Method Article
פרוטוקול זה מתאר שיטות להערכת cross-linking כימי בסקלרה ארנב באמצעות הדור השני הרמונית הדמיה ודיפרנציאלי סריקה calorimetry.
שיטות לחיזוק הרקמה על ידי החדרת קשרים כימיים (שאינם אנזימטי cross-linking) לחלבונים מבניים (fibrillar collagens) לטיפול כוללות cross-linking פוטו אטמוספרי ורקמות cross-linking שיטות (TXL). שיטות כאלה עבור גרימת שינויים במאפייני רקמה מכנית להיות מועסקים בקרנית הקרנית דליל (נחלש באופן מכני) הפרעות כגון קרטוקונוס, כמו גם את sclera ב קוצר ראייה מתקדמת, בו דליל ואת היחלשות של הצד האחורי בסקלרה מתרחשת ותורם סביר כדי התארכות צירית. החלבונים המטרה העיקרית לחיזוק רקמות כאלה הם collagens fibrillar, המהווים את הרוב הגדול של חלבונים משקל יבש קרנית, sclera. הצלחתנו, fibrillar collagens הן המקור העיקרי של אותות הרמונית הדור השני בחלל חוץ-תאית ברקמות. לכן, השינויים של החלבונים קולגן, כגון אלה המושרה דרך cross-linking טיפולים, יכול באופן פוטנציאלי ועוזרת quantitated באמצעות מיקרוסקופ הרמונית הדור השני (SHGM). ניטור SHGM אותות באמצעות לייזר למערכת מיקרוסקופ בשילוב עם אור אינפרא-אדום עירור סריקת מקור הוא שיטת ההדמיה מודרני מרגש את נהנית השימוש הנרחב במדעים ביו. לפיכך, המחקר הנוכחי נערך על מנת להעריך את השימוש במיקרוסקופ SHGM כמו אמצעי למדידת המושרה cross-linking אפקטים ב- ex-vivo ארנב בסקלרה, בעקבות זריקה של חומר כימי cross-linking הסוכן לחלל תת-לגלף קוצים של (sT), הזרקת הגישה כי הוא מנהג לגרימת הרדמה עינית במהלך הליכי קליניים ophthalmologic. החומר הכימי cross-linking הסוכן, נתרן hydroxymethylglycinate (SMG), נמצא במרחק של מחלקה של קוסמטיים משמרים המכונה פורמלדהיד שחרור סוכנים (פארס). שינויים scleral בעקבות התגובה עם SMG, גרמו העלאות SHG אותות, בקורלציה עם שינויי טמפרטורה דנטורציה תרמי, שיטה סטנדרטית להערכת המושרה רקמות cross-linking אפקטים.
. קוצר ראייה מתקדמת היא שמהווה יהיה ניתן לטיפול באמצעות אי-אנזימטי scleral cross-linking (פוטו אטמוספרי ו/או כימית), זה הגיוני בהתחשב בכך חסימת קולגן cross אנזימטי-linking יכול להגדיל טופס ניסיוני קיפוח (FD)-induced קוצר ראייה1. Elsheikh ו פיליפס2 שנדונו לאחרונה את היתכנות ופוטנציאל השימוש הקרנה רגיל אולטרה סגול-A (UVA)-ריבופלבין מתווכת פוטו אטמוספרי cross-linking (הידוע גם בשם דרזדן לפרוטוקול), מקוצר כאן בתור (ריבופלבין CXL) לייצוב scleral האחורי לעצור את התארכות צירית, קוצר ראייה. שיטה זו פוטו אטמוספרי שימש בהצלחה לטיפול הקשורה של המשטח הקדמי גלוב (קרי, הקרנית בולטות) ראיתי קרטוקונוס, פוסט-לאסיק keratectasia. עם זאת, יישום של הפרוטוקול CXL עבור בסקלרה מתעכבת על ידי נושאים הקשורים קשיים בגישה sclera האחורי עם מקור אור אולטרה סגול (UV), כמו גם את הצורך לשינוי הרבה יותר רקמת פני שטח. כי נאמר, הגישה CXL שימש לעצירת התארכות צירית בצורה ויזואלית, שללה ארנבים (על-ידי tarsorrhaphy), למרות מספר מחוזות בסקלרה האחורי נדרש אזורי הקרנה נפרדים מרובים באותו מחקר3. לעומת זאת, הזרקה של ייצוב סוכן כימי (קרי, הסוכן cross-linking) דרך המרחב הקדוש יכול לייצג דרך פשוטה יותר כדי לשנות את sclera האחורי, נמנע הצורך היכרות עם מקור אור UV. טכניקת ההזרקה הזו מוכרת היטב דרך שימושית של גרימת הרדמה עינית במהלך הליכי ophthalmologic כגון קטרקט כירורגיה4,5,6. Wollensak7 תיאר בעבר השימוש זריקה sT באמצעות גליצראלדהיד (cross-linking סוכן כימי דומה ברעיון פורמלדהיד שחרור סוכנים (פארס) המתוארים במחקר זה) להתקשות את sclera ארנב ואת genipin יש הוכח כדי להגביל את אורך צירית ב- FD שרקנים8,9. חוקרים אלה הראו יתרון ברור של שימוש סוכן כימי מסיסים על הטכניקה CXL פוטו אטמוספרי. לפיכך, scleral cross-linking באמצעות סוכן כימי זריקות מסוג כלשהו, כולל את פארס (קרי, TXL)10, יכול לספק שיטת טיפול אפשרי לעצור את ההתקדמות של התארכות scleral ראיתי קוצר ראייה.
