Die Autoren sind dankbar, dass Frau Dalia Sela und Herr Emi Sharon für ihre professionelle und ausgezeichnete technische Arbeit im Labor.

Die Tiere wurden in Übereinstimmung mit der ARVO Resolution über die Verwendung von Tieren in der Forschung behandelt. Das Studienprotokoll wurde von den institutionellen Ausschuss für Labortierforschung (Zulassung Nr 022-4598-2. 021.211) zugelassen. 1. Vorbereitung für Chirurgie # 1 <ol><li> Wiegen und betäuben einen 13 Tage alten weißen Neuseeland-Kaninchen mit einer intramuskulären Injektion von Ketamin-Hydrochlorid 100 mg / ml (100 mg / kg) und Xylazinhydrochlorid 25 mg / ml (12,5 mg / kg). Diese Dosen werden wegen der Länge des chirurgischen Eingriffs verwendet. Assure angemessene Höhe der Anästhesie durch den Mangel an Schmerzreflex. </li><li> Mit einem sterilen Baumwolltupfer, eine kleine Menge von ophthalmischen Salbe auf die nicht-operierten Auge um die Hornhaut zu verhindern, vor dem Austrocknen. Anwenden 0,9% normale Kochsalzlösung fällt auf das operierte Auge Hornhaut während des Betriebs der Cornea zu verhindern das Austrocknen. </li><li> Führen Sie drei axiale Längenmessungen in jedem Auge nach topischer Anästhesie (Oxybuprocaine-Hydrochlorid 0,4%) unter Verwendung eines Ultraschall-A-Scanner und im Durchschnitt dann die Messungen. Tragen Sie die Sonde senkrecht zur zentralen Hornhaut. </li></ol> 2. Chirurgie # 1 - Pre Vernetzung Schritt <ol><li> Mit chirurgischen Augen Pinzette und Schere unter einer Augenoperationsmikroskop, machen Sie eine 360 ​​° konjunktivaler Peritomie mit chirurgischen Augen Pinzette und Schere. </li><li> Mit einem abgewinkelten Zange oder einen Muskel Haken die vier extraocular Rektusmuskeln identifizieren und zu isolieren, um sie mit einem 2-0 geflochtenen Seide nicht genadelt Nähten. HINWEIS: Die Seidenfäden mit Bewegung der Kugel in die gewünschte Richtung zu helfen. Der Augapfel ist unterteilt in Quadranten zwischen den vier Rektusmuskeln (vier Quadranten). <ol><li> Mark mit einer Hautmarkierungs zwei Zonen in jedem Quadranten, einer an der äquatorialen Sklera und eine an der posterioren Sklera. Dies sind die Bestrahlungszonen. </li></ol></li><li> Bereiten Sie eine 3 ml bis 5 ml Spritze mit 0,1% Dextran freien Riboflavin-5-phosphate. Verbinden Sie die Spritze mit einer 26 G Kanüle Tränen- oder 25 G verjüngte hydrodelineator. </li><li> Bereiten Sie die Bestrahlungsvorrichtung, die eine UV-A (370 nm) Lichtquelle auf einen abgeschrägten unten maßgeschneiderte Faseroptik verbunden ist. Im Anschluss an die Messung des Energieleistung und Kalibrierung (siehe Anmerkung unten), stellen Sie das Gerät auf 57 mW / cm². HINWEIS: Die Kalibrierung wurde vom Hersteller im Handel durchgeführt. Dieses Verfahren stellt eine Gesamt UVA Lichtdosis von 57 J / cm². (57 mW / cm 2 auf 0,2 cm 2 beträgt 11,4 mW / 0,2 cm 2 unter Verwendung von 11,4 mW / 0,2 cm 2 für 200 sec ist eine kumulative Belastung von 2,2 J pro 0,2 cm 2 spot) </li></ol> 3. Chirurgie # 1 - Cross Linking <ol><li> Den Augapfel bewegen , indem sie die Seidenfäden in die entgegengesetzte Richtung des gewählten Quadranten ziehen behandelt werden (zB nach oben ziehen und nasal , wenn die unteren temporalen Quadranten der Behandlung). Führen Sie die Augapfelbewegung 2-0 geflochtenen Seide nicht fädelten Nahtmaterials unter Verwendung der isolates jeden Rektusmuskel. </li><li> Anwenden Photosensibilisator Lösung 0,1% Dextran freien Riboflavin-5-phosphat auf die Bestrahlungszone 20 sec vor der Bestrahlung beginnt, enthält. </li><li> Bestrahlen, um die Bestrahlungszone eine abgeschrägte unten nach Maß Faseroptik für eine Bestrahlungszeit von 200 s verwendet wird. Messen der Fläche jeder Zone als 0,2 cm² mit einem Radius von 4 mm. </li><li> Anwenden Photosensibilisator Lösung 0,1% Dextran freien Riboflavin-5-phosphat auf die Bestrahlungszone alle 20 sec während der 200 sec Bestrahlungsperiode enthält. HINWEIS: Führen Sie die Bestrahlung und den Abwurf von zwei Chirurgen gleichzeitig Riboflavin. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 3,1-3,4 für jeden der vier Quadranten Augapfel. </li></ol> 4. Chirurgie # 1 - Post-Cross Verknüpfung Schritt <ol><li> Rasieren Sie das Fell rund um das Auge. Schneiden Sie die Lidrändern mit chirurgischen Augen Schere und dann Naht vorsichtig die oberen und die unteren Augenlider mit 4-0 geflochtener Seide Elfenbeinfarbe - 3/8 Kreis reVers Schneide- 13 mm Länge C-3-Nadel (Tarsorrhaphie). Eine kleine Menge von Augensalbe auf dem Lidrand am Ende des Verfahrens (Chloramphenicol 5%). </li></ol> 5. Chirurgie # 1 - Postoperative Pflege <ol><li> Halten Sie die Tiere unter einer Wärmelampe während der Wiederherstellung. Verwenden Sie kein Tier unbeaufsichtigt lassen, bis es genügend Bewusstsein zu halten Brustlage wiedergewonnen hat. </li><li> Legen Sie das Tier in einem sauberen Käfig mit neuen Betten, bis es vollständig zurückgewonnen wird. Nach der Wiederherstellung wird das Tier zum Tierraum zurückgeführt werden. Bringen Sie das Tier zu seiner Mutter nur wach, als. </li><li> Während der ersten 48 Stunden, untersucht die Tiere den allgemeinen Zustand und Anzeichen von Krankheit oder Infektionen betreffen. Verwalte Analgesie gemäß Abschnitt 1. administrieren Analgesie nach Bedarf, wenn eine Änderung in dem Kaninchen Verhalten beobachtet wird. (Metamizol Tropfen 50 mg / kg alle 6 h). </li></ol> 6. Chirurgie # 2 <ol><li> Fünfundfünfzig Tage nach surgery # 1, wiegen und das Kaninchen mit einer intramuskulären Injektion von Ketamin-Hydrochlorid 100 mg / ml (100 mg / kg) und Xylazinhydrochlorid 25 mg / ml (12,5 mg / kg) anästhesiert. </li><li> Mit chirurgischen Augen Schere unter einer Augenoperationsmikroskop, entfernen Sie die Tarsorrhaphie. Führen Sie drei axiale Längenmessungen an jedem Auge nach topischer Anästhesie (Oxybuprocainhydrochlorid 0,4%) unter Verwendung eines Ultraschall-A-Scanner und im Durchschnitt dann die Messungen. Tragen Sie die Sonde senkrecht zur zentralen Hornhaut. </li><li> Euthanize die Kaninchen mit intraperitoneal Phenobarbital-Natrium (200 mg / 1,5 kg Körpergewicht). </li></ol>

