פיתוח של

נוכחי במבחנת מודלים להערכת עדשות מגע (CLS) ויישומים אחרים הקשורים עין מוגבלים קשה. הפלטפורמה העינית הציגה מדמת זרימה מדמיעה פיזיולוגית, נפח מדמיע, חשיפה לאוויר ובלאי מכאני. מערכת זו היא תכליתית מאוד יכולה להיות מיושמת שונה במבחנת מנתח עם CLS.

Currently, in vitro evaluations of contact lenses (CLs) for drug delivery are typically performed in large volume vials,^1-6 which fail to mimic physiological tear volumes.⁷ The traditional model also lacks the natural tear flow component and the blinking reflex, both of which are defining factors of the ocular environment. The development of a novel model is described in this study, which consists of a unique 2-piece design, eyeball and eyelid piece, capable of mimicking physiological tear volume. The models are created from 3-D printed molds (Polytetrafluoroethylene or Teflon molds), which can be used to generate eye models from various polymers, such as polydimethylsiloxane (PDMS) and agar. Further modifications to the eye pieces, such as the integration of an explanted human or animal cornea or human corneal construct, will permit for more complex in vitro ocular studies. A commercial microfluidic syringe pump is integrated with the platform to emulate physiological tear secretion. Air exposure and mechanical wear are achieved using two mechanical actuators, of which one moves the eyelid piece laterally, and the other moves the eyeballeyepiece circularly. The model has been used to evaluate CLs for drug delivery and deposition of tear components on CLs.

שני תחומים משמעותיים של עניין בתוך עדשות מגע (CL) בזירה כוללים חוסר נוחות ופיתוח יישומי CL רומן. הבהרת המנגנונים אי נוחות CL היא סוגיה הזה חמק מידיה בתחום במשך עשרות שנים. ⁸ התפתחות הרומן, CLS פונקציונלי, כגון מכשירים להולכת תרופות ^1,3,9 ו biosensors, ^10-12 הוא שטח של העניין הגובר, עם שווקים פוטנציאליים משמעותיים. בשתי הנסיבות, מתוחכם במודל חוץ גופייה יספק מידע רלוונטי על מנת לסייע בבחירת חומרי עדשה מתאימה או מאפייני עיצוב במהלך שלב הפיתוח. למרבה הצער, נוכחי במודלים במבחנה להערכת CLS ויישומים הקשורים עין שניות הם יחסית גולמיים ולא מתוחכמים. באופן מסורתי, במבחנת מחקרי CL הערכה בתצהיר שכבת דמעות או משלוח סמים מבוצעים בקבוקוני נפח סטטי, גדולים המכילים נפח נוזל קבוע, אשר greatly עולה כמויות פיסיולוגיות. יתר על כן, מודל פשוט זה חסר מרכיב זרימת דמעה הטבעי רפלקס המצמוץ, אשר שניהם מגדירים גורמי הסביבה העינית.

הפיתוח של "מודל" העין מתוחכם, רלוונטי מבחינה פיזיולוגית יחייב בגישה רב-תחומית ודורשים משמעותי אימות vivo. מסיבות אלה, במסגרת היסוד עבור דגם העין במבחנה שלנו היא תכליתית מאוד, כך המודל ניתן לשפר ללא הרף באמצעות שדרוגי מודולציות בעתיד. נכון להיום, המודל הוא מסוגל לדמות נפח מדמיע, זרימה מדמיעה, מכנים ללבוש חשיפה לאוויר. המטרה היא ליצור מודל במבחנה שיספק תוצאות משמעותיות, אשר הינה מידע צופה פני ו מחמיא in vivo ותצפיות vivo לשעבר.

כל הניסויים הושלמו בהתאם ועמיד בכל ההנחיות הרלוונטיות שהתוו ועדת האתיקה במחקר בבעלי החיים של האוניברסיטה ווטרלו. עיני השור שנתרמות בנדיבות מן מטבחיים מקומי.