ב הפרוטוקולים המובאת כאן, אנו משתמשים פתרון cross-linking כימית של נתרן hydroxymethylglycinate (SMG), באמצעות הזרקת sT לסקלרה של ארנב cadaveric עיניים. יישמנו פרוטוקולים דומה בעבר עבור אקטואלי כימי cross-linking הקרנית. ובמיוחד במחקרים שדווחה בעבר האלה, ריכוז התלויים cross-linking אפקטים היתה אפשרות להשיג באמצעות SMG, עם מגוון אפקט הנמשכים מעל זה השגה עם פוטו אטמוספרי CXL כפי שנקבע על ידי ניתוח דנטורציה התרמי11 .
כאן נתאר פרוטוקולים כדי להעריך את השפעת SMG מועברת באמצעות זריקות sT רקמת scleral, דנטורציה תרמי באמצעות Calorimetry סריקה דיפרנציאלית (DSC), ואת השנייה הרמונית דור מיקרוסקופ (SHGM) cross-linking.
שימוש דיפרנציאלי calorimetry סריקה (DSC), הידוע גם בשם אנליזה תרמית, מעבר דנטורציה תרמי נמדד, בשביל לרקמות scleral זה יוכפל לאחר המרתו מודרכת על ידי תכונות collagens fibrillar, מאז הם מהווים את הרוב בצובר של חלבון. שיטה זו מוערך יציבותו של המבנה המולקולרי של קולגן, חוב צולבים לייצב את הסיבים קולגן, מבנה שלישוני מקור החלבון העיקרי. במהלך חימום DSC, טמפרטורה קריטית המעבר מושגת שתוצאתו דנטורציה של מולקולת הקולגן, וכתוצאה מכך שהשתחרר של סליל משולש, תהליך המהווה מה הידוע בכינויו ג'לטין. דנטורציה תרמית זה משבש קשרי מימן לאורך מולקולת הקולגן, יכול להיות מוזז שהטמפרטורות עד המושרה cross-linking שיטות12,13. בשיטה זו נעשה שימוש במשך עשורים רבים, במיוחד בענף biomaterials ועל תהליכים הכוללים הכנת עור. אולם, שיטה זו דורש מיצוי של הרקמה בסקלרה, ולכן יכול להיות רק שימושי כמו טכניקה ex-vivo .
הדור השני-הרמוני מיקרוסקופ (SHGM) מבוססת על מאפיינים אופטיים ליניארי של חומר מסוים, עם סביבות מולקולרית הלא-centrosymmetric. חומרים כאלה, אור אינטנסיבי, לדוגמה אור המיוצר על ידי לייזרים, מחולל אותות SHG, שבו התקרית אור מוכפל בתדר. חומרים ביולוגיים ידועים כדי ליצור SHG אותות הם קולגן, microtubules, שרירים צולבות הקישור חוטים שרירן. לדוגמה, קולגן מתלהבים עם אור אינפרא-אדום של גל nm 860 יפלוט אות SHG בטווח גלוי עם 430 ננומטר אורך הגל. השני הרמונית דור (SHG) אות הדמיה היא שיטה מבטיחה להערכת cross-linking קולגן טיפולית. זה ידוע כבר יותר מ-30 שנה כי הסיבים קולגן ברקמות פולטים אותות SHG14. עם זאת, רק לאחרונה יכול תמונות ברזולוציה גבוהה ניתן להשיג15 במגוון של רקמות, כולל גיד16, עור, סחוס17, כלי הדם18, ו קולגן ג'לים19.