<ol>
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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Certain+biomechanical+properties+and+cross+linking+of+the+scleral+shell+of+the+eye+in+progressive+myopia.">Certain biomechanical properties and cross linking of the scleral shell of the eye in progressive myopia.</a> Proceedings of XIVth Congress on Biomechanics. Paris: International Society of Biomechanics. , 616-617 (1993).</li><li>Wollensak, G., Sp&#246;rl, E., Seiler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Riboflavin+/+ultraviolet-A-induced+collagen+crosslinking+for+the+treatment+of+keratoconus.">Riboflavin / ultraviolet-A-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus.</a> Am. J. 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Scand. 83, 477-482 (2005).</li><li>Wollensak, G., Iomdina, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+biomechanical+properties+of+rabbit+sclera+after+collagen+crosslinking+using+riboflavin+and+ultraviolet+(UVA).">Long-term biomechanical properties of rabbit sclera after collagen crosslinking using riboflavin and ultraviolet (UVA).</a> Acta Ophthalmol. 87, 193-198 (2009).</li><li>Wildsoet, C. F., Norton, T. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+controlling+myopia+progression.">Toward controlling myopia progression.</a> Optom. Vis. Sci. 76, 341-342 (1999).</li><li>Avetisov, E. S., Tarutta, E. P., Iomdina, E. N., Vinetskaya, M. I., Andreyeva, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonsurgical+and+surgical+methods+of+sclera+reinforcement+in+progressive+myopia.">Nonsurgical and surgical methods of sclera reinforcement in progressive myopia.</a> Acta Ophthalmol. Scand. 75, 618-623 (1997).</li><li>Thompson, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+sclera+reinforcement+technique.">A simplified sclera reinforcement technique.</a> Am. J. Ophthalmol. 86, 782-790 (1978).</li><li>Whitmore, W. G., Curtin, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scleral+reinforcement:+two+case+reports.">Scleral reinforcement: two case reports.</a> Ophthalmic Surg. 18, 503-505 (1987).</li><li>Dotan, A., Kremer, I., Livnat, T., Zigler, A., Weinberger, D., Bourla, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scleral+cross-linking+using+riboflavin+and+ultraviolet-A+radiation+for+prevention+of+progressive+myopia+in+a+rabbit+model.">Scleral cross-linking using riboflavin and ultraviolet-A radiation for prevention of progressive myopia in a rabbit model.</a> Exp Eye Res. 127, 190-195 (2014).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.

