Sclerale reticolazione Utilizzando riboflavina e raggi ultravioletti-A di radiazione per la prevenzione della miopia assiale in un modello di coniglio

Riepilogo

Dimostriamo l'effetto di reticolazione sclerale con riboflavina e raggi UVA su un occhio di allungamento coniglio assiale. allungamento assiale è stata indotta nel 13 giorni di età conigli New Zealand (maschio e femmina) di sutura le palpebre dell'occhio destro (tarsoraffia).

Abstract

individui miopi, in particolare quelli con grave miopia, sono a rischio più elevato del normale di cataratta, glaucoma, distacco della retina e le anomalie corioretiniche. Inoltre, la miopia patologica è una causa comune irreversibile di minorazione visiva e cecità ^1-3. Il nostro studio dimostra l'effetto di reticolazione sclerale utilizzando riboflavina e ultravioletta-A radiazioni sullo sviluppo della miopia assiale in un modello di coniglio. La lunghezza assiale del bulbo oculare è stata misurata mediante A-ecografia in Nuova Zelanda conigli bianchi dai 13 giorni (maschi e femmine). L'occhio quindi sottoposto a 360 ° peritomy congiuntivale con reticolazione sclerale, seguito da tarsoraffia. allungamento assiale è stata indotta nel 13 giorni di età conigli New Zealand da sutura le palpebre dell'occhio destro (tarsoraffia). Gli occhi sono stati divisi in quadranti, e ogni quadrante aveva due zone di irradiazione sclerali, ciascuno con una superficie di 0,2 cm² ed un raggio di 4 mm. La reticolazione è stata eseguita facendo cadere 0,1%-Destrano libera riboflavina-5-fosfato sulla zone di irradiazione 20 sec prima ultravioletti-A irraggiamento e ogni 20 secondi durante il tempo di irradiazione 200 sec. UVA radiazioni (370 nm) è stato applicato perpendicolarmente alla sclera a 57 mW / cm² (dose totale luce UVA, 57 J / cm²). Tarsorrhaphies sono stati rimossi il giorno 55, seguita da misure di lunghezza assiale ripetute. Questo studio dimostra che reticolazione sclerale con riboflavina e raggi ultravioletti-A radiazioni previene efficacemente allungamento assiale occlusione indotta in un modello di coniglio.

Introduzione

Miopia è il più comune dei disturbi di rifrazione. La prevalenza della miopia negli Stati Uniti e in Europa risulta essere circa il 30%, e nei paesi asiatici che colpisce fino al 60% della popolazione generale ^1,2. Progressione miopica si verifica nel 50% dei miopi, di solito a un tasso di circa -0.5 diottrie in un intervallo di due anni ^3. I costi sanitari imposti dalla miopia sono considerevoli, comprese le spese per occhiali, lenti a contatto e chirurgia refrattiva e dei costi connessi ai maggiori rischi per la salute di glaucoma, cataratta, distacco della retina e deficit visivo ^4-6.

In studi su animali di miopia, riduzione di vista è indotta da sutura delle palpebre ^7-10, il posizionamento di un occlusore a breve distanza dall'occhio e tatuaggi corneale ^11. Tuttavia, per miopia artificiale avvenga in questi studi, il processo di occlusione deve essere eseguita su animali molto giovani, come nessun esperimento vista deprivazione carried su esemplari adulti hanno avuto successo.

Una delle caratteristiche importanti di miopia grave è un cambiamento patologico della sclera con progressivo assottigliamento della sclera, probabilmente a causa di un meccanismo di feedback disturbato emmetropization dopo deprivazione visiva ¹² o causa di qualche disturbo metabolico della sclera, come nel Ehlers- Danlos ^13. In definitiva, entrambi i meccanismi portano allo stiramento e assottigliamento della sclera, retina e della coroide causa di anomalie strutturali della sclera miopica quali un diametro delle fibre collagene diminuita ^14,15 e disturbi in fibrillogenesi ^16.

Diversi studi hanno dimostrato che alterata collagene reticolazione è un fattore importante nel processo di indebolimento della sclera miopica ^17-18. Wollensak et al. ^19-21 indotta collagene reticolazione applicando il fotosensibilizzatore riboflavina e raggi ultravioletti-A irradiazione (UVA) (370 nm)e osservato un significativo, 157% aumento della rigidità di suino e sclera umana in vitro ¹⁹ e un aumento del 465% nel coniglio rigidità sclerale in vivo (modulo di Young) ^20. La reticolazione ha avuto anche un effetto a lungo termine sul coniglio sclera in vivo: la rigidità aumentata del 320,4% dopo 3 giorni, 277,6% dopo 4 mesi, e il 502% dopo 8 mesi (modulo di Young) ^22.

