Yöntem makalesi

Manuel Lens sedye ile Lens konaklama mekaniği simüle

DOI:

10.3791/57162

⸱

23 Şubat 2018

 ,  ,  , 
1Fischell Department of Bioengineering, University of Maryland, 2Bioniko Consulting LLC

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz objektif konaklama manuel lens sedye kullanarak okuyan verimli bir yöntem mevcut. Objektif uzanan zonules çekerek fizyolojik konaklama lens kapsülü, böylece, bağlı iletişim kuralı taklit eder.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu iletişim kuralı, fizyolojik konaklama biyomekanik maliyet-etkin ve pratik bir şekilde taklit için hedeftir. Konaklama silier vücut kasılması ve objektifin vizyon için gerekli kalinlasma sonuçlanan gevşeme zonule liflerinin yoluyla elde edilir. Burada, mevcut bir roman, basit yöntem konaklama lens kapsülü manuel lens sedye (MLS) üzerinden bağlı zonules gerilmesini tarafından çoğaltılır. Bu yöntem Radyal bir lens için tutarlı bir güç maruz elde germe izler ve accomodating, gergin olabilir sigara accomodating lensler için gergin olabilir lensler bir karşılaştırma sağlar. Önemlisi, sedye zonules doğrudan ve böylece sadece objektif, zonules ve silier vücut yerine tüm dünyada örnek gerektiren göz, sklera çiftler. Bu fark anlamlı bir tüm dünyada elde etmek göre yaklaşık % 62 donör kadavra lensler edinme maliyetini düşürebilir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Konaklama insan gözü tarafından dinamik olarak keskin odak uzak ya da yakın mesafelerde nesneleri görmek için onun kristal mercek şeklini ayarlamak için süreç olduğunu. Konaklama özünde biyomekanik bir süreçtir. Nöro uyarıcı bir kuvvet silier vücut üzerine ve objektif kapsül1,2çevresi eklemek zonule lifleri için silier kaslar üretmek. Farklı teoriler konaklama biyomekanik arkasında olmakla birlikte, en yaygın olarak kabul edilen Helmholtz hipotezdir. Göre objektif bir doğal gerilmiş durumda uzak nesneleri odak için en iyi lens en ince şeklinde karşılık gelen hipotezdir. Odağı daha yakın nesneleri değiştirmek için silier Kaslar sözleşme ve zonular lifleri rahat. Buna karşılık, objektif, anterior ve posteiror yüzey eğrilikleri artan kalınlaşır. Bu vizyon, bu nedenle, daha kısa bir odak uzaklığı1için gerekli olan Dioptrik güç artışa karşılık gelir.

Uyum yeteneği Presbiyopi adında bir koşulu ile zaman içinde güvenilir değil. Herkes 50 yaşında tarafından etkileyen, Presbiyopi dinamik olarak uzak mesafeler3kapatmak için odaktan değiştiremiyorsanız göz yapar. Presbiyopi mücadele etmek için geçerli düzeltici lensler ve Çift odaklı gözlüklerin gibi pasif yöntemlerdir. Kaç uçak yakın nesneleri odaklanmak için bir yetenek artırırken, böyle pasif tedaviler objektif4,5dinamik odak yeteneği geri yükleyemezsiniz. Presbiyopi verimli bir şekilde tedavi veya muhtemelen önlemek için konaklama daha iyi anlamak için devam eden bir gerek yoktur.

Objektif konaklama çalışmaya, cihazların bir dizi fenomen ex vivo4,6,7,8,9simülasyonu için geliştirilmiştir. İplik diskler ilk lens merkezkaç kuvvetler8üzerinden germe izlemek için tanıtıldı. Daha sadakatle fenomen çoğaltmak için objektif germe cihazlar yavaş yavaş tanıttı yenilikçi ve. Kullanarak bir objektif sedye, Mannlar ve ark. objektif lens güç ve Ekvator çapı9böyle birleştiriliyor süre karşılamak için gerekli güç ile karakterizedir. Objektif lens şekli silier vücut3,10,11,12yanıt eşit bir güç olarak azaltılmış bir değişiklik sonuçlanan yaş ile stiffens geçerli anlaşılmasıdır.