1. עין דגם

1. עיצוב והפקה של תבניות ¹³
   1. עיצוב דגמי העין על פי המידות הפיזיולוגיות הממוצעות של עיניים בוגרות אנושיות. ¹³
   2. השאר מרווח של 250 מיקרומטר בין גלגל העין ואת חתיכות עפעף של מודל העין. עיצוב תבניות בהתאמה באמצעות תוכנת תכנון בעזרת מחשב (CAD).
   3. צור קובץ .cad חדש או קובץ .sldprt עם AutoCAD או Solidworks. יצירת מודלים 3D של גלגל העין / העפעף האדם. צור תבניות של המודלים ולשמור את התבניות כקבצי .stl.
   4. קבצי .stl היבוא לתוך תוכנת מדפסת 3D (למשל, makeware עבור replicator2). ציין פרמטרים של ההדפס (מיקום, דלילות, בקנה מידה, אוריינטציה, החלקות, וכו ' ) ^13.
   5. שמור את הקובץ בשם הקובץ G-קוד עבור מדפסות 3D לקרוא. חומרים בחרו כגון PLA (חומצת polylactic), ABS (אקריל ניטריל ניטריל), PC (פוליקרבונט), או שילוב של כל אלה, להדפיס את התבניות ^13.
   6. התקן נימה הרצויה של החומר מועדף. לייבא את קובץ G-הקוד לתוך מדפסת 3D לקרוא. הדפס את התבנית.
      הערה: לחלופין, לייצר את תבניות העין באמצעות מספרי מבוקר מחשב (CNC) המכונה, אם משטח חלק לדגם העין הוא רצוי. לייצור עובש CNC, חומרים לתבניות לא מוגבלים עוד פלסטיק תרמית, אבל להאריך מתכת, קרמיקה, ופולימרים resistive כימית כגון polytetrafluoroethylene.
   7. פתח את ממשק התוכנה CNC המחובר מקדח חיתוך. לבנות תבניות 3D פי קדמי, למעלה, בצד ונוף המבט של תבניות מודל בעבר בנוי גלגל עין / עפעף בממשק תוכנות שליטה. בחר פרמטרים מתאימים עבורעיבוד (גודל כל ביט זיכרון, חומר המצע, עובי החומר) והמשך לחתוך את התבנית.
2. סינתזה של עיניות שימוש PDMS
   1. באמצעות מזרק, למדוד 10 מ"ל נפח של PDMS (polydimethylsiloxane) בסיס ולמלא אותו לתוך צינור צנטריפוגות 15-50 מ"ל. הוסף 10% w / v של פתרון אלסטומר ידי משקל כולל של PDMS. באמצעות מוט ערבוב, מערבבים הפתרונות היטב.
   2. יוצקים את הפתרון PDMS לתוך תבניות גלגל העין והעפעף. אפשר PDMS להתיישב ב RT O / N (או לפחות 12 שעות) כדי להפעיל את פילמור ולאפשר בועות לפזר מתוך הפולימר.
      הערה: ודא שאין בועות נותרות PDMS שעשוי לעלות או להרחיב.
   3. בהמשך לכך, לשים את התבניות לתוך 75 ° C (167 ° F) בתנור במשך שעה 1, או 150 ° C (302 ° F) במשך 5 דקות. עבור ג'ל רך, לתת PDMS לשבת ב RT במשך לפחות 48 שעות כדי לפלמר לחלוטין.
   4. שים דגימות במקפיא במשך כמה דקות; זה יכווץ את PDMS ולפשטהסרת הדגימות מן התבניות. חלץ את eyepieces מהתבניות בעזרת מרית דקה.
   5. עבור המשלוח של פתרון אל תוך החלל שבין גלגל העין ואת חתיכות עפעף, להתחבר לצינור 1/16 "x 1/8" polytetrafluoroethylene עם מחבר צינור מצמד "שווה 1/16 רגל וצרף אותו יצירת העפעף על חור הצינורות .