בהתבסס על הידע הזה, מחקר זה מעריך את השינויים אות SHG המושרה בסקלרה דרך SMG כימית המושרה cross-linking של קולגן. התוצאות מצביעות על כי השינוי SMG בסקלרה מגביר את אותות SHG המופק רקמת קולגן סיבים חבילות (גבוה יותר סדר רבעוני המבנה המורכב קולגן הסיבים), מייצרת גם בשינוי מורפולוגיות מבני הקולגן רשת סיבים, משתקפת סיבים צרור "מיישר."
כל ההליכים בוצעו באמצעות ארנב cadaveric העיניים בתוך ראשי ארנב outbred ללא פגע. הנחיות גופים מוסדיים וכל הלאומי טיפול ושימוש של חיות מעבדה עקבו אחריך
1. הכנת פתרונות
2. subTenon של הזריקה עבור TXL באמצעות SMG
3. רקמות הכנה
4. לצורך ניתוח DSC אזוריים
5. עבור הדמיה SHG
6. מיקרוסקופ פרוטוקול
הערה: פרוטוקול זה לאות הדמיה מפוזרים בחזרה SHG של קולגן רקמת בסקלרה המותאם במיוחד עבור הלייזר מיקרוסקופ סורק.
7. DSC פרוטוקול
הערה: המשך לשלב הזה ברגע השלמת רקמות הכנה, לניתוח DSC אזורית, או לאחר רקמת הדמיה בעת ביצוע SHGM.
8. ניתוח תמונות
טמפרטורה דנטורציה תרמי (Tm) כמו שיטת assay להעריך TXL cross-linking אפקט: סכום כולל של 16 זוגות עיניים ארנב שימשו בניסויים אלה ההליך TXL. כחלק הראשונית של מחקר זה, הוערך הלוקליזציה של אפקט cross-linking, המושרה על ידי זריקה אחת של SMG cross-linking סוכן דרך סנט החלל בראש ארנב cadaveric. זה סוג של ניסוי יש רלוונטיות לטיפול קליני של חולים, שכן זריקות במיקום אחד או יותר יכול להיות צורך לייצב את אזור הרצוי של sclera.
כפי היה ניתן לחזות מבוססת על עקרונות בסיסיים diffusivity, האפקט היה הגדול ביותר באתר של הזרקת עם אפקטים המושרה באזורים סמוכים, בהתאם הריכוז של הפתרונות. איור 1A מייצג את המיקום סכמטי של scleral מגזרים (1-4 בגופן אדום מספר חלול) (עוד יותר לחלק לריבועים (1-16 בגופן מספר דק שחור)) שעברו ניתוח נפרד דנטורציה תרמי בעקבות זריקת סנט בודד עם אינדקס הצבעים מיפוי. טבלה 1 מציגה את השינוי בערכי Tm בכל מגזר ממוספרות לעומת שליטתה המתאימים. ערכים הינם כלולים לזריקות 40 מ מ והן 400 מ וכוללים שגיאת התקן של הממוצע מחושב עבור מינימום של שלושה האישושים עצמאית.
דמויות 1B-C מייצגים את התוצאות תוך שימוש בשני ריכוזים שונים של SMG, 40 מ מ (איור 1B) ו- 400 מ מ (איור 1C). ב- איור 1B, ריכוז נמוך 40 מ מ מדגם הראה שינוי מתון Tm אשר צוין בכיכר 2 (ההזרקה). משמרות דומים נראו המשבצות הסמוכות 1 ו- 3 (כחול בהיר). משמרות שולית נראים ריבועים 4-6 ו- 7 עד 9 ללא הבדלים משמעותיים סטטיסטית מן הכיכר מוזרק. Shift Tm לא נראתה הריבועים התחתון 14 עד 16, אשר ייצג את הסקטור הכי רחוקות מן האתר הזרקה.