Wir stellen die ersten in vivo Untersuchung der Verhinderung von axialen Myopie in einem Kaninchenmodell verwendet Vernetzungstechnik mit Riboflavin und UVA - Bestrahlung. Obwohl verschiedene Versuchstiere in dieser Art von Studie verwendet werden kann, wählten wir Kaninchen vor allem aufgrund der Größe der Augen und der Notwendigkeit Vernetzung auf der Skleraoberfläche auszuführen. Wir fanden, dass das Kaninchen Lederhaut Belichtungs- und Vernähen der oberen und unteren Augenlider Maßnahmen anzuwenden sein. Wir empfehlen, die Lidrändern Trimmen und unter Verwendung der in unserem Protokoll genannten Nähte, um sicherzustellen, dass die Augenlider für Korrekturen für den angegebenen Zeitraum ohne Notwendigkeit fest geschlossen sind. Eine wichtige Sache zu prüfen, ist die Notwendigkeit, die Bestrahlungseinrichtung und die Faseroptik für die erforderliche Energie und Leistung zu kalibrieren. H &amp; E zeigte, histologischen Schnitten keine toxischen Veränderungen an der Netzhaut auf die Augen, die das Vernetzungsverfahren unterzog. Weitere Untersuchungen sollten die potentielle Toxizität von Riboflavin und UVA-Bestrahlung auf der Netzhaut, Aderhaut und der Lederhaut, mit einem Fokus auf Position, Menge an Energie und Belichtungszeit zu adressieren durchgeführt werden. Mehrere Einschränkungen dieser Studie Warrant Betracht. Nur prä- und postoperativen axialen Längen wurden gemessen. Die axiale Länge des Augapfels wurde durch eine Ultraschall-Scan gemessen. Wir nicht beurteilen biometrischen Eigenschaften, Brechungsanalyse oder biomechanischen Eigenschaften der Sklera. Insgesamt glauben wir, dass die Wirkung von scleral Vernetzung mit Riboflavin und UVA auf der axialen Verlängerung des Kaninchenauge einen positiven Einfluss auf Kurzsichtigkeit Forschung haben wird.

Myopie ist die häufigste der Brechungsstörungen. Die Prävalenz der Kurzsichtigkeit in den USA und Europa wird berichtet , um 30% zu sein, und in den asiatischen Ländern wirkt sich dies auf 60% der Gesamtbevölkerung 1,2 auf. Myopic Progression tritt bei bis zu 50% der Kurzsichtigen in der Regel mit einer Rate von rund -0,5 Dioptrien über einen Zwei-Jahres - Intervall 3. Die Gesundheitskosten durch Kurzsichtigkeit auferlegt sind beträchtlich, einschließlich der Kosten für Brillen, Kontaktlinsen und der refraktiven Chirurgie und der erhöhten Gesundheitsrisiken des Glaukoms bezogenen Kosten, Katarakt, Netzhautablösung und Sehstörungen 4-6. In Tierstudien der Kurzsichtigkeit wird Anblick Reduktion von Augenlid Vernähen 7-10, Platzierung eines Okkluders in einem kurzen Abstand vom Auge und Keratographie 11 induziert. Doch für künstliche Kurzsichtigkeit in diesen Studien zu kommen, muss der Okklusion Prozess, da keine Sicht Deprivation Experimente auf sehr jungen Tieren, zu carried heraus wachsene Exemplare haben sich bewährt. Eine der wichtigen Funktionen von schwerer Myopie ist eine krankhafte Veränderung der Sklera mit progressiver Verdünnung der Sklera, wahrscheinlich aufgrund einer gestörten Rückkopplungsmechanismus von emmetropization nach visueller deprivation 12 oder aufgrund eines Stoffwechselstörung der Sklera, wie in Ehlers Danlos - Syndrom 13. Letztlich führen beide Mechanismen zur Dehnung und Ausdünnung der Lederhaut, Netzhaut und Aderhaut aufgrund von strukturellen Anomalien des kurzsichtigen Lederhaut wie eine verringerte Kollagenfaserdurchmesser 14,15 und Störungen in Fibrillogenese 16. Mehrere Studien haben gezeigt , dass eine beeinträchtigte Kollagenvernetzung ein wichtiger Faktor in der Schwächungsprozess des myopischen Sklera 17-18 ist. Wollensak et al. 19-21 induzierten Kollagenvernetzung durch den Photosensibilisator Anwendung Riboflavin und ultraviolett-A (UVA) Bestrahlung (370 nm)und stellten eine signifikante, 157% Erhöhung der Steifigkeit von Schwein und Mensch Sklera in vitro 19 und eine 465% ige Steigerung in Kaninchen Sklerarigidität in vivo (Young-Modul) 20. Crosslinking hatte auch eine langfristige Wirkung auf Kaninchen Sklera in vivo: Steifigkeit von 320,4% erhöht nach 3 Tagen, 277,6% nach 4 Monaten und 502% nach 8 Monaten (Young-Modul) 22. Therapeutische Versuche kurzsichtig Progression zu verhaften wurden 23-26 veröffentlicht , aber der Erfolg dieser Methoden ist umstritten. Keine effiziente Mittel zur Verhinderung von progressiver Myopie wurde bisher gefunden. Die Ätiologie der Kurzsichtigkeit ist nach wie vor umstritten, und seine Behandlung stellt eine Herausforderung dar. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird angenommen, dass skleralen Vernetzung als Mittel zur Sklera-basierten Behandlung von myopischen Progression dienen kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die scleral Kollagen crosslinki zu untersuchenng Wirkung auf die Entwicklung der Achsenmyopie durch Sehachse Okklusion induziert.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="667">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">2-0 braided silk non-needled sutures&#160;</td>
			<td style="width:137px;">ETHICON</td>
			<td style="width:119px;">W193</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">4-0 braided silk ivory color&#160;</td>
			<td style="width:137px;">ETHICON</td>
			<td style="width:119px;">W816</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:244px;">0.1% dextran-free riboflavin-5-phosphate 1mg:1ml</td>
			<td style="width:137px;">Concept for Pharmacy Ltd</td>
			<td style="width:119px;">D2-5025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV A (370nm) light source&#160;</td>
			<td>O/E LAND Inc</td>
			<td style="width:119px;">NCSU033B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Beveled down custom made fiber optic&#160;</td>
			<td>Prizmatix Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="49">
			<td height="49" style="height:49px;width:244px;">26G lacrimal cannula&#160;</td>
			<td style="width:137px;">Beaver-visitec International Ltd.&#160;</td>
			<td style="width:119px;">REF581276</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:244px;">25G tapered hydrodelineator [Blumenthal]&#160;</td>
			<td style="width:137px;">Beaver-visitec International Ltd.&#160;</td>
			<td style="width:119px;">REF585107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">13 days old rabbits</td>
			<td style="width:137px;">Harlan&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1NZWR40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:244px;">Ultrasonic biometer</td>
			<td>Allergan-Humphrey</td>
			<td style="width:119px;">820-519</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:244px;">Skin marker</td>
			<td style="width:137px;">Devon</td>
			<td style="width:119px;">4237101664X</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