3. סינתזה של Piece Eyeball שימוש Agarose
   הערה: יצירת גלגל העין יכולה להיות מסונתזת באמצעות פולימרים אחרים כגון agarose. ההליך הבא יכול גם להיות שונה כדי לייצר חתיכות עין ממגוון סוגים אגרו, כגון מחשבי כף יד (אגר דקסטרוז תפוחי אדמה) או SDA (אגר דקסטרוז sabouraud).
   1. כדי לייצר ג'ל 2% (2 גר '/ 100 מ"ל), מידה 2 גרם של agarose ומערבבים עם 100 מ"ל מים ultrapure. תביאו הפתרון לרתיחה (100 ºC) כך agarose מתמוסס לחלוטין. תנו הפתרון להתקרר במשך 5 דקות.
   2. יוצקים את הפתרון לתוך התבנית גלגל העין ולאפשר פתרון להתקרר במשך 30 דקות ב RT. מוציאים את חתיכות גלגל העין עם מרית. אחסן את אגר גלגל העין בתוך -20 במקפיא ° C לשימוש מאוחר יותר. עבור מחקרים מיקרוביולוגיה, לעקר את תבניות גלגל העין על ידי מעוקר ו / או קרינת UV.
4. התאגדות של שור קרני על PDMS Eyeball
   הערה:. פרוטוקול זה הותאם מ פארח ואח ¹⁴
   1. בצעו את לנתיחה ההתאגדות של הקרניות שור בתנאים סטריליים מתחת למכסה המנוע זרימה למינרית. רוכש את העיניים ולנתח אותם באותו היום.
   2. סובב את מכסה המנוע לזרום במשך 10 דקות לפני השימוש ולחטא עם אלכוהול אתנול 70%. ודא שכל החומרים והכלים הם סטריליים על ידי אידוי ב 273 ° F / 133 מעלות צלזיוס במשך 45 דקות, ואת מיקומו לא פחות מ -4 ס"מ מהכניסה ברדס זרימה.
   3. לטבול את העין שור בתוך כוס המכילה פתרון בדילול povidone- יוד למשך 2 דקות. יש לשטוף את העין בתוך כוס המכילה בופר פוספט (PBS) עמ 'H 7.4. בעזרת מלקחיים בעדינים למקם את העין על צלחת פטרי זכוכית, עם פנים כלפי מעלה קרני.
   4. הסר את השריר העודף רקמת שומן על ידי חיתוך בנקודות המצורפות scleral במספריים לנתיחה בקצה קהים. השלך את הרקמה העודפת לתוך מבחנה סטרילית המיועד פסולת בעלי חיים.
   5. באמצעות מיקרו מספריים, להסיר את לחמית מהעין. עוטפים את העין עם גזה סטרילי, שמירה על מרחק של 1 ס"מ לפחות מן לימבוס.
   6. באמצעות אזמל, לחתוך את בלובן העין כ -2 מ"מ מאזור לימבוס ובשטחיות כדי למנוע חדירה של דמית הבסיסית הגוף הזגוגי. בזהירות להאריך את החתך על ידי 360 מעלות באמצעות מספריים או אזמל לנתיחה ללא עיוות הקרנית מ העקמומיות טבעית.
   7. עם מלקחיים בסדר, להסיר את הקרנית מן העין. בעזרת מלקחיים, להסיר את כל רקמת הענביה דבקה בקפידה ולשטוף קרנית עם PBS.
   8. אחסן את הקרנית בבית 31ºC במיכל סטרילי עם תרבותבינוני (כגון בינוני 199) המכיל 3% עובריים שור סרום כדי לשמור על לחות רקמה והזנת תא.
   9. לפני ניסויים, לנוח הקרנית נכרת על גלגל העין PDMS, לצבוט את שני החלקים עם קליפ-על מיוחדים.