כפי שמוצג באיור 1C, ריכוז גבוה יותר (400 מ מ) הייתה השפעה cross-linking משמעותית ביותר מבחינה סטטיסטית (מסומן כמו גוונים של כתום). שינוי גדול ב Tm עם סטיית תקן קטנה המשויך ו p < 0.05 נצפו, משקף הבדל גדול ההשפעה של 400 מ לעומת ריכוז 40 מ מ נמוך יותר. ההשפעות הדרמטיות ביותר נרשמו במגזר 1 ב העולם העליון. לגבי המגזרים הנותרים, השפעה פחותה נצפתה המשבצות 10 ו- 14 (אשר יכול להיות שהיה בשל מספר מעקב של נוזל cross-linking posteriorly), אין השפעה נצפתה המשבצות 11, 12, 13, 15 ו 16. בסך הכל, ההשפעות cross-linking היו שוליים במגזרים 2 ו- 3 עם השפעה שנצפה במגזר 4 (כלומר, המיקום הכי רחוקות מן האתר הזרקה), הדומה המדגם 40 מ מ. תוצאות אלו ציינו שהיה שם אזור ' אפקט ', כי סוג זה של תבנית שניתן היה לצפות בעקבות זריקת הקדוש של cross-linking הסוכן. זה יכול להצביע על הצורך הזרקת במספר מקומות בתערובות לזירוז אפקטים על פני אזור נרחב של רקמות.
לימוד ההשפעה cross-linking המושרה בעיניים ללא פגע, הערכת TXL עם שני ריכוזים של SMG בוצעה גם. ניתוח דנטורציה תרמי של רקמות שעברו כזה scleral cross-linking בוצעה. Cross-linking הזמן היה ה 3.5 עבור TXL באמצעות שלושה ריכוזים שונים, 40 (Tm = 1.11 + /-1.2), 100 (Tm = 5.12 + /-2.9), ל- 400 (Tm = 14.34 + /-1.1) מ מ SMG. התוצאות הראו כי קיים אפקט התלויים ריכוז ראיתי ברקמת צולבים SMG.
שנית הרמונית דור (SHG) הדמיה כשיטה להעריך TXL cross-linking אפקט:
מיקרוסקופ SHG היו תמונות ניתח הן עבור עוצמת פיקסל SHG אות ו סיבים צרור waviness. טווח רחב של cross-linking ריכוזי (מתוך 40 עד 400 מ"מ) שימשה על מנת לחקור את השינויים אות SHG שעלולות להתרחש בטווח רחב של cross-linking אפקטים. באמצעות יכולת ניתוח ההיסטוגרמה כללו בתמונה פיג'י עיבוד תוכנית20, ניתן היה quantitate את האות SHG המיוצר ברקמות scleral על ידי הזרקת sT, משווה את ההשפעות על 40 מ מ לאלו הנוצרות על ידי שימוש 400 מ. ההבדל הממוצע פיקסל רשע intesities-40 מ מ היו ± 66.3 27.7 בהשוואה 361.4 ± 28.3 על הדגימות 400 מ מ, עלייה כמעט 6-fold. זה תואם עם גידול רקמות cross-linking, מאז עליות המתאימים Tm גם נרשמו בתנאים אלה. איור 2 מציג תמונות SHG הנציגה של בסקלרה שנלקחו שליטה (איור 2 א), 40 מ מ (איור 2B) ו- 400 מ מ (איור 2C). גם מוצג ניתוח ההיסטוגרמה הנלווה, כולל בהירות רשע (או עוצמת פיקסל). המספר הכולל של תמונות ניתח היה: 120 עבור 40 מ מ ו- 98 לשליטה שלה; 121 עבור 400 מ ו- 94 לבקרת משלו. העומק של רקמות הדמיה היה 10 עד 15 מיקרומטר מפני השטח episcleral. התוצאות של הבדיקות היסטוגרמה, שבו מעורבים בממוצע של שדות תמונה רבות, יצוין כי ריכוז גבוה של cross-linking אפקט (איור 3) המיוצר עוצמות פיקסלים גדול יותר.
כפי שמוצג באיור4, ניתוח התמונה בוצעה גם עם שיטות מאומצים מכל כלי דם וכלי דם בספרות, באמצעות תוסף ImageJ 'נוירון J'21. אנחנו מעריכים את הגורם waviness W = אורך [עיקול] / אורך [ליניאריים] ואנחנו ציין כי cross-linking הביא מיישר חבילות סיבים כפי שמצוין על ידי % waviness ירד ב- 40 מ מ, 400 מ צולבים בסקלרה לעומת שליטה שאינו מטופל בסקלרה (W % = (W [ SMG]-1)/(W[control]-1), בטבלה 2). ההבדל waviness בין 40 ל- 400 מ מ SMG מטופלים דוגמאות לא היה משמעותי סטטיסטית.