scleral cross-linking using riboflavin and ultraviolet-a radiation for prevention of axial myopia in a rabbit model

Kurzsichtige Menschen, vor allem diejenigen mit starker Kurzsichtigkeit, sind bei höheren als normalen Risiko von Katarakt, Glaukom, Netzhautablösung und chorioretinale Anomalien. Darüber hinaus ist pathologischen Myopie eine häufige Ursache für irreversible Sehbehinderung und Blindheit 1-3. Unsere Studie zeigt die Wirkung der skleralen Vernetzungs unter Verwendung von Riboflavin und Ultraviolett-A-Strahlung auf die Entwicklung von Achsenmyopie in einem Kaninchenmodell. Die axiale Länge des Augapfels wurde von A-Scan Ultraschall in weißen Neuseeland-Kaninchen gemessen im Alter von 13 Tage (männlich und weiblich). Das Auge unterzog sich dann um 360 ° konjunktivaler Peritomie mit scleral Vernetzung, gefolgt von Tarsorrhaphie. Axial Dehnung wurde in 13 Tage alte Neuseeland-Kaninchen induziert durch ihr rechtes Auge Augenlider Vernähen (Tarsorrhaphie). Die Augen wurden in Quadranten unterteilt, und jeder Quadrant hatte zwei skleralen Bestrahlungszonen, die jeweils mit einer Fläche von 0,2 cm² und einem Radius von 4 mm. Die Vernetzung wurde durch Eintropfen von 0,1% durchgeführtDextran freien Riboflavin-5-phosphat auf die Bestrahlungszonen 20 sec vor Ultraviolett-A-Bestrahlung und alle 20 sec bei 200 sec-Bestrahlungszeit. UVA-Strahlung (370 nm) wurde senkrecht zur Sklera bei 57 mW / cm² (Gesamt UVA-Licht-Dosis, 57 J / cm²) aufgetragen. Tarsorrhaphies wurden am Tag 55 entfernt, durch wiederholte axiale Längenmessungen verfolgt. Diese Studie zeigt, dass skleralen Vernetzung mit Riboflavin und Ultraviolett-A-Strahlung wirksam Okklusion induzierten axialen Dehnung in einem Kaninchenmodell verhindert.

