Name: trabecular meshwork response to pressure elevation in the living human eye
Uploaded: 2015-06-20T14:00:00
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Supported in part by National Institute of Health contracts R01-EY13178, and P30-EY08098 (Bethesda, MD), the Eye and Ear Foundation (Pittsburgh, PA), and unrestricted grants from Research to Prevent Blindness (New York, NY).

Ethics Statement: Genehmigung wurde vom Institutional Review Board der University of Pittsburgh School of Medicine erhalten, bevor Thema Rekrutierung begann. Alle Probanden vorgesehen schriftliche Einverständniserklärung vor der Teilnahme an der Studie. 1. Datenerfassung <ol><li> Druckerhöhung <ol><li> Nehmen Sie Baseline-Messungen (IOP und Oktober Messungen) durch den einen Rückgang von 0,5% Proparacain in das Auge. 3 min warten auf ihre Wirksamkeit. </li><li> Durch leichten Druck auf die zeitliche Lederh...

<ol>
	<li>Quigley, H. A., Broman, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+number+of+people+with+glaucoma+worldwide+2010+and+2020.">The number of people with glaucoma worldwide 2010 and 2020.</a> The British journal of ophthalmolog. 90, 262-267 (2006).</li><li>Sommer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+intraocular+pressure+and+primary+open+angle+glaucoma+among+white+and+black+Americans.+The+Baltimore+Eye+Survey.">Relationship between intraocular pressure and primary open angle glaucoma among white and black Americans. 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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Schlemm's+canal+and+primary+open+angle+glaucoma:+correlation+between+Schlemm's+canal+dimensions+and+outflow+facility.">Schlemm's canal and primary open angle glaucoma: correlation between Schlemm's canal dimensions and outflow facility.</a> Experimental eye researc. 62, 101-109 (1996).</li><li>Camras, L. J., Stamer, W. D., Epstein, D., Gonzalez, P., Yuan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+trabecular+meshwork+stiffness+on+outflow+facility+in+normal+human+and+porcine+eyes.">Differential effects of trabecular meshwork stiffness on outflow facility in normal human and porcine eyes.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual scienc. 53, 5242-5250 (2012).</li><li>Last, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+modulus+determination+of+normal+and+glaucomatous+human+trabecular+meshwork.">Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 52, 2147-2152 (2011).</li><li>Lutjen-Drecoll, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+morphology+of+the+trabecular+meshwork+in+primate+eyes.">Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes.</a> Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilocarpine-induced+dilation+of+Schlemm's+canal+and+prevention+of+lumen+collapse+at+elevated+intraocular+pressures+in+living+mice+visualized+by+OCT.">Pilocarpine-induced dilation of Schlemm's canal and prevention of lumen collapse at elevated intraocular pressures in living mice visualized by OCT.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual scienc. 55, 3737-3746 (2014).</li><li>Francis, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometric+analysis+of+aqueous+humor+outflow+structures+with+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Morphometric analysis of aqueous humor outflow structures with spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 53, 5198-5207 (2012).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+visualization+of+aqueous+humor+outflow+structures+in-situ+in+humans.">3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans.</a> Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+assessment+of+Schlemm's+canal+by+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Identification and assessment of Schlemm's canal by spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 51, 4054-4059 (2010).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IOP+Elevation+Reduces+Schlemm's+Canal+Cross-sectional+Area.">IOP Elevation Reduces Schlemm's Canal Cross-sectional Area.</a> Investigative ophthalmolog &amp; visual scienc. , (2014).</li></ol>

Die vorliegende Technik nutzt nicht-invasive Beobachtung der mechanischen Reaktion von Weichgewebe zu SC Zusammenbruch zu quantifizieren. Zukünftige Arbeiten mit menschlichen kadaver Augen ist notwendig, um Gewebeverlagerungen nach der Sektion zu kalibrieren tatsächlichen Gewebesteifigkeit. Aber, werden solche Studien die gleichen Einschränkungen früherer Abfluss Modelle leiden; Insbesondere, dass die Beiträge von lebenden Muskel Gewebespannung nicht vorhanden sein wird. Weitere Kalibrierung in einem lebenden Säug...