איור 1 : לוקליזציה של אפקט TXL דרך רח' הזרקת באמצעות 40 ל- 400 מ מ SMG.
(א) ייצוג סכמטי של מגזרים scleral 4 (מספרים 1-4 בגופן גדול חלול אדום), עם בסקלרה ומחולק לריבועים [מספרים 1-16 הקטן גופן דק שחור] (לא נמשכת אל קנה מידה) שעברו ניתוח תרמי. ההזרקה תאמו הכיכר במיקום מרכזי (ריבוע 2) במגזר 1. דנטורציה תרמי cross-linking אפקט TXL עם (1B) 40 מ מ SMG ו (1 ג) 400 מ SMG. (ד) צבע מוצפנים מקרא סולם טמפרטורה (B) ו- (ג). איור זה השתנה מ Zyablitskaya et al. . עם הרשאה22. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : להחליפן בתמונות של העלאות התלויים ריכוז SHG אות רמות הבהירות הופק בעקבות TXL באמצעות SMG באמצעות הזרקת sT בסקלרה ex-vivo . ריכוזי SMG מוצגים (B) 40 מ מ ו- (ג) 400 מ. כל תמונה כוללת של 50 מיקרומטר סולם בר (בפינה הימנית התחתונה) ערך הפיקסל הממוצע בעוצמה (בפינה הימנית) - הערכים המוחלטים. איור זה השתנה מ Zyablitskaya et al. . עם הרשאה22. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 : תרשים של השינוי (Δ) SHG אות עוצמת פיקסל (לעומת פקד לזווג אותו מהראש ארנב) ב גלובס ללא פגע scleral קישורים צולבים באמצעות הזרקת sT (TXL) עם פתרונות SMG 40 ל- 400 מ מ. ממוצע של ערכים עם שגיאת התקן של הממוצע היו: 66 ± 27.7 40 מ מ, 361 ± 28.3 עבור 400 מ. איור זה השתנה מ Zyablitskaya et al. . עם הרשאה22. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 : דוגמה של ניתוח waviness סיבים (כפי שביטאו ליניאריות). תמונה של דגימת בקרה לריכוז SMG 40 מ מ עם קנה מידה 50 מיקרומטר בר (בפינה הימנית התחתונה). איור זה השתנה מ Zyablitskaya et al. עם הרשאה22. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 5 : ייצוג סכמטי של הזרקת sT. אזורים ממוספרים 1-3 להתאים לאזורים ייצג את איור 1A. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
±Δ Tm | ||
אזור | 40 מ מ | 400 מ |
1 | 3.4 ±2.8 | 20.5 ±0.6 |
2 | 3.4 ±0.53 | 19.58 ±1.5 |
3 | 2.5 ±2.47 | ±3.06 ב- 17.99 |
4 | 0.72 ±0.9 | 20.36 ±0.19 |
5 | 0.85 ±0.55 | 19.11 ±1.33 |
6 | 0.52 ±1.35 | 18.66 ±4.1 |
7 | 0.78 ±1.6 | 18.44 ±2.8 |
8 | 0.56 ±0.9 | 17.77 ±2.69 |
9 | 0.22 ±0.6 | 18.92 ±2.6 |
10 | 0.46 ±0 | 8.75 ±10.56 |
11 | 0.47 ±0.18 | 0.63 ±1.84 |
12 | 0.11 ±0.08 | 0.66 ±1.52 |
13 | 0.08 ±0.05 | 0.71 ±2.17 |
14 | 0.22 ±0.7 | ±0.29: 5.71 |
15 | 0.32 ±0.2 | 0.29 ±0.7 |
16 | 0.24 ±0.73 | 0.26 ±0.79 |
טבלה 1: DSC תוצאות עבור לוקליזציה של מחקר אפקט TXL. שינוי טמפרטורות ההיתוך תרמיים (ΔTm) עם תקן שגיאות עבור כל מגזר שנדגם הוא כפי שהיא מתוארת איור 1A. כל ערך מתבטא כהפרש ב Tm ascompared לשלוט לזווג שלה והוא ממוצע של מינימום של 3 האישושים עצמאית.