Figuren 1 und 2 graphisch die axiale Längenmessungen von zwei Gruppen zu demonstrieren. Gruppe 1 Kaninchen unterzog skleralen Vernetzungs- und Tarsorrhaphie auf das rechte Auge , während das linke Auge nicht auf (Abbildung 1) betrieben wurde. Gruppe 2 Kaninchen unterzog sich nur Peritomie und Tarsorrhaphie auf dem rechten Auge , während das linke Auge nicht auf (Abbildung 2) betrieben wurde. In der Gruppe 1, die scleral Vernetzung und Tarsorrhaphie unterzog gemessene mittlere axiale Länge im rechten Auge 10,68 ± 0,74 mm vor Augenlid Naht und 14.29 ± 0,3 mm 55 Tage später für eine mittlere Differenz von 3,61 ± 0,76 mm. Entsprechende Werte in den nicht operierten / unsutured linke Auge waren 10.70 ± 0,79 mm und 15,14 ± 0,32 mm, bei einer mittleren Differenz von 4,44 ± 0,81 mm (Abbildung 1). Vergleich der axialen Längen der vernähtund unsutured Augen am Ende der Okklusion Phase ergab eine geringere Nettoanstieg in dem genähten Augen. In der Gruppe 2, die nur Peritomie und tarsorrhaphies unterzog, mittlere axiale Länge im rechten Auge gemessen 10.50 ± 0,67 mm vor Augenlid Naht und 15,69 ± 0,39 mm 55 Tage später für eine mittlere Differenz von 5,19 ± 0,85 mm. Entsprechende Werte in den nicht operierten / unsutured linke Auge waren 10,54 ± 0,71 mm und 14,74 ± 0,38 mm, für eine mittlere Differenz von 4,20 ± 0,67 mm (Abbildung 2). Vergleich der axialen Längen der vernäht und unsutured Augen am Ende der Okklusion Phase ergab eine größere Nettoanstieg in dem genähten Augen. Vergleich der mittleren Änderung der axialen Länge der rechten Augen zwischen Gruppe 2 (5,19 ± 0,85 mm) und der Gruppe 1 (3,61 ± 0,76 mm) ergab einen deutlich niedrigeren Wert am Ende der Okklusion phase (55 Tage) in den Augen, die das Vernetzungsverfahren (p &lt;0,001, Mann-Whitney nicht-parametrischen Test) unterzogen. Der Unterschied zwischen den Gruppen in der mittleren axialen Länge in das linke Auge (4,20 ± 0,67 mm vs. 4,44 ± 0,81 mm) war statistisch nicht signifikant (p = 0,39, Mann-Whitney nicht-parametrischer Test). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53201/53201fig1.jpg" /> Abbildung 1. Rechtes Auge axiale Messungen vor und nach scleral Vernetzung und Tarsorrhaphie gegen das linke Auge axiale Messungen. Die mittlere axiale Länge des rechten Auges vor scleral Vernetzung und Tarsorrhaphie (RE - Start) und nach dem Entfernen der Tarsorrhaphie 55 Tage später (RE Ende). Die mittlere axiale Länge des linken Auges zu Beginn der Studie (LE starten) und 55 Tage später (LE Ende). Das linke Auge wurde nicht operiert und wurde offen gelassen. Die Fehlerbalken zeigt an Standardfehler des Mittelwerts. (Neu gedruckt mit Permission von Referenz 27). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53201/53201fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53201/53201fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53201/53201fig2.jpg" /> Abbildung 2. Rechtes Auge axiale Messungen vor und nach Tarsorrhaphie vs. linken Auge axiale Messungen. Die mittlere axiale Länge des rechten Auges vor Tarsorrhaphie (RE - Start) und nach dem Entfernen der Tarsorrhaphie 55 Tage später (RE Ende). Die mittlere axiale Länge des linken Auges zu Beginn der Studie (LE starten) und 55 Tage später (LE Ende) .Der linke Auge wurde nicht operiert und wurde offen gelassen. Die Fehlerbalken zeigt an Standardfehler des Mittelwerts. (Neu gedruckt mit Genehmigung aus Lit. 27). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53201/53201fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53201/53201fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen</a>.

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Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

Wir zeigen die Wirkung von scleral Vernetzung mit Riboflavin und UVA auf einer axialen Verlängerung Kaninchenaugen. Axial Dehnung wurde in 13 Tage alte Neuseeland-Kaninchen (männlich und weiblich), induziert durch ihr rechtes Auge Augenlider Vernähen (Tarsorrhaphie).

Sklerale Vernetzungs Mit Riboflavin und UV-A-Strahlung-für Prävention von Axial Myopie in einem Kaninchenmodell

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal ...

scleral-cross-linking-using-riboflavin-ultraviolet-radiation-for

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

8.8K Aufrufe.  Rabin Medical Center, Beilinson Campus.  Wir zeigen die Wirkung von scleral Vernetzung mit Riboflavin und UVA auf einer axialen Verlängerung Kaninchenaugen. Axial Dehnung wurde in 13 Tage alte Neuseeland-Kaninchen (männlich und weiblich), induziert durch ihr rechtes Auge Augenlider Vernähen (Tarsorrhaphie). 

Serie: Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There is little knowledge about in situ, in vivo, tumor hypoxia during intracranial development of malignant brain tumors because of lack of efficient means to monitor it in these deep-seated orthotopic tumors. Bioluminescence imaging (BLI), based on the detection of light emitted by living cells expressing a luciferase gene, has been rapidly adopted for cancer research, in particular, to evaluate tumor growth or tumor size changes in response to treatment in preclinical animal studies. Moreover, by expressing a reporter gene under the control of a promoter sequence, the specific gene expression can be monitored non-invasively by BLI. Under hypoxic stress, signaling responses are mediated mainly via the hypoxia inducible factor-1&alpha; (HIF-1&alpha;) to drive transcription of various genes. Therefore, we have used a HIF-1&alpha; reporter construct, 5HRE-ODD-luc, stably transfected into human breast cancer MDA-MB231 cells (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay is performed by incubating the transfected cells in a hypoxic chamber (0.1% O2) for 24 hr before BLI, while the cells in normoxia (21% O2) serve as a control. Significantly higher photon flux observed for the cells under hypoxia suggests an increased HIF-1&alpha; binding to its promoter (HRE elements), as compared to those in normoxia. Cells are injected directly into the mouse brain to establish a breast cancer brain metastasis model. In vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics is initiated 2 wks after implantation and repeated once a week. BLI reveals increasing light signals from the brain as the tumor progresses, indicating increased intracranial tumor hypoxia. Histological and immunohistochemical studies are used to confirm the in vivo imaging results. Here, we will introduce approaches of in vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay, surgical establishment of a breast cancer brain metastasis in a nude mouse and application of in vivo bioluminescence imaging to monitor intracranial tumor hypoxia.

