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Method Article
Aktuelle In - vitro - Modelle zur Bewertung von Kontaktlinsen (CLS) und andere Augenbezogene Anwendungen sind stark eingeschränkt. Die dargestellte Augen Plattform simuliert physiologische Tränenfluss, Tränenvolumen, Lufteinflüssen und mechanischer Verschleiß. Dieses System ist sehr vielseitig und kann auf verschiedene in vitro mit CLs Analysen angewendet werden.
Currently, in vitro evaluations of contact lenses (CLs) for drug delivery are typically performed in large volume vials,1-6 which fail to mimic physiological tear volumes.7 The traditional model also lacks the natural tear flow component and the blinking reflex, both of which are defining factors of the ocular environment. The development of a novel model is described in this study, which consists of a unique 2-piece design, eyeball and eyelid piece, capable of mimicking physiological tear volume. The models are created from 3-D printed molds (Polytetrafluoroethylene or Teflon molds), which can be used to generate eye models from various polymers, such as polydimethylsiloxane (PDMS) and agar. Further modifications to the eye pieces, such as the integration of an explanted human or animal cornea or human corneal construct, will permit for more complex in vitro ocular studies. A commercial microfluidic syringe pump is integrated with the platform to emulate physiological tear secretion. Air exposure and mechanical wear are achieved using two mechanical actuators, of which one moves the eyelid piece laterally, and the other moves the eyeballeyepiece circularly. The model has been used to evaluate CLs for drug delivery and deposition of tear components on CLs.
Zwei wesentliche Bereiche von Interesse innerhalb der Kontaktlinse (CL) Arena sind Unbehagen und die Entwicklung neuer CL-Anwendungen. Die zugrunde liegenden Mechanismen CL Beschwerden Aufklären ist ein Thema, das Feld für Jahrzehnte. 8 Die Entwicklung neuer, funktionaler CLs, wie Drug-Delivery - Geräte 1,3,9 und Biosensoren ausgewichen hat, 10-12 ein Bereich von wachsendem Interesse ist, mit erheblichen potenziellen Märkten. In beiden Fällen würde ein hoch entwickeltes In - vitro - Modell relevanten Informationen zur Verfügung mit der Auswahl geeigneter Linsenmaterialien oder Konstruktionsmerkmale , während der Entwicklungsphase zu unterstützen. Leider sind aktuelle In - vitro - Modelle für CLs und andere Augenbezogenen Anwendungen Auswertung relativ grob und ungekünstelt. Traditionell Studien CL in vitro Auswertung Tränenfilmabscheidung oder Arzneimittelabgabe werden in statischen, große Volumen Fläschchen durchgeführt ein festes Flüssigkeitsvolumen enthält, die greatly übersteigt physiologischen Mengen. Außerdem fehlt diesem einfachen Modell der natürlichen Tränenströmungskomponente und den Blinkreflex, welche beide Faktoren der Augenumgebung definieren.
Die Entwicklung eines anspruchsvollen, physiologisch relevanten Auge "Modell" wird einen multidisziplinären Ansatz erfordern und erfordern erhebliche In - vivo - Validierung. Aus diesen Gründen ist der grundlegende Rahmen für unsere in - vitro - Augenmodell sehr vielseitig, so dass das Modell kontinuierlich durch zukünftige Upgrades und Modulationen verbessert werden. Bis heute ist das Modell der Simulation Tränenvolumen der Lage, Tränenfluss, mechanischer Verschleiß und Luft ausgesetzt. Das Ziel ist es, ein in - vitro - Modell zu erstellen, um aussagekräftige Ergebnisse liefern wird, die in vivo prädiktive und kostenlose und Ex - vivo - Beobachtungen.
Alle Experimente wurden in Übereinstimmung und Einhaltung aller einschlägigen Richtlinien skizziert von der University of Waterloo Tierforschungsethikkommission abgeschlossen. Die Rinderaugen sind großzügig von einem örtlichen Schlachthof gespendet.
1. Augen Modell
2. Blink-Plattform
Die synthetisierten Augenformen aus der Werkstatt erhalten und von 3-D - Druck sind in Abbildung 1 dargestellt. Diese Formen können mit einer Vielfalt von Polymeren, wie PDMS und Agarose, verwendet werden Okulare mit den gewünschten Eigenschaften herzustellen. Das bedeutete Montage des Augenmodells Plattform mit einer Mikrofluidik - Spritzenpumpe ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Plattform simuliert mechanischen Verschleiß über die Drehung des Auga...
Es gibt drei wichtige Schritte innerhalb des Protokolls, die besondere Aufmerksamkeit erfordern: Design und Herstellung von Formen (Abschnitt 1.1), Plattformeinheit (Abschnitt 2.2.1-2.2.3) und die Überwachung der Versuchslauf (Abschnitt 2.2.4-2.2.7 ). In Bezug auf die Konstruktion und Herstellung von Formen (Abschnitt 1.1), sollte der Augapfel Stück nach den Abmessungen einer menschlichen Hornhaut ausgebildet sein. Allerdings kann es mehrere Prototypen der Form vor einem Augapfel Stück benötigen, können erstellt we...
Die Autoren haben nichts zu offenbaren.
Die Autoren möchten sich unsere Finanzierungsquelle NSERC 20/20 Netzwerk für die Entwicklung von Advanced Ophthalmic Materials zu bestätigen.
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 |
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