SMG, מ מ | Waviness | Waviness-% | מבחן t לעומת [0 מ מ SMG] |
0 | 1.106 ± 0.044 | 100 | |
40 | 1.067 ± 0.017 | 63 | p < 0.02 |
400 | 1.059 ± 0.009 | 55 | 0.003 < p |
סיבי ליניארי | 1.000 | 0 | |
(תיאורטי) |
בטבלה 2. התוצאות של ניתוח waviness סיבים. תמונות SHG מהאזור של הזרקת TXL נותחו עבור דרגת waviness סיבים באמצעות תוכנה נוירון J. עשר סיבי נבחרו מתוך כל תמונה, סכום כולל של-100 סיבי נותחו עבור דרגת waviness. ממוצע של ערכים עם שגיאת התקן של הממוצע הינם כלולים.
מתנהל ניסויים הראו עדויות לשימוש של מיקרוסקופיית אות SHG כמו שיטה להערכה של קולגן cross-linking אפקטים ב בסקלרה, מעלים את האפשרות העתידית של שימוש בטכניקה זו כלי ניטור עבור cross-linking טיפולים זה יעד קולגן חלבונים. ראוי לציין, כלי נגינה כבר נמצא בשימוש קליני זה יכול שעלולים ללכוד את האות SHG. למרות הכלי הזה נועד בעיקר עבור הדמיה העור הדרמיס אנושי, זה שימש בהצלחה קרנית וה בסקלרה תמונה23.
זה הכרחי לשמור על זהות ודימות תנאים בהשוואת שליטה וטיפל דגימות. דור הרמונית מיקרוסקופיה של קולגן ברקמות בסקלרה דורש מיקרוסקופ פלורסצנטיות תואם הדמיה פוטון מרובה, אינפרא-אדום פעמו לייזר tunable טווח אורך גל של 800-900 ננומטר, גלאי רגישים כגון חאספ גלאים descanned (NDD). קווים מנחים, תיאר כתב יד זה הם נקודת מוצא. התנאים צריך להיקבע באופן ספציפי עבור הניסויים חדש או עבור מערכות שונות.
הקרנית ואת בסקלרה גם הוערכו במקביל מחקרים באמצעות זו טכניקה24,25,26,27. בידיעה כי האות SHG מפיצה הכיוונים קדימה ואחורה, מספר מחקרים בחנו רקמת הקרנית בצורה עצמאית את המדינה יליד28,29,30,31, 32,33,34 ו- קרטוקונוס35,36 וכן בעקבות CXL (כמפורט להלן). התוצאות של מחקרים אלה מציינים כי האות הקרנית ממוטבת בכיוון פזורים קדימה, זה הגיוני בהתחשב השקיפות של הקרנית ואת העובדה כי אור עובר דרך הרקמה להכות צג במערכות מפוזרות קדימה. בדרך כלל, האות SHG נמצא בטווח הנראה כחול, יקטן באופן משמעותי בעת מעבר דרך מאוד פיזור רקמה כמו sclera העין. כתוצאה מכך, זיהוי של SHG פזורים קדימה ידרוש מקטע דק של רקמות 50 μm או עובי בתוך פחות, כמו גם מלכודת אופטי מיוחד. לעומת זאת, האות מפוזרים האחורי ניתן ללכוד דרך הנתיב אור רגיל של מיקרוסקופ פלורסצנטיות ללא רקמה חלוקתה, ולכן מצב זה הוא המועדף כאשר הדמיה הקולגן ברקמת בסקלרה שלם עד לעומק של 30-40 μm. במחקר זה, ציינו עלייה בריכוז התלויים בצפיפות אות. לא מן הנמנע, עם זאת, כי TXL. אולי היה ואפקטים נוספים דומים בשכבות עמוקות יותר בסקלרה, כי האפקט יכול להיות יותר מבוטא ומתחו לשכבות העמוקות במיוחד עם ריכוז גבוה יותר. עם זאת, בשל מוגבל SHG אות החדירה בסקלרה, למטרות מחקר ראשוני זה, בחרנו לעבוד עם התמונות באיכות הטובה ביותר, אשר התקבלו sclera השטחית ביותר (15 עומק מיקרומטר). בעתיד מחקרים, נשקול התלויים תופעות בעקבות TXL שיטות כמו זה עשוי לספק מידע חשוב נוסף בנוגע למה אפילו הבדלים גדולים לא היו שנצפה בין 40 ל- 400 דגימות שטופלו מ מ עומק.