Das Glaukom ist weltweit die zweithäufigste Ursache für irreversible Blindheit 1. Erhöhtem Augeninnendruck (IOP) ist ein Haupt kausalen Risikofaktor für das Vorhandensein und das Fortschreiten von Glaukom 2-7. &#160; IOP durch Gleichgewicht zwischen der Bildung und Abfluss von Kammerwasser 8 geregelt. Die Orte der größten Abflußwiderstandes sind die juxtacanicular Gewebe und die innere Wand des Schlemmschen Kanals (SC), die Schnittstelle zwischen SC und dem Trabekelnetzwerk (TM) 9-11. Während TM Steifigkeit kann zur Verhinderung von SC Zusammenbruch angesichts der IOP Elevations beitragen Overby et al. 12 vor kurzem gezeigt, dass die Genexpression in Glaukom verändert wird, was zu einer erhöhten endothelialen SC Versteifung, behindern die Bildung von Poren, was zu einer Erhöhung in IOP Glaukomaugen 13. TM Morphologie und Steifigkeit korrelieren mit Abfluss Anlage 14,15, betont ter muss seine biomechanischen Eigenschaften zu messen. Rasterkraftmikroskopie-Messungen des TM zeigen erhöhte Steifigkeit in den Augen von Glaukompatienten (81 kPa) gespendet, verglichen mit den Augen von Spendern ohne Glaukom (4,0 kPa) 16, aber diese Messungen wurden seziert ex vivo Gewebe hergestellt. Die hintere TM ist in die Ziliarmuskel über vordere Sehnen der Längsmuskel-Zellen, die in die Außensteggerichteter und cribiform TM 17 einfügen verankert. Ziliarmuskel (CM) Aktivität kann TM Straffheit zu erhöhen, imitiert erhöhter Steifigkeit TM 17. Die Fähigkeit, Veränderungen in der Widerstandsfähigkeit gegen SC Zusammenbruch durch Störungen der glatten Muskulatur induzierten beobachten konnte im Tiermodell 18 dargestellt. Wir haben die Fähigkeit, nicht-invasiv Bild der Primärkammerwasserabfluss-System in lebenden menschlichen Augen distal zu und einschließlich SC mit spektralen Bereich der optischen Kohärenztomographie (OCT) gezeigt &lt;sup&gt; 19-21. Unter Verwendung dieser Technik haben wir die Fähigkeit, die Reaktion der morphometrischen TM SC akuter IOP Erhebung 22 Quantifizierung demonstriert. Das Gesamtziel des hierin beschriebenen Verfahrens war es, die morphometrischen Reaktion des lebenden Ausflusstrakt akuter IOP Erhebung im lebenden Gewebe in situ zu quantifizieren. Diese Technik hat den Vorteil, dass die Prüfung des TM unter physiologischen Bedingungen, die Beiträge von sowohl kontraktilen Faseraktivität innerhalb des TM und CM TM Steifigkeit umfasst, verglichen mit veröffentlichten Messungen sezierten Gewebe hergestellt. Das Grundprinzip hinter der Anwendung dieser Technik, um die Beobachtung des mechanischen TM Antwort ist, dass es uns sonst nicht Einsichten in das mechanische Verhalten des TM, die wir jetzt, um direkt zum Abflußwiderstandes und der IOP-Regelung 13 verbunden werden. Um den Beitrag der kontraktilen Gewebe, um die Gesamtsteifigkeit, eine kleine coho erkennenrt der Probanden wurde ohne und mit der Unterdrückung der glatten Muskelaktivität durch Verabreichung Tropicamid sucht.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectral Domain OCT</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Cirrus</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Imaging Workstation</td>
			<td>Apple</td>
			<td>iMac</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmodynamometer</td>
			<td colspan="3">(Baillairt Matalene Ophthalmodynamometer, Surgical instruments CO., Inc. New York, NY)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image Processing Program</td>
			<td>rsb.info.nih.gov/ij</td>
			<td>ImageJ, FIJI</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

trabecular meshwork response to pressure elevation in the living human eye

Die mechanischen Eigenschaften des Trabekelnetzwerkes (TM) an Ausflusswiderstand und den Augeninnendruck (IOP) Regulierung verbunden. Das Grundprinzip hinter dieser Technik ist die direkte Beobachtung der mechanischen Reaktion des TM akuter IOP Elevation. Vor dem Scannen IOP wird zu Beginn und während des IOP Höhe gemessen. Der Limbus ist von Spectral-Domain-OCT bei Studienbeginn und während der IOP Höhen gescannt (Ophthalmodynamometer (ODM) angewendet bei 30 g Kraft). Abtastungen verarbeitet werden, um die Visualisierung des Wasserabflusses Wegs mit ImageJ verbessern. Vascular Wahrzeichen werden verwendet, um den entsprechenden Stellen in der Grundlinie und IOP Höhenabtastung Mengen zu identifizieren. Schlemmschen Kanal (SC) Querschnittsfläche (SC-CSA) und SC Länge von anterior nach entlang seiner langen Achse posterior werden manuell an 10 Stellen in einem 1 mm Segments SC gemessen. Bedeuten inneren zur äußeren Wandabstand (Länge der kurzen Achse) wird als die Fläche von SC geteilt durch eine Berechnung ihresLänge der langen Achse. Um den Beitrag der benachbarten Geweben zu den Auswirkungen IOP Erhebungen zu untersuchen, werden die Messungen ohne und mit Entspannung der glatten Muskulatur mit Instillation von Tropicamid wiederholt. TM Migration in SC wird von TM Steifigkeit widerstanden, sondern wird durch die Unterstützung ihrer Befestigung an benachbarten glatten Muskelzellen im Ziliarkörper erhöht. Diese Technik ist die erste, die lebende menschliche TM Reaktion auf Druckerhöhung in situ unter physiologischen Bedingungen im menschlichen Auge zu messen.

Unter Verwendung dieser Datenerfassung und Bildanalysetechniken, werden die Wirkungen der kleinen und großen Änderungen in IOP auf Ausflusstrakt morphologischer Parameter wie SC Querschnittsfläche erhalten wird (Abbildung 1). Wir sehen, dass ein hohes Maß an IOP Anstieg produzieren eine beobachtbare Zusammenbruch des SC, wie durch eine starke Reduzierung der Querschnittsfläche vertreten. Das Auge scheint in der Lage zu einem geringen Anstieg des IOP zubringen, wie durch das Fehlen einer Änderung i...

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Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye

Trabekelwerk (TM) Migration in den Schlemm-Kanal Raum kann durch akute Druckerhöhung durch Ophthalmodynamometer induziert werden, und durch Spektralbereich der optischen Kohärenztomographie beobachtet. Das Ziel dieser Methode ist die morphometrische Reaktion des lebenden Ausflusstrakt akuter Druckerhöhung in lebendem Gewebe in situ zu quantifizieren.

Trabekelnetzwerk Reaktion auf den Druck in der Elevation Wohnzimmer Menschliches Auge

The mechanical characteristics of the trabecular meshwork (TM) are linked to outflow resistance and intraocular pressure (IOP) regulation. The rationale ...

Research

JoVE Journal

Medicine

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