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence imaging of hypoxia inducible factor-1&alpha; activity is applied to monitor intracranial tumor hypoxia development in a breast cancer brain metastasis mouse model.

In-vivo-Biolumineszenz-Bildgebung von Tumorhypoxie Dynamics of Breast Cancer Hirnmetastasen in einem Mausmodell

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

Forschung

Medizin

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality treatment consisting of surgical resection, post-operative radiation therapy and temozolomide chemotherapy 1. New therapeutic approaches are clearly needed to improve patient survival and quality of life. The development of more effective treatment strategies would be aided by animal models of GBM that recapitulate human disease yet allow serial imaging to monitor tumor growth and treatment response. In this paper, we describe our technique for the precise stereotactic implantation of bio-imageable GBM cancer cells into the brains of nude mice resulting in tumor xenografts that recapitulate key clinical features of GBM 2. This method yields tumors that are reproducible and are located in precise anatomic locations while allowing in vivo bioluminescent imaging to serially monitor intracranial xenograft growth and response to treatments 3-5. This method is also well-tolerated by the animals with low perioperative morbidity and mortality.

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

We describe an integrated method for the precise, stereotactic implantation of human glioblastoma multiforme cells into the brains of nude mice and subsequent serial in vivo imaging to monitor growth and response to treatment of the resultant xenografts.

Stereotaktische Intrakranielle Implantation und<em&gt; In vivo</em&gt; Bioluminescent Imaging der Tumorxenotransplantaten in einem Maus-Modell-System des Glioblastoma multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality ...

Matrix-assisted Autologous Chondrocyte Transplantation for Remodeling and Repair of Chondral Defects in a Rabbit Model

Articular cartilage defects are considered a major health problem because articular cartilage has a limited capacity for self-regeneration 1. Untreated cartilage lesions lead to ongoing pain, negatively affect the quality of life and predispose for osteoarthritis. During the last decades, several surgical techniques have been developed to treat such lesions. However, until now it was not possible to achieve a full repair in terms of covering the defect with hyaline articular cartilage or of providing satisfactory long-term recovery 2-4. Therefore, articular cartilage injuries remain a prime target for regenerative techniques such as Tissue Engineering. In contrast to other surgical techniques, which often lead to the formation of fibrous or fibrocartilaginous tissue, Tissue Engineering aims at fully restoring the complex structure and properties of the original articular cartilage by using the chondrogenic potential of transplanted cells. Recent developments opened up promising possibilities for regenerative cartilage therapies.
The first cell based approach for the treatment of full-thickness cartilage or osteochondral lesions was performed in 1994 by Lars Peterson and Mats Brittberg who pioneered clinical autologous chondrocyte implantation (ACI) 5. Today, the technique is clinically well-established for the treatment of large hyaline cartilage defects of the knee, maintaining good clinical results even 10 to 20 years after implantation 6. In recent years, the implantation of autologous chondrocytes underwent a rapid progression. The use of an artificial three-dimensional collagen-matrix on which cells are subsequently replanted became more and more popular 7-9.
MACT comprises of two surgical procedures: First, in order to collect chondrocytes, a cartilage biopsy needs to be performed from a non weight-bearing cartilage area of the knee joint. Then, chondrocytes are being extracted, purified and expanded to a sufficient cell number in vitro. Chondrocytes are then seeded onto a three-dimensional matrix and can subsequently be re-implanted. When preparing a tissue-engineered implant, proliferation rate and differentiation capacity are crucial for a successful tissue regeneration 10. The use of a three-dimensional matrix as a cell carrier is thought to support these cellular characteristics 11.
The following protocol will summarize and demonstrate a technique for the isolation of chondrocytes from cartilage biopsies, their proliferation in vitro and their seeding onto a 3D-matrix (Chondro-Gide, Geistlich Biomaterials, Wollhusen, Switzerland). Finally, the implantation of the cell-matrix-constructs into artificially created chondral defects of a rabbit's knee joint will be described. This technique can be used as an experimental setting for further experiments of cartilage repair.

An experimental technique for the treatment of chondral defects in the rabbit's knee joint is described. The implantation of autologous chondrocytes seeded on a matrix is a well-accepted method for the remodeling and repair of articular cartilage lesions providing satisfying long-term results. Matrix-assisted autologous chondrocyte transplantation (MACT) offers a standardized and clinically established implantation method.