Geçerli objektif sedye kez ve elektronik ve programlanabilir germe fiyatlar, uygulama karmaşık bir kuruluma dahil tüm kadavra göz küresi6,7,10,13gerektirir. Bu gereksinim deneye göz başına üzerinde $500,00 başına maliyet artar ve örnek kullanılabilirliği azalır. Burada göz arka yaklaşık 200,00 $ toplamları gibi objektif konaklama düşük maliyetle eşlemek için bir yöntem mevcut. Süre bugün kullanılan birçok aygıt daha az gelişmiş teknik sonuçlar ödün vermeden daha maliyet etkin ve adoptable olduğunu. Bu yöntem şekil 1' de tasvir bir manuel lens sedye (MLS) etrafında merkezli ve benzersiz bir sıkma sistemi lens çapını genişletmek için zonular lifleri ve Radyal kıvırma yöntemi kullanır. Protokol fizyolojik doğruluğunu Bernal ve arkbulgular tarafından doğrulanır., kim hangi anterior ve posteiror zonular lifleri için objektif kapsül14bağlı yol okudu. Sadece objektif, zonule ve silier gövde gerektiren özel Ayakkabı Tasarım kullanarak, fizyolojik konaklama kopyalayan tarafından objektif biyomekanik araştırmayı amaçladık.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aşağıdaki iletişim kuralları Maryland Üniversitesi Kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi gibi altında Kurumsal değerlendirme Komitesi kabul edilir. İletişim kurallarını federal, eyalet ve yerel standartlara ve Biyogüvenlik University of Maryland ilkesine göre bu kurallar yola çıktı.

1. göz örnek diseksiyon

  1. Bir göz örnek yerel mezbaha veya doku bankasından edinin. Hemen tüm göz küre aldıysanız, objektif, ekli zonules ve camsı ayıklayın.
    Not: aşağıda açıklanan belirli ayrıntıları domuz ve insan gözleri ilgilidir.
    1. Dezenfekte Cerrahi makas ve forseps kullanarak, kesmek ve sklera çevreleyen tüm aşırı doku kaldırın.
    2. Sıkıca yan tarafında göz tutun ve jilet kullanarak, gözün kornea uzak 3 mm sol tarafındaki küçük bir kesi yapmak. Göz içinde Vitre ulaştınız için yeterince derin kesim yapmak.
    3. Makas kullanarak, dikkatle göz çevresi insizyon daha fazla kesin. Objektif delinme kaçının. Temsili resim Resim 2içindeAgösterilir.
    4. Gözün dış çevresi kesilmiş oldu kez forseps kullanarak göz posterior doku çıkarın. Objektif, zonules, silier beden ve ekli Vitre Forseps ile izole et. Bir temsili resim Şekil 2' deBgösterilir.
    5. Objektif düz MLS üzerinde yatıyordu makas ve forseps kullanarak aşırı Vitre kaldır.
      Not: kornea nakli durumlarda cerrahi kornea düğme kullanılır ve dünyanın geri kalanı araştırma amaçlı kullanılabilir. Ancak, bu kısmi küre hala objektif sedye Kur doku hazırlanmasında kullanılan. Arka elde edilen yalnızca, yalnızca adım 1.1.4–1.1.5 gerçekleştirin.
  2. 30 dk için % 15 çamaşır suyu çözümündeki tüm makineleri sonrası diseksiyon dezenfekte.

2. deneme manuel Lens sedye Meclisi

  1. Orada kalır böylece ayakkabı girinti arka duvarına ve ayakkabı kendisi arasında bir 5 mm boşluk 10 mm ayakkabı dipleri ve karşılık gelen ayakkabı başında MLS alt plaka yerleştirin.
  2. Beraber tabakları dayama üst ve alt plaka hizalamak; aygıt şimdi uzatılmamış durumda.
  3. Tabakları plaka çalışması ve stoper vida alt plaka tarafında bulunan deliğe yerleştirin.
  4. Üsse doğru plaka kutu ilanı ve İngiliz anahtarını hizalanmış girintiler yerleştirin.
  5. Ayakkabı sözleşme ve ayakkabı özgün uzatılmamış konumuna döndürmek için geri saatin tersi yönde Döndür için durdurma vida ulaşıncaya kadar İngiliz anahtarını saat yönünde çevir.