Tentativi terapeutici per arrestare la progressione miopica sono stati pubblicati ^23-26, ma il successo di questi metodi è controversa. Non ci sono mezzi efficaci per prevenire la miopia progressiva è stato trovato fino ad oggi.

L'eziologia della miopia è ancora controversa, e il suo trattamento rappresenta una sfida. Sulla base di questi risultati, si ipotizza che la reticolazione sclerale può servire come un mezzo per il trattamento sclera a base di progressione miopica. Lo scopo di questo studio è quello di esaminare la crosslinki collagene scleraleng effetto sullo sviluppo della miopia assiale indotto da occlusione asse visivo.

Protocollo

Gli animali sono stati trattati in conformità con la risoluzione ARVO sull'uso degli animali nella ricerca. Il protocollo di studio è stato approvato dal Comitato istituzionale per Research Laboratory Animal (approvazione senza 022-4598-2;. 021.211).

1. Preparazione per la chirurgia # 1

1. Pesare e anestetizzare a 13 giorni di età coniglio bianco Nuova Zelanda con una iniezione intramuscolare di ketamina cloridrato 100 mg / ml (100 mg / kg) e xilazina cloridrato 25 mg / ml (12.5 mg / kg). Le dosi sono utilizzati a causa della lunghezza della procedura chirurgica. Assicurare adeguato livello di anestesia dalla mancanza di un riflesso dolore.
2. Usando un tampone di cotone sterile, applicare una piccola quantità di pomata oftalmica ad occhio non idonee ad impedire la cornea si secchi. Applicare 0,9% soluzione fisiologica cade sulla cornea dell'occhio operato durante l'operazione per evitare che le cornee si secchi.
3. Eseguire tre misure di lunghezza assiale in ciascun occhio dopo anestesia topica (ossibuprocainae cloridrato 0,4%) con una ecografia A-scanner e quindi media delle misurazioni. Applicare la sonda perpendicolarmente alla cornea centrale.

2. Chirurgia # 1 - Pre Croce Passo Linking

1. Utilizzando pinze chirurgiche oftalmiche e forbici sotto un microscopio operatorio oftalmica, fare un peritomy congiuntivale a 360 ° con una pinza oftalmici chirurgici e forbici.
2. Utilizzando una pinza ad angolo o un gancio muscolare identificare i quattro muscoli retti extraoculari e isolare con un 2-0 in seta intrecciata suture non agugliati.
   NOTA: Le suture in seta aiuterà con lo spostamento del globo nella direzione desiderata. Il bulbo oculare è diviso in quadranti tra i quattro muscoli retti (quattro quadranti).
   1. Mark con un marcatore pelle due zone in ciascun quadrante, uno alla sclera equatoriale ed uno alla sclera posteriore. Queste sono le zone di irradiazione.
3. Preparare un 3 ml a 5 ml siringa contenente 0,1% senza destrano riboflavina-5-Phosphate. Collegare la siringa di una cannula lacrimale 26 G o 25 G hydrodelineator rastremata.
4. Preparare il dispositivo di irradiazione che comprende una sorgente di luce UV A (370 nm) collegato ad una fibra ottica smussato in basso su misura. Dopo la misurazione di energia elettrica e la taratura (vedi nota sotto), impostare il dispositivo di 57 mW / cm².
   NOTA: La calibrazione è stata effettuata in commercio dal produttore. Questo metodo fornisce una dose totale di luce UVA 57 J / cm². (57 mW / cm ² a 0,2 centimetri ² è 11,4 mW / 0,2 cm ² con 11,4 mW / 0,2 cm ² per 200 secondi è un carico cumulativo di 2,2 J per 0,2 centimetri ² spot)