Matrix-assistierte autologe Chondrozyten-Transplantation für Umbau und Reparatur von Knorpeldefekten in einem Kaninchen-Modell

Articular cartilage defects are considered a major health problem because articular cartilage has a limited capacity for self-regeneration 1. Untreated ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Genomic studies of human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered in tumors1,2,3. A challenge arising from these studies is that many genes are altered, and it can be difficult to distinguish genetic alterations that drove tumorigenesis from that those arose incidentally during transformation. To draw this distinction it is beneficial to have an assay that can quantitatively measure the effect of an altered gene on tumor initiation and other processes that enable tumors to persist and disseminate. Here we present a rapid means to screen large numbers of candidate melanoma modifiers in zebrafish using an autochthonous tumor model4 that encompasses steps required for melanoma initiation and maintenance. A key reagent in this assay is the miniCoopR vector, which couples a wild-type copy of the mitfa melanocyte specification factor to a Gateway recombination cassette into which candidate melanoma genes can be recombined5. The miniCoopR vector has a mitfa rescuing minigene which contains the promoter, open reading frame and 3'-untranslated region of the wild-type mitfa gene. It allows us to make constructs using full-length open reading frames of candidate melanoma modifiers. These individual clones can then be injected into single cell Tg(mitfa:BRAFV600E);p53(lf);mitfa(lf)zebrafish embryos. The miniCoopR vector gets integrated by Tol2-mediated transgenesis6 and rescues melanocytes. Because they are physically coupled to the mitfa rescuing minigene, candidate genes are expressed in rescued melanocytes, some of which will transform and develop into tumors. The effect of a candidate gene on melanoma initiation and melanoma cell properties can be measured using melanoma-free survival curves, invasion assays, antibody staining and transplantation assays.

A rapid way to screen for melanoma modifiers using a zebrafish autochthonous tumor model is presented. It takes advantage of the miniCoopR vector which allows for expression of candidate melanoma genes in melanocytes. A method to obtain melanoma-free survival curves, an invasion assay, a protocol for antibody staining of scale melanocytes and a melanoma transplantation assay are described.

Screening für Melanom Modifiers mit einem Zebrafisch Autochthone Tumormodell

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

The In ovo CAM-assay as a Xenograft Model for Sarcoma

Sarcoma is a very rare disease that is heterogeneous in nature, all hampering the development of new therapies. Sarcoma patients are ideal candidates for personalized medicine after stratification, explaining the current interest in developing a reproducible and low-cost xenotransplant model for this disease. The chick chorioallantoic membrane is a natural immunodeficient host capable of sustaining grafted tissues and cells without species-specific restrictions. In addition, it is easily accessed, manipulated and imaged using optical and fluorescence stereomicroscopy. Histology further allows detailed analysis of heterotypic cellular interactions.
This protocol describes in detail the in ovo grafting of the chorioallantoic membrane with fresh sarcoma-derived tumor tissues, their single cell suspensions, and permanent and transient fluorescently labeled established sarcoma cell lines (Saos-2 and SW1353). The chick survival rates are up to 75%. The model is used to study graft- (viability, Ki67 proliferation index, necrosis, infiltration) and host (fibroblast infiltration, vascular ingrowth) behavior. For localized grafting of single cell suspensions, ECM gel provides significant advantages over inert containment materials. The Ki67 proliferation index is related to the distance of the cells from the surface of the CAM and the duration of application on the CAM, the latter determining a time frame for the addition of therapeutic products.

The In ovo CAM-assay as a Xenograft Model for Sarcoma

The in ovo chorioallantoic membrane (CAM) is grafted with fresh sarcoma-derived tumor tissues, their single cell suspensions, and permanent and transient fluorescently labeled established sarcoma cell lines. The model is used to study graft- (viability, Ki67 proliferation index, necrosis, infiltration) and host (fibroblast infiltration, vascular ingrowth) behavior.

Die<em&gt; In ovo</em&gt; CAM-Assay als Xenograftmodel für Sarkom

Sarcoma is a very rare disease that is heterogeneous in nature, all hampering the development of new therapies. Sarcoma patients are ideal candidates for ...

The Rabbit Blood-shunt Model for the Study of Acute and Late Sequelae of Subarachnoid Hemorrhage: Technical Aspects

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and controllable animal models that simulate both conditions are presently uncommon. Therefore, new models are needed in order to mimic human pathophysiological conditions resulting from SAH.
This report describes the technical nuances of a rabbit blood-shunt SAH model that enables control of intracerebral pressure (ICP). An extracorporeal shunt is placed between the arterial system and the subarachnoid space, which enables examiner-independent SAH in a closed cranium. Step-by-step procedural instructions and necessary equipment are described, as well as technical considerations to produce the model with minimal mortality and morbidity. Important details required for successful surgical creation of this robust, simple and consistent ICP-controlled SAH rabbit model are described.

The experimental intracranial pressure-controlled blood shunt subarachnoid hemorrhage (SAH) model in the rabbit combines the standard procedures &#8212; subclavian artery cannulation and transcutaneous cisterna magna puncture, which enables close mimicking of human pathophysiological conditions after SAH. We present step-by-step instructions and discuss key surgical points for successful experimental SAH creation.

