接眼レンズの自動圧縮試験

要約

圧縮試験を使用して接眼レンズの有効弾性率を特徴付けるための自動化された方法を紹介します。

要約

眼球レンズの生体力学的特性は、可変パワー光学素子としての機能に不可欠です。これらの特性は、人間の水晶体の年齢とともに劇的に変化し、老眼と呼ばれる近視力の喪失をもたらします。しかし、これらの変化のメカニズムは不明のままです。レンズコンプレッションは、レンズの生体力学的剛性を定性的な意味で評価するための比較的簡単な方法を提供し、適切な分析技術と組み合わせることで、生体力学的特性の定量化に役立ちます。これまで、手動と自動の両方を含むさまざまなレンズ圧縮試験が行われてきましたが、これらの方法では、プレコンディショニング、負荷率、測定間隔など、生体力学試験の重要な側面に一貫性がありません。このホワイトペーパーでは、電動ステージをカメラと同期させ、事前にプログラムされた荷重プロトコル全体でレンズの力、変位、形状をキャプチャする、完全に自動化されたレンズ圧縮試験について説明します。次に、これらのデータから特性弾性率を計算できます。ここではブタレンズを使用して説明していますが、このアプローチはあらゆる種のレンズの圧縮に適しています。

概要

レンズは、眼にある透明で柔軟な器官であり、屈折力を変えることでさまざまな距離に焦点を合わせることができます。この能力は、アコモデーションと呼ばれます。屈折力は、毛様体筋の収縮と弛緩によって変化します。毛様体筋が収縮すると、水晶体が厚くなって前方に移動し、屈折力が増加します^1,2。屈折力の増加により、レンズは近くの物体に焦点を合わせることができます。人間は年齢を重ねるにつれて、水晶体が硬くなり、この適応能力は徐々に失われます。この状態は老眼として知られています。硬化のメカニズムは、少なくとも部分的には、レンズの生体力学的特性評価に関連する困難のために、不明のままである。

レンズの剛性と生体力学的特性を推定するために、さまざまな方法が採用されています。これらには、レンズスピニング^3,4,5、音響法^6,7,8、ブリルアン顕微鏡^法9、圧痕

プロトコル

豚の目は地元の屠殺場から入手しました。倫理委員会の承認は必要ありませんでした。

1.レンズの解剖(図1)

1. 視神経だけが残るまで、豚の目から周囲の組織をすべて取り除き、強膜から余分な肉を取り除きます。湾曲した鉗子と小さな解剖ハサミを使用して、このプロセスを完了します。神経をアンカーとして使用して、解剖中に目を保持します。
2. メスを使用して、辺縁部に短い円周方向に切り込みを入れ、次に赤道に別の切り込みを入れます。
   注意: この手順は、レンズとカプセルの損傷を防ぐために、この順序で実行されます。
3. 辺縁部の切り口にマイクロハサミを挿入し、角膜の周囲を切開しながら先端が鈍い細い鉗子で角膜を持ち上げて角膜を取り除きます。
4. 先端が鈍い鉗子で持ち上げて虹彩を取り除き、マイクロハサミで切り取ります。
5. 解剖ハサミを赤道切り込みに挿入し、強膜が二等分されるまで赤道全体を円周方向に切ります。
6. カットが完了したら、強膜の後部を取り除きます。鉗子で硝子体をそっと取り除き、レンズの損傷を防ぐために最小限の残骸を残します。必要に応じて、硝子体液を冠状にカットして、後部が水晶体と前部から引き離されるようにします。
7. マイクロハサミを使用して、強....

ディスカッション

レンズ圧縮は、レンズの剛性を推定するための汎用性の高い方法です。上記の手順により、異なる種および異なるサイズのレンズ間の比較が可能になります。すべての変形はレンズサイズに対して正規化され、弾性率の計算はレンズサイズをほぼ考慮します。有効弾性率は、ブ^{タレンズ4,7,11,19}に?.......

資料

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