3. Chirurgia # 1 - Cross Linking

1. Spostare il bulbo oculare tirando le suture di seta nella direzione opposta del quadrante prescelto da trattare (ad esempio, Tirare nasale nel trattamento quadrante temporale inferiore). Eseguire il movimento bulbo oculare con una sutura di seta intrecciata 2-0 non agugliato che isolates ogni muscolo retto.
2. Applicare la soluzione fotosensibilizzante contenente 0,1% senza destrano riboflavina-5-fosfato sul irradiazione zona di 20 secondi prima dell'inizio della irradiazione.
3. Irradiare la zona di irradiazione utilizzando una fibra ottica smussato verso il basso su misura per un periodo di irradiazione di 200 sec. Misurare l'area di ogni zona 0.2 cm² con un raggio di 4 mm.
4. Applicare la soluzione fotosensibilizzante contenente 0,1% senza destrano riboflavina-5-fosfato sulla zona di irraggiamento ogni 20 secondi durante il periodo di irraggiamento 200 sec.
   NOTA: eseguire l'irraggiamento e la caduta di riboflavina contemporaneamente da due chirurghi.
5. Ripetere i passaggi 3,1-3,4 per ciascuno dei quattro quadranti bulbo oculare.

4. Chirurgia # 1 - Post Croce Passo Linking

1. Accorciare il pelo intorno agli occhi. Tagliare i margini del coperchio con le forbici chirurgiche oftalmiche e poi suturare delicatamente la parte superiore e le palpebre inferiori che utilizzano 4-0 intrecciata color seta color avorio - 3/8 cerchio relunghezza 13 millimetri verso tagliatrici C-3 ago (tarsoraffia). Applicare una piccola quantità di pomata oftalmica sul margine coperchio al termine della procedura (cloramfenicolo 5%).

5. Chirurgia # 1 - Post operatoria

1. Mantenere gli animali sotto una lampada di riscaldamento durante il recupero. Non lasciare un animale incustodito fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale.
2. Posto l'animale in una gabbia pulita con biancheria nuova finché non è completamente recuperato. Dopo il recupero, l'animale verrà restituito alla stanza degli animali. Rispedire l'animale a sua madre solo quando sveglio.
3. Durante la prima 48 ore, procede all'esame degli animali in materia di condizioni generali e segni di malattia o di infezioni. Somministrare analgesici di cui al punto 1. analgesia Somministrare come necessario se si osserva un cambiamento nel comportamento di coniglio. (Metamizolo gocce di 50 mg / kg ogni 6 ore).

6. Chirurgia # 2

1. Cinquantacinque giorni dopo la surgery # 1, pesare e anestetizzare il coniglio con una iniezione intramuscolare di ketamina cloridrato 100 mg / ml (100 mg / kg) e xilazina cloridrato 25 mg / ml (12,5 mg / kg).
2. Utilizzando le forbici chirurgiche oftalmiche sotto un microscopio operatorio oftalmica, rimuovere il tarsoraffia. Eseguire tre misure di lunghezza assiale su ciascun occhio dopo anestesia topica (ossibuprocaina cloridrato 0,4%) con una ecografia A-scanner e poi la media delle misurazioni. Applicare la sonda perpendicolarmente alla cornea centrale.
3. Euthanize i conigli con fenobarbital sodico intraperitoneale (200 mg / 1,5 kg di peso corporeo).

Risultati

Le figure 1 e 2 illustrano graficamente le misure di lunghezza assiale dei due gruppi. Gruppo 1 conigli sottoposti a reticolazione sclerale e tarsoraffia su l'occhio destro mentre l'occhio sinistro non è stato operato (Figura 1). Gruppo 2 conigli sottoposti solo peritomy e tarsoraffia su l'occhio destro mentre l'occhio sinistro non è stato operato (Figura 2).

Discussione

Presentiamo il primo studio in vivo della prevenzione della miopia assiale in un modello di coniglio mediante reticolazione tecnologia con riboflavina e UVA irradiazione. Sebbene diversi animali da laboratorio possono essere utilizzati in questo tipo di studio, abbiamo scelto conigli principalmente a causa delle dimensioni degli occhi e la necessità di effettuare reticolazione sulla superficie sclerale.

Abbiamo scoperto che esponendo la sclera coniglio e sutura delle palpebre super...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
2-0 braided silk non-needled sutures	ETHICON	W193
4-0 braided silk ivory color	ETHICON	W816
0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate 1 mg:1 ml	Concept for Pharmacy Ltd	D2-5025
UV A (370 nm) light source	O/E LAND Inc	NCSU033B
Beveled down custom made fiber optic	Prizmatix Ltd
26 G lacrimal cannula	Beaver-visitec International Ltd.	REF581276
25 G tapered hydrodelineator [Blumenthal]	Beaver-visitec International Ltd.	REF585107
13 days old rabbits	Harlan	1NZWR40
Ultrasonic biometer	Allergan-Humphrey	820-519
Skin marker	Devon	4237101664X