Automatisierte Kompressionsprüfung der Okularlinse

Zusammenfassung

Wir stellen eine automatisierte Methode zur Charakterisierung des effektiven Elastizitätsmoduls einer Okularlinse mit Hilfe eines Kompressionstests vor.

Zusammenfassung

Die biomechanischen Eigenschaften der Okularlinse sind essentiell für ihre Funktion als optisches Element mit variabler Leistung. Diese Eigenschaften ändern sich bei der menschlichen Linse mit zunehmendem Alter dramatisch, was zu einem Verlust des Sehvermögens in der Nähe führt, der als Presbyopie bezeichnet wird. Die Mechanismen dieser Veränderungen sind jedoch noch unbekannt. Die Linsenkompression bietet eine relativ einfache Methode zur Beurteilung der biomechanischen Steifigkeit der Linse im qualitativen Sinne und kann in Verbindung mit geeigneten Analysetechniken zur Quantifizierung biomechanischer Eigenschaften beitragen. Bisher wurde eine Vielzahl von Linsenkompressionstests durchgeführt, darunter sowohl manuelle als auch automatisierte, aber diese Methoden wenden wichtige Aspekte biomechanischer Tests wie Vorkonditionierung, Belastungsraten und Zeit zwischen den Messungen inkonsistent an. In diesem Artikel wird ein vollautomatischer Linsenkompressionstest beschrieben, bei dem ein motorisierter Tisch mit einer Kamera synchronisiert wird, um die Kraft, die Verschiebung und die Form des Objektivs während eines vorprogrammierten Belastungsprotokolls zu erfassen. Aus diesen Daten kann dann ein charakteristischer Elastizitätsmodul berechnet werden. Während der Ansatz hier anhand von Schweinelinsen demonstriert wird, eignet er sich für die Kompression von Linsen jeder Spezies.

Einleitung

Die Linse ist das transparente und flexible Organ des Auges, das es ihm ermöglicht, auf verschiedene Entfernungen zu fokussieren, indem es seine Brechkraft ändert. Diese Fähigkeit wird als Akkommodation bezeichnet. Die Brechkraft wird durch die Kontraktion und Entspannung des Ziliarmuskels verändert. Wenn sich der Ziliarmuskel zusammenzieht, verdickt sich die Linse und bewegt sich nach vorne, wodurch ihre Brechkraft erhöht^{wird 1,2}. Die Erhöhung der Brechkraft ermöglicht es dem Objektiv, Objekte in der Nähe zu fokussieren. Mit zunehmendem Alter wird die Linse steifer und diese Anpassungsfähigkeit geht allmählic....

Protokoll

Die Schweineaugen wurden von einem örtlichen Schlachthof bezogen. Es waren keine Genehmigungen des Ethikausschusses erforderlich.

1. Linsendissektion (Abbildung 1)

1. Entfernen Sie das gesamte umliegende Gewebe von den Schweineaugen und überschüssiges Fleisch von der Sklera, bis nur noch der Sehnerv übrig bleibt. Verwende eine gebogene Pinzette und eine kleine Präparierschere, um diesen Vorgang abzuschließen. Verwenden Sie den Nerv als Anker, um das Auge während der Sektion zu halten.
2. Machen Sie mit einem Skalpell einen kurzen Umfangsschnitt am Limbus, dann ein....

Diskussion

Die Linsenkompression ist eine vielseitige Methode zur Abschätzung der Linsensteifigkeit. Die oben beschriebenen Verfahren ermöglichen den Vergleich zwischen Linsen verschiedener Arten und unterschiedlicher Größen. Alle Verformungen werden gegen die Linsengröße normiert, und die Berechnung des Elastizitätsmoduls berücksichtigt näherungsweise die Linsengröße. Der effektive Modul ist erheblich höher als der Modul, der zuvor für die porcine^Linse 4,7,11,19 berichtet wurde, was .......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Curved Medium Point General Purpose Forceps	Fisherbrand	16-100-110
Galil COM Libraries	Galil Motion Control
High Precision Scalpel Handle	Fisherbrand	12-000-164
Linear Stage	McMaster-Carr	6734K4 0.125"
Load Cell	FUTEK	LSB200-FSH03869
Load Cell Amplifier	FUTEK	IAA300-FSH03931
MATLAB	The Mathworks, Inc.
Microprobe	Surgical Design	22-079-740
Miniature Self Opening Precision Scissors	Excelta	63042-004
Motion Controller	Galil Motion Control	DMC-31012
Motor	Galil Motion Control	BLM-N23-50-1000-B
Straight Hemastats	Fine Science	NC9247203	stainless steel, 14cm