יתר על כן, בנוגע לשימוש SHG להערכת הריבופלאווין CXL המושרה רקמות cross-linking, SHG מיקרוסקופ ההדמיה הבאה הריבופלאווין CXL של הקרנית דווחו על ידי מספר קבוצות37,38,39 , 40 , 41. במחקר של סטיבן. et al. 37, ייצוב הקרנית בטכניקה CXL כתוצאה 'המגון ' אות ואובדן של רקמות "מתקפל" או "undulations" ראיתי בדגימות שאינם מקושרים קרוס. סוגים אלה של שינויים, עם זאת, גם נרשמו במסגרת מחקר להערכת ההשפעות של שינויים ב- IOP על הקרנית אותות SHG, מעלים את האפשרות של חפצי אמנות טכני. תיפגענה מן את fibril, כמו גם נקודת גבוה יותר סדר סיבים צרור/מחליפי הארגון המבט, sclera ואת הקרנית שונה לגמרי, הרבה ידוע על השונויות ממחקרים מיקרוסקופ אלקטרונים. הרקמות שני שקיימים הבדלים בין fibril אריזה, הכוללת fibril קוטר הפצה (קטן הסיבים אחיד עבור הסיבים קוטר הקרנית, משתנה עבור sclera), הבין-fibril מרווח (אחיד קרנית, משתנה עבור sclera). כמו כן, ארגון סדר גבוהה יותר לתוך מחליפי גיליונות (הקרנית) לעומת חבילות סיבים (sclera) שונה לגמרי. הבדלים מבניים כאלה משתקפים את אותות SHG המיוצר על ידי רקמות שני אלה. לפיכך, שינויים המושרה על ידי cross-linking עשוי לשנות את האות SHG בדרכים שונות, אבל במקביל. במילים אחרות, 'יישור ' סיבים בסקלרה שנצפתה במחקר זה, 'המגון ' אות הקרנית שדווחו בספרות, היו התוצאה של קולגן cross-linking השינוי. לפיכך, האפקט ' המגון"הקרנית בדרך כלשהי יהיה מקביל השפעת ' יישור ' sclera שדווחה כאן.
המנגנונים שתוצאתה אפקט יישור זה המיוצר על ידי TXL אינם ברורים בהתבסס על המחקר הנוכחי. אפשרות אחת יכול להיות כי הרקמה היה איכשהו 'קבוע ' במצב מכני "טעון". זה יתמוך התפישה המושרה "מייצב fibril וסיבים" שהתרחש. שינויים בלחץ תוך-עיני סביר לא תורמות את האפקט הזה מאז IOP היתה במעקב לפני כן, בעקבות הזריקה sT נשארה יציבה. בסך הכל, המשמעות של תצפיות אלה אינם ברורים, מחקרים נוספים יהיה הכרחי. ראוי לציין, נפרד הדמיה טכניקות כגון מיקרוסקופ ברילואן42, אשר הוכח לספק אמצעי כמותי של cross-linking (כפי שנקבע על ידי מודולוס גזירה) בעקבות CXL פוטוכימיה עשוי להיות שימושי המאשרת את הממצאים עם SHG הדמיה במחקר זה. עם זאת, יש לציין כי השימוש עם מאוד פיזור רקמות כגון בסקלרה43, דורש שינויים טכניים, לא אומתה עם רקמת scleral צולבים.