2. פלטפורמת Blink

1. עיצוב והפקה של הפלטפורמה-Blink
   הערה: הפלטפורמה למצמץ מורכב משלושה חלקים פונקציונליים: דגם עין (בסעיף 1), מערכת הילוכים, מערכת אלקטרונית.
   1. עיצוב וייצור הפלטפורמה למצמץ באמצעות CAD והדפסת 3D, דומה לזה שתואר עבור דגם העין (סעיף 1.1). עיצוב הילוך המערכת כך שהיא מתרגמת סיבוב פשוט של מנועים לתוך התנועות לרוחב סיבוב של עיני. ¹⁵
   2. שימוש אברה ואת מנגנון הילוך, לתרגם תנועה סיבובית של מנוע צעד לתוך התנועה לרוחב של אברה, אשר מחוברת אל חתיכות העפעף.
   3. משתמש במערכת הילוך המצומד, להגביר תנועה סיבובית אחד מתוך מנוע צעד לשלוש (או יותר) תנועות סיבוביות במשך שלוש חתיכות גלגל עין שונות.
   4. יישר את שתי מערכות הילוך, אחד עבור העפעף ואחד גלגל העין, כך שהמרחק בין שני הם קבועים. הרכיבו את מערכת אלקטרונית עם מיקרו-בקר, מגן מנוע, ושני מנועים.
      הערה: השתמש שני מנועי stepper לספק מנועי סיבוב, אשר תורגמו על ידי מערכת ההילוכים להילוך בתנועה מהבהבת.
   5. תחבר את שני מנועי צעד עם מערכת המורכבת של מגן מנוע מוערמים על מיקרו-בקר. חבר וקבע את תצורת הרכיבים האלקטרוניים לעבוד עם מוצרי תוכנת קוד פתוח.
   6. לתכנת את המערכת לשלוט בפרמטרים המנוע כגון סיבובים לדקה (סל"ד), מספר סיבובים קדימה, מספר סיבובים לאחור, וסגנון מפנה.
      הערה: עיין "קובץ Arduino הקוד" משלים לפרטים.
   7. הורד את תוכנת המערכת מן maאתר 'nufacturers.
   8. התקן את התוכנה ולפתוח אותו. כתוב את הקוד לשלוט stepper מנועים בתצורה הרצויה. חבר את המערכת עם מקור כוח המערכת האלקטרונית כך המנועים לנוע באופן הרצוי כפי שהוגדרו על ידי החוקר.
      הערה: עיין "קובץ Arduino קוד" משלים.
2. עצרת עם מיקרופלואידיקה (פתרון דמעה מלאכותי)
   1. קח את גלגל העין מסונתז וחתיכות העפעף להחליק אותם על-ons קליפ המתאימים עבור מודל העין. חבר את הצינורות כי הוא הצטרף עם מזרק ואת מיקומו על משאבת microfluidic עם חתיכת העפעף (סעיף 1.2.5). מבחן להפעיל את הפלטפורמה ולבדוק לתנועה עקבית.
   2. ראש בצינור ובדוק שיש זרימה קבועה של פתרון דמעה מלאכותית (ATS). מתכון ATS דווח בעבר. ¹⁶
   3. באופן ידני להעביר את החלקים-מודל עין יחד על מישור, כך גלגל העין והעיןמכסה נמצא בקשר. הגדר את קצב הזרימה של המשאבה microfluidic כדי הערכים הרצויים. גדר ספיקות פיסיולוגיות 1-1.5 μl / min. ¹⁷
   4. הפעל את המשאבה ואת ומפעיל להתחיל בניסוי. בניסויי משלוח סמים, למקם את עדשות מגע המכיל סמים על פיסת גלגל העין.
   5. לאפשר לנוזל הזרימה דרך לטפטף לתוך צלחת 12-היטב. בשעה המרווחת הזמן להגדיר הרצוי, לכמת את ריכוז אנליטי או סמים משתמשים בשיטות זיהוי נפוצות כגון UV-Vis ספקטרוסקופיה או פלואורסצנטי. ^1,4,18
   6. עבור מחקרים להערכת בתצהיר של רכיבים מדמיע על עדשות מגע, למקם את עדשות המגע על פיסת "גלגל העין". אסוף את נוזל הזרימה דרך, אשר יכול להיות מושלכת.
   7. לאחר מרווחי הזמן הרצוי, להסיר את עדשות המגע מן היצירה גלגל העין ולהכין את העדשה לניתוח נוסף כגון מיקרוסקופיה confocal.