3. Lens montajı

  1. 5 mm boşluk kalıntıları arasında ayakkabı girinti ve ayakkabı kendisini arka duvarına 10 mm ayakkabı tabanları MLS alt plaka içine ekleyin.
  2. Ayakkabı objektif Merkez delik destek veriyor eğri forseps kullanarak, ayıklanan objektif yüzünü alt plaka ortasına yerleştirin.
  3. Ayakkabı karşılık gelen üst yerine, yalnızca zonules ve camsı kırpma oturtun. Görsel olarak objektif merkezli olarak kalmasını sağlamak alt plaka üzerinde mümkün olduğunca.
  4. 2.3-2.4 adımları yineleyin.

4. Lens ölçümü

  1. Videolar ve resimler germe işlemi yakalamak için bir görüntüleme sistemi aparatı hemen üstüne yerleştirin. Post-processing doğru boyut ve ölçek görüntüleri için resim çerçeve içinde bir cetvel eklediğinizden emin olun.
    Not: Herhangi bir uygun görüntüleme sistemi bu adım için yeterlidir; Burada kullanıyoruz bir 12 megapiksel, autofocusing smartphone örnekten bir ayak.
  2. Sıkıca henüz sorunsuz, İngiliz anahtarı yönünde objektif germek için döndürün. Şekil 3 uzatılmamış ve gergin Devlet Temsilcisi görüntüleri gösterir.
  3. Gergin objektif fotoğrafçılık sonra anahtarı örnek istirahat durumuna geri yüklemek için saat yönünün tersi yönde döndür.
    Not: Ölçüm lens lensin su kaybı en aza indirmek için zamanında gerçekleştirilir zorunludur.
  4. Açıkça objektif nihai dinlenme durumunu fotoğraf.

5. veri analizi

  1. ImageJ için resim yükleme ve şekil 4Agösterildiği gibi objektif en az 40 puan çevresi için "nokta" özelliğini kullanın. Seçili her noktasında verim için "Analiz" → "Tedbir" seçeneğini kullanın.
  2. (Yazılım örneğin MATLAB kullanarak) konumu Puan bir RADIUS ve şekil 4Bgösterildiği gibi uygun ki verim için uygun. Piksel yarıçapı ve hata fotoğraflandı cetvel kullanarak ölçümleri dönüştürün.
  3. Eşleştirilmiş iki kuyruklu t-bireysel bir objektif önce ve sonra MLS germe karşılaştırmak için sınama gerçekleştirin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Domuz gözler, Presbiyopi4,15, germe objektif ile çalışmak için ortak bir örnek elde edilen, (n = 10) yerel bir mezbaha ve bu iletişim kuralı konaklama yetenek lenslerin gözlemlemek için kullanıldı. Şekil 5 A önce ve sonra MLS germe domuz objektif karşılaştırmasını gösterir. Gergin zaman objektif RADIUS bir ortalama 0,19 ± 0,07 mm artış oldu (p < 0.001), özgün RADIUS üzerin...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sedye için örnek çift objektif konaklama yeteneği bir çift parçalı sıkma mekanizması kullanarak okuyan bir doğru ve verimli şekilde sağlamak için yeni bir yöntem tasarladılar. Konaklama sırasında objektif rahatlatır ve rahatlama zonular lifleri1,2,4,19yanıt olarak çapı azalır. Yöntem sıkma ve zonular iplik gerginlik kontrol bu olgu üzerinde odaklanır. Bu nedenle, doğru bir şekilde fizyolojik ob...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

AB Bioniko Consulting LLC hissedarıdır.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Manuel Lens SedyesiBionikoMLSFarklı hayvan türleri farklı ayakkabı numaraları gerektirecektir
Domuz Gözü ÖrnekleriGeorge G. Ruppersberger; mezbahaN/ABütün gözbebekleri alındı
İnsan Gözü ÖrnekleriUlusal Hastalık Araştırma DeğişimiN/AKorneasız arka direkler sipariş edildi
Diseksiyon Makası (5 1/2 '' Düz) ElektronMikrosopya Bilimleri72960
Doku Forseps (4 1/2 '')Elektron Mikrosopya Bilimleri72960
iPhone 6sAppleN/A~0.1 mm çözünürlüğe sahip herhangi bir görüntüleme sistemi çalışacaktır
Sodyum HipokoritCloroxClorox Normal-Çamaşır SuyuHerhangi bir dezenfektan işe yarayacaktır

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Ok ler BiyomekanikLens Germe ProtokolZon l Gerilimi l mLens Yar ap AnaliziPorcine G z rneklerinsan Lens ElastikiyetiPresbiyopi Ara t rmalarBiyomekanik nceleme

İlgili makaleler