Das Kaninchen Blut-Shunt-Modell für die Untersuchung von akuten und Spätfolgen Subarachnoidalblutung: Technische Aspekte

Early brain injury and delayed cerebral vasospasm both contribute to unfavorable outcomes after subarachnoid hemorrhage (SAH). Reproducible and ...

Diffuse Optical Spectroscopy for the Quantitative Assessment of Acute Ionizing Radiation Induced Skin Toxicity Using a Mouse Model

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and negatively impact patient quality of life and long term survival. Advances in the understanding of the biological pathways associated with normal tissue toxicities have allowed for the development of interventional drugs, however, current response studies are limited by a lack of quantitative metrics for assessing the severity of skin reactions. Here we present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe the instrumentation design of the DOS system as well as the inversion algorithm for extracting the optical parameters. Finally, to demonstrate clinical utility, we present representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema and compare the results with a commonly employed visual scoring. The described DOS method offers an objective, high through-put evaluation of skin toxicity via functional response that is translatable to the clinical setting.

We present a diffuse optical spectroscopic (DOS) approach that provides quantitative optical biomarkers of skin response to radiation. We describe DOS instrumentation design, optical parameters extraction algorithms and the animal handling procedures required to yield representative data from a pre-clinical mouse model of radiation induced erythema.

Diffuse Optische Spektroskopie zur quantitativen Beurteilung Akute ionisierender Strahlung induzierte Hauttoxizität Mit einem Maus-Modell

Acute skin toxicities from ionizing radiation (IR) are a common side effect from therapeutic courses of external beam radiation therapy (RT) and ...

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking (TXL) for Myopia

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy include photochemical cross-linking and tissue cross-linking (TXL) methods. Such methods for inducing mechanical tissue property changes are being employed to the cornea in corneal thinning (mechanically weakened) disorders such as keratoconus as well as the sclera in progressive myopia, where thinning and weakening of the posterior sclera occurs and likely contributes to axial elongation. The primary target proteins for such tissue strengthening are fibrillar collagens which constitute the great majority of dry weight proteins in the cornea and sclera. Fortuitously, fibrillar collagens are the main source of second harmonic generation signals in the tissue extracellular space. Therefore, modifications of the collagen proteins, such as those induced through cross-linking therapies, could potentially be detected and quantitated through the use of second harmonic generation microscopy (SHGM). Monitoring SHGM signals through the use of a laser scanning microscopy system coupled with an infrared excitation light source is an exciting modern imaging method that is enjoying widespread usage in the biomedical sciences. Thus, the present study was undertaken in order to evaluate the use of SHGM microscopy as a means to measure induced cross-linking effects in ex vivo rabbit sclera, following an injection of a chemical cross-linking agent into the sub-Tenon&#39;s space (sT), an injection approach that is standard practice for causing ocular anesthesia during ophthalmologic clinical procedures. The chemical cross-linking agent, sodium hydroxymethylglycinate (SMG), is from a class of cosmetic preservatives known as formaldehyde releasing agents (FARs). Scleral changes following reaction with SMG resulted in increases in SHG signals and correlated with shifts in thermal denaturation temperature, a standard method for evaluating induced tissue cross-linking effects.

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia

This protocol describes techniques for evaluating chemical cross-linking of the rabbit sclera using&#160;second harmonic generation imaging and differential scanning calorimetry.

Zweite harmonische Generation Signale in Kaninchen Sklera als Instrument für die Bewertung des therapeutischen Gewebes Vernetzung (TXL) für Kurzsichtigkeit

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Targeted and Selective Treatment of Pluripotent Stem Cell-derived Teratomas Using External Beam Radiation in a Small-animal Model

The growing number of victims of &#34;stem cell tourism,&#34; the unregulated transplantation of stem cells worldwide, has raised concerns about the safety of stem cell transplantation. Although the transplantation of differentiated rather than undifferentiated cells is common practice, teratomas can still arise from the presence of residual undifferentiated stem cells at the time of transplant or from spontaneous mutations in differentiated cells. Because stem cell therapies are often delivered into anatomically sensitive sites, even small tumors can be clinically devastating, resulting in blindness, paralysis, cognitive abnormalities, and cardiovascular dysfunction. Surgical access to these sites may also be limited, leaving patients with few therapeutic options. Controlling stem cell misbehavior is, therefore, critical for the clinical translation of stem cell therapy.
External beam radiation offers an effective means of delivering targeted therapy to decrease the teratoma burden while minimizing injury to surrounding organs. Additionally, this method avoids genetic manipulation or viral transduction of stem cells-which are associated with additional clinical safety and efficacy concerns. Here, we describe a protocol to create pluripotent stem cell-derived teratomas in mice and to apply external beam radiation therapy to selectively ablate these tumors in vivo.

Research on treatment strategies for pluripotent stem cell-derived teratomas is important for the clinical translation of stem cell therapy. Here, we describe a protocol to, first, generate stem cell-derived teratomas in mice and, then, to selectively target and treat these tumors in vivo using a small-animal irradiator.

Gezielte und selektive Behandlung von pluripotenten Stammzellen abgeleitet darum mit externen Strahl Strahlung in einem kleinen Tier-Modell

The growing number of victims of &#34;stem cell tourism,&#34; the unregulated transplantation of stem cells worldwide, has raised concerns about the ...