תבניות העין המסונתזות מתקבל המכונה בחנות ומן 3-D הדפסה מוצגות באיור 1. תבניות אלה יכולים לשמש עם מגוון רחב של פולימרים, כגון PDMS ו agarose, לייצר eyepieces עם התכונות הרצויות. עצרת הסימן של פלטפורמת מודל עין עם משאבת מזרק microfluidic מוצגת באיור 2. הפלטפורמה מדמה בלאי מכאני באמצעות הסיבוב של יצירת גלגל העין, וחשיפת אוויר דרך לרוחב פנימה והחוצה תנועה של יצירת העפעף. נוזל מדמיע הוא החדיר לתוך העפעף ממשאבת microfluidic בשיעור הזרימה הרצוי, ונוזל זרימת דרך ניתן לאסוף בצלחת 12-היטב.

נוהל דיסקציה של עדשת שור, גובר על גבי עינית PDMS מתואר באיור 3. הרקמות העודפות מופרדות מן העין וזנוחה, ואחריו ההסרהשל הלחמית. הסרת הקרנית מתחיל עם חתך לתוך בלובן העין ליד לימבוס. איור 4 מראה את מגוון eyepieces שיכול לשמש שונים במבחנה ניתוחים. חתיכות גלגל העין רכובות לראות מסונתזי PDMS, אגר, וכן קרנית שור לשעבר vivo רכובה על פיסת גלגל עין PDMS.

איור 5 מתאר במחקר שבדק את שחרורו של אנטיביוטיקה, moxifloxacin, מ CLS. ¹⁸ כאשר נמדדו במודל הבקבוקון המסורתי, שחרור תרופה מתרחש בתוך השעה 2 הראשונה ואחריו שלב מפנה. לעומת זאת, מודל עין הרומן מציג שחרור תרופה להיות איטי קיימא עבור עד 24 שעות. ¹⁸ במחקר שבדק את בתצהיר של כולסטרול על CLS מוצגים באיור 6. הכולסטרול במחקר תויג fluorescently בצורת NBD -cholesterol (7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-YL-כולסטרול), ו deposition היה צילמו באמצעות מיקרוסקופ confocal סריקת לייזר. תוצאות המחקר מראים כי יש הבדלים משמעותיים כאשר המחקרים בתצהיר מבוצעים בקבוקון לעומת מודל העין.

איור 1. תבניות עיניות. (א) פיסת Eyeball עובש מחנות מכונה. (ב) עובש מכסה עין מן הדפוס 3-D. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2. פלטפורמה עינית במבחנה. (א) תנועה מעגלית המדמה בלאי מכני. (ב) תנועה לרוחב מייצרת אוויר לסירוגיןחשיפה. (C) עירוי נוזלים מדמיע לתוך העפעף. (ד) איסוף הצלחת היטב. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3. Dissection ושילוב של הקרנית שור. (א) הסרת רקמה עודפת. (ב) הסרה לחמית. (C) חתך לאזור לימבוס. (ד) הקרנית הניכרת ניתן לאחסן או רכובה על פיסת כדור עין PDMS. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4. eyepieces לדוגמא. מדגם עֵינִית PDMS עם עדשות מגע, חתיכת עין אגרה, לשעבר vivo קרני שור עין רכובה חתיכה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5. משלוח תרופות באמצעות פלטפורמת עינית חוץ גופית. שחרור moxifloxacin מ עדשות מגע חד-יומיות מ- (A) בקבוקון סטטי נפח גדול (B) המודל העין (Re-הדפסה באישור האגודה לחקר חזון אופתלמולוגיה). ¹⁸ כל הנתונים הם דיווחו כממוצע ± סטיית תקן. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

class = "jove_content" FO: keep-together.within-page = "1">
איור 6. בתצהיר כולסטרול באמצעות פלטפורמת עינית במבחנה. תמונות Confocal מראה חתך א etafilcon, A nelfilcon, A nesofilcon, ocufilcon B, delefilcon א ', א somofilcon, A narafilcon לאחר דגירה hr 4 עם כולסטרול NBD ב בקבוקון דגם עין. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

