilcon delefilcon А, somofilcon А, narafilcon А после того, как 4 ч инкубации с НБД-холестерина в флакон и модель глаза. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Есть три важных шагов в рамках протокола, которые требуют особого внимания: разработка и изготовление пресс-форм (раздел 1.1), монтажная платформа (раздел 2.2.1-2.2.3), а также мониторинг экспериментальный пробег (раздел 2.2.4-2.2.7 ). С точки зрения проектирования и производства пресс-форм (раздел 1.1), глазное яблоко кусок должен быть разработан в соответствии с размерами человеческой роговицы. Тем не менее, может потребоваться несколько прототипов формы перед глазного яблока кусок может быть создан, который идеально подходит коммерческий контактные линзы (CL). Кроме того, потребности в 250 мкм, которые будут поддерживаться при глазное яблоко и веко часть находятся в контакте, чтобы обеспечить слезной жидкости течет плавно по всей модели глаза, когда CL присутствует. Это расстояние может быть изменено в будущих итераций, но не должно быть меньше, чем 150 мкм, чтобы обеспечить достаточное расстояние, чтобы соответствовать CL. Сборка платформы (раздел 2.2.1-2.2.3) требует особого внимания таким образом, что глазное яблоко и веко кусочек вступают в Контакт во время движения мигать. Если окуляры не в идеальном контакте, то моделирование замкнутого веко и механическое трение терпит неудачу. Оператор должен наблюдать платформу в движении в течение нескольких циклов, чтобы гарантировать, что и глазное яблоко и веко находятся в контакте, и что растирание происходит в соответствии с программой. В настоящее время платформа предназначена для непрерывной работы в течение одного месяца, но оператор должен всегда проверять на стабильность системы каждые 24 ч при проведении эксперимента (раздел 2.2.4-2.2.7). Это важно, поскольку текущая платформа не обладает контроля температуры или влажности, а также колебания этих параметров может иссякнуть ЦБС. Если это происходит, место модели глаза в контролируемой камере влажности и температуры. Кроме того, для экспериментов доставки лекарственного средства, собранные проточный жидкость следует анализировать или хранить по крайней мере через каждые 2 ч, чтобы избежать значительного испарения образца.

Есть в настоящее время два ограничения представленныхмодель глаза. Первое ограничение в отношении воздействия на окружающую среду. В настоящее время, потому что глаз части не заключены в контролируемой камере, изменения, такие как температура и влажность в рабочей зоне будет влиять на различные аспекты экспериментов. Например, если окружающая среда слишком сухая, то КН высыхают быстрее и может отделить от глазного яблока части, или проточный жидкость могла испаряться. Для решения этой проблемы, будущие итерации разместятся модели глаза в контролируемой температуры и влажности камеры. Второе ограничение относится к сложности глазного яблока кусок. В настоящее время окуляры простые, состоящие либо из PDMS или агарозы, ни один из которых действительно представляет роговичных свойств поверхности. Дальнейшая работа будет направлена ​​на создания моделей глаз, который ближе имитирует роговичной поверхности структуры.

В пробирке исследования глазного , как правило , рассматривается в качестве предшествующего этапа тестирования к исследованиям в естественных условиях. Однако,важно иметь в виду , что исследования в пробирке также может быть дополнением к данным в естественных условиях, обеспечивая Критическое представление , что в противном случае не может быть достигнуто в результате исследований в естественных условиях в одиночку. К сожалению, в настоящее время в пробирке модели для тестирования CLs рудиментарны и отсутствие нескольких ключевых компонентов , чтобы адекватно имитируют среду в естественных условиях. Например, в пробирке исследования CL выполняются во флаконах , содержащих 2-5 мл фосфатно - буферного раствора, 1-6 , который значительно превышает физиологические объемы слезу 7,0 ± 2 мкл. 7 Кроме того, два важных фактора , окуляра среды, поток естественной слезной и мигающий рефлекс, отсутствуют в простой статической модели флакона. Ограничения традиционной модели флакона, были признаны исследователями, и были предприняты попытки создать уникальный в пробирке моделей глаза , имитирующих глазное среды, путем включения компонента пополнения Микрожидкостных слезной 20-24 и / или прерывистый экспозиции воздуха. 25,26 Не удивительно, что результаты , полученные в результате этих экспериментов весьма различны , чем полученные с традиционной моделью флакона, и , возможно , более похожи по данным естественных условиях. 20-25 Таким образом, разработка запутанные в пробирке модели глаза для изучения КН обеспечит новое понимание взаимодействия линз материалов с поверхности глазного яблока, а также способствовать развитию новых материалов и новых приложений для CLs в ближайшие десятилетия.

Можно утверждать, что одним из наиболее обсуждаемых аспектов экстракорпорального модели глаза в это напоминает ли глаз бесконечный раковину, что особенно важно , когда речь идет о доставке наркотиков из CLs. Под бесконечных условиях моек, объем окружающего раствора значительно выше , чем объем насыщения лекарственного средства, таким образом, что высвобождение лекарственного средства не зависит от растворимости препарата. 27 Защитники флакона как аксесptable модель глаза утверждают, что роговица, конъюнктива, и окружающие глазные ткани вместе функцию как бесконечный раковину. Хотя теоретически это может быть правдой, препарат должен сначала раствориться в жидкости на разрыв. Этот шаг ограничение скорости, вероятно, не является условием раковины, и будет зависеть от объема как слеза и поток, как моделируется нашей модели.

Уникальный идентификатор представленной модели заключается в ее способности подражать пленки слезной жидкости. Приняв дизайн состоящий из двух частей, а "роговицу / склеры" глазного яблока раздел и "веко", можно создать равномерно тонкий слой слезной пленки через глазное яблоко кусок, когда обе части вступают в контакт. Для дальнейшего имитации поверхности глазного яблока, механического износа и воздействия воздуха включена в модель с помощью двух механических приводов. По мере того как веко движется в боковом направлении кусок, он имитирует закрытие глаза и прерывистого воздействия воздуха. Вращение глазного яблока имитирует механический износ произведенный Дьюринг мигает. Система соединена с микрожидком насосом, который вливает модели глаза с слезной жидкости при физиологическом скорости потока или любой другой желательной скорости потока. Слезная пленка формируется каждый раз, когда две части вступают в контакт, и слеза Распад происходит, когда две части разделены.

Цель состоит в том, чтобы создать универсальную платформу тестирования для оценки КН для различных анализов в пробирке. Для того, чтобы быть универсальным, глазное яблоко кусочки могут быть синтезированы из различных полимеров, таких как полидиметилсилоксан (PDMS) или агар. Для простых офтальмологических исследований, эти полимеры, которые представляют собой гидрофобные и гидрофильные поверхности, соответственно, будет достаточно. Тем не менее, поскольку необходимы более сложные анализы, например, глазное проникновение лекарственного средства или токсичности исследований, глаз части должны быть дополнительно модифицированы. Эти дополнительные модификации модели, такие , как включение экс виво роговицы , как показано, являются относительно осуществимо. Однако дальнейшие исследования по валидациинеобходимы, и будущая работа будет направлена ​​на улучшение обоснованности этой модели путем сравнения ее с моделями в естественных условиях.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Acknowledgments

Авторы хотели бы отметить наш источник финансирования NSERC 20/20 сеть для развития передовых офтальмологических материалов.

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

Биоинженерия выпуск 110 модель глаза глазное в пробирке контактные линзы слеза осаждения доставки лекарств агар-модель офтальмологические материалы,
Развитие<em&gt; In Vitro</em&gt; Глазной Платформа для тестирования Контактные линзы
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