ישנם שלושה שלבים קריטיים בתוך הפרוטוקול מחייבות התייחסות מיוחדת: עיצוב וייצור של תבניות (סעיף 1.1), הרכבת פלטפורמה (סעיף 2.2.1-2.2.3), וניטור בטווח הניסוי (סעיף 2.2.4-2.2.7 ). במונחים של העיצוב והייצור של תבניות (סעיף 1.1), יצירת גלגל העין צריכה להיות מתוכננת על פי המידות של קרנית אדם. עם זאת, הוא עשוי לדרוש טיפוס מרובה של העובש לפני חתיכת גלגל עין ניתן ליצור את זה בצורה יוצאת המתאימה עדשות מגע מסחריות (CL). בנוסף, 250 מיקרומטר צריך להישמר כאשר גלגל העין חתיכת העפעף נמצאים בקשר כדי להבטיח את נוזל הדמעות זורם בצורה חלקה לאורך כל מודל העין כולה כאשר CL הוא ההווה. מרחק זה יכול להיות שונה חזרות בעתיד, אבל לא צריך להיות פחות מ -150 מיקרומטר, כדי לאפשר מספיק מרווח כדי להתאים CL. עצרת הפלטפורמה (הסעיף 2.2.1-2.2.3) צריכה להיעשות בזהירות רבה כך גלגל עין חתיכת עפעף נכנסים contact במהלך התנועה למצמץ. אם eyepieces אינם באים במגע מושלם, אז סימולציה של העפעף סגור ושפשוף מכני נכשל. המפעיל צריך להתבונן הפלטפורמה בתנועה במשך כמה מחזורים כדי להבטיח ששני גלגל העין ואת העפעף נמצאת בקשר, וכי שפשוף מתרחש מתוכנת. הפלטפורמה הנוכחית מתוכננת לפעול באופן רציף ולאורך חודש, אבל מפעיל תמיד צריך לבדוק על יציבות המערכת כל 24 שעות בעת הפעלת ניסוי (סעיף 2.2.4-2.2.7). זה חשוב כמו הפלטפורמה הנוכחית לא מחזיקה בקרת טמפרטורה או לחות, התנודתיות של פרמטרים אלה יכול לייבש את CLS. במקרה זה, הנח את דגם העין בתוך תא לחות וטמפרטורה מבוקרת. בנוסף, עבור ניסויי משלוח סמים, נוזל הזרימה דרך שנאסף יש לנתח או מאוחסן לפחות כל שעה 2 כדי למנוע אידוי משמעותי של המדגם.

כרגע יש שתי מגבלות של מוצגיםדגם עין. המגבלה הראשונה היא לגבי חשיפת הסביבה. נכון לעכשיו, כי חלקי העין אינם סגורים בתא מבוקר, שינויים כגון טמפרטורה ולחות באזור העבודה יהיה להשפיע על היבטים שונים של הניסויים. לדוגמא, אם הסביבה היא יבשה מדי, אז CLS מתייבש מהר ויכול להפריד מן יצירת גלגל העין, או נוזל זרימת דרך יכול להתאדות. כדי לטפל בבעיה זו, שיפורים עתידיים יהיה בבית המודל העין בתא טמפרטורה ולחות מבוקרים. המגבלה השנייה נוגעת יצירת גלגל העין המורכבת. נכון לעכשיו, העיניים הם פשוט, מורכב משני PDMS או agarose, אף לא אחד מהם באמת מייצג תכונות פני קרנית. עבודה עתידית תשאף לייצר מודלי עין אשר מחקה קרוב מבנים פני הקרנית.

במבחנה מחקר עינית נתפסת בדרך כלל בתור שלב הבדיקות שקדמו למחקר in vivo. למרות זאת,חשוב לזכור כי מחקר במבחנה יכול גם להיות משלים נתוני in vivo, מתן תובנות קריטיים כי אחרת לא ניתן להשיג ממחקרי vivo ב לבד. לצערי, הזרם מודלים חוץ גופית עבור CLS הבדיקה הם מתוצרת מקומית חסרים מספר מרכיבים מרכזיים כראוי לחקות את הסביבה vivo. למשל, במבחנת המחקרים CL מבוצעים בקבוקונים המכילים 2-5 מיליליטר של בופר פוספט, ^1-6 מהן עולה כרכים מדמיעים פיסיולוגיים מאוד ב 7.0 ± 2 μl. ⁷ יתר על כן, שני גורמים חשובים של הסביבה העינית, קרע טבעי זרימה ואת רפלקס המצמוץ, נעדר ממודל בקבוקון סטטי פשוט. המגבלות של מודל הבקבוקון הקונבנציונלי הוכרו על ידי חוקרים, נעשו ניסיונות ליצור ייחודי מודלי עין במבחנה המדמים את סביבת העינית, על ידי הכללת רכיב חידוש מדמיע microfluidic ²0-24 ו / או חשיפה לאוויר לסירוגין. ^25,26 באופן לא מפתיע, התוצאות שנוצרו מניסויים אלה שונים מאוד מאלה שהושגו עם מודל הבקבוקון הקונבנציונלי, ועשויות יותר דומה בנתוני vivo. ^20-25 לכן, פיתוח CLS מסובך במודל עין במבחנה לבחון יספק תובנה חדשות על האינטראקציה של חומרי עדשה עם משטח העין, ולעזור להקל על הפיתוח של חומרים חדשים ויישומים חדשים עבור CLS בעשורים הקרובים.

ניתן לטעון, אחד ההיבטים במחלוקת ביותר של מודל העין חוץ גופייה הוא האם העין דומה כיור אינסופי, אשר חשוב במיוחד כאשר מדובר משלוח סמים מ CLS. בתנאי כיור אינסופיים, היקף הפתרון המקיף גבוה משמעותי מהיקף רווית תרופה, כך שחרור תרופה אינו מושפע של מסיסות התרופה. ²⁷ עורכי דין עבור הבקבוקון כקובץ acceדגם עין ptable טוען כי הקרנית, לחמית, והרקמה שמסביבו עינית יחד לתפקד כיור אינסופי. בעוד בתאוריה זה אולי נכון, התרופה חייבת לפזר ראשונה לנוזל המדמיע. צעד הגבלת שיעור זה עשוי לא מצב כיור, ויהיה תלוי בשני הנפח מדמיע לזרום כמו מדומה על ידי המודל שלנו.

הזהות הייחודית של המודל שהוצג טמונה ביכולתה לחקות את הדמעות. על ידי אימוץ עיצוב שני חלקים, קטע גלגל עין "scleral / קרנית" ו "עפעף", אפשר ליצור שכבה דקה להתפשט באופן שווה של שכבת דמעות על פיסת גלגל העין כאשר הוא החתיכות באות במגע. כדי להמשיך לדמות את פני השטח של העין, בלאי מכני וחשיפה האוויר שולבו במודל באמצעות שני כוננים מכניים. כפי שנכתב במאמר העפעף נע רוחבי, זה מדמה סגירת העין וחשיפת אוויר לסירוגין. הסיבוב של גלגל העין המדמה את הבלאי המכאני יוצר דוריןg מהבהב. המערכת בשילוב עם משאבת microfluidic, אשר ממלאת את מודל העין עם נוזל מדמיע בקצב זרימה פיסיולוגי או כל שער זרימה רצוי אחר. שכבת הדמעות נוצרת בכל פעם שתי החתיכות באות במגע, ו התפרקות מדמיעה מתרחשת כאשר שני החלקים נפרדים.

המטרה היא ליצור פלטפורמת בדיקה אוניברסלית להעריך CLS עבור שונים במבחנת ניתוחים. על מנת להיות תכליתי, חלקי גלגל העין יכולים להיות מסונתזים פולימרים שונים, כגון polydimethylsiloxane (PDMS) או אגרתי. עבור מחקרים עיניים פשוטים, פולימרים, מייצגות משטחים הידרופובי הידרופילי בהתאמה, יספיקו. עם זאת, כמו ניתוחים מורכבים יותר נדרשים, ללימודי חדירת סמים למשל עינית או רעיל, חתיכות העין תהיינה צורך שונה יותר. שינויים נוספים אלה למודל, כגון הכללת קרנית vivo לשעבר כמוצג, הם יחסית ריאליים. עם זאת, מחקרים לתיקוף נוספיםעבודה נדרשים, ובעתיד ישאף לשפר את תקפות המודל הזה על ידי השוואתה עם מודלים in vivo.

החוקרים אין לי מה לחשוף.

המחברים מבקשים להודות מקור מימון שלנו NSERC 20/20 הרשת לפיתוח חומרים עיניים מתקדמים.