לייזר קיטוב מיקרוסקופ SHG הוא נושא חשוב. אור הלייזר הוא מקוטב לינארית, מונחה בניצב לכיוון של הפצת אות SHG, בזווית קצת במישור xy-אל כל סיבי קולגן. לפיכך, הסיבים במישור xy-הינם מסודרים היטב בדיוק בניצב אור הלייזר מקוטב יהיה לייצר אות SHG גבוה יותר מאשר אלו בזוויות אחרות, כולל אלה במקביל התקרית אור (קרי, מטוס ה-z), אשר יפיקו אות SHG הנמוך (עקב התאבכות הורסת). ביחס בסקלרה רקמות, קולגן סיבים הם שכיוונו בזוויות שונות ברמה מיקרוסקופית, למרות סיבים אנטומיים המועדפת אוריינטציות ידועים להתקיים בהתבסס על מיקום גלובוס. לפיכך, מאז האות SHG המיוצר ישתנו בהתאם זווית מישור xy כל סיב, הכוללת האות יהיה פחות מזה, אשר יהיה מיוצר, אם כל סיבי הקולגן היו מיושרת בדיוק באותה הזווית (בממחטת כגון גיד לדוגמה). לפיכך, במחקר זה, בשל אופיו של המדגם להיות עם תמונה, הכיוון של קיטוב לא נקבע במכוון אבל נשאר עקבי לאורך כל תקופת המחקר. יתר על כן, דאגנו להשיג רקמות מן לטפל ולשלוט גלובס מאזורים scleral זהה, מזעור כל ההבדלים בכיוון סיבים בין דגימות. לבסוף, ניתחנו מעל 100 תמונות לכל דגימה על מנת לקבל ערכי העוצמה. הערכה מקיפה זו צריך נרמלו כל אותות SHG סוטה ייתכן נרשמו. נאמר כי, זה ייתכן כתוצאה "יישור סיבים" שהבחנו הדגימות צולבים (המתוארים לעיל), חלק גדול יותר של "בתוך מטוס מוקד" סיבי יכול תרמה לעלייה SHG האות, כמו גם גדל אותות SHG רבתי יישור מישור xy. שתי האפשרויות הללו יהיה גילויי אפקטים cross-linking המושרה.
ניתוח האזורי של cross-linking שינויים (על-ידי Tm) הנגרמת על ידי זריקה הקדוש של SMG בוצעה. כצפוי, הרמה של cross-linking אפקט היה מרוכז באזור ההזרקה. השפעה cross-linking קטנה או לא צוין באזור ישירות מול (לרחוק) הזריקה, בקנה אחד עם מה שידוע לגבי לוקליזציה של אפקט בעקבות הזרקת sT כפי שמוצג על ידי אולטרסאונד לוקליזציה44, 45 , שחושב טומוגרפיה46.
לבסוף, לגבי טיפול cross-linking, קוצר ראייה, קולגן cross-linking של הקרנית הוא מציאת שימוש נרחב בטיפול של הקרנית הקשורה כולל קרטוקונוס, פוסט לאסיק keratectasias, ניוון שולית pellucid (בדיכאון פסיכוטי), וכן תיאור על ניתוחים לתיקון הראייה בלייזר47. ההצלחה של טיפול במחלה הקרנית cross-linking הוביל החיפושים של החלת גישה טיפולית זו לחלק האחורי של העין, ובעיקר, sclera, הגבלת התארכות צירית קוצר ראייה גבוה2, רעיון זה חוזר בשלבים המוקדמים מאוד של טיפולי cross-linking קונספט48,49.
המחברים אין לחשוף.
המחברים תודה Tongalp Tezel, MD, יעוץ לגבי הזרקת הקדוש; תרזה Swayne, PhD, להתייעצות בנוגע מיקרוסקופ SHG; ג'ימי Duong העיצוב ואת המשאבים ביוסטטיסטיקה המתקן ליבה ביוסטטיסטיים של מכון אירווינג-המרכז הרפואי של אוניברסיטת קולומביה.
נתמך בחלקה על ידי מחקר כדי למנוע עיוורון על ידי נבחרת מוסדות של בריאות מענקים NCRR UL1RR024156, NEI P30 EY019007, NCI P30 CA013696 ו- NEI R01EY020495 (DCP). אוניברסיטת קולומביה בעל הקניין קשורים: ארה ב הוציא פטנט לא: 8,466,203 ולא: 9,125,856. הגשנו בקשה לפטנט בינלאומי: PCT/US2015/020276.
תמונות שנאספו ב Confocal ולהעניק התמחה מיקרוסקופ לשתף משאבים של הרברט אירווינג מקיף במרכז לחקר הסרטן באוניברסיטת קולומביה, נתמך על ידי NIH #P30 CA013696 (המכון הלאומי לסרטן). מיקרוסקופ קונפוקלי נרכש עם NIH להעניק #S10 RR025686.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
MILLI-Q SYNTHESIS A10 120V | EMD Millipore, Massachusetts, USA | Double distilled, deionized water. - protocol step 1.1.1 | |
Sodium hydroxymethylglycinate | Tyger Chemicals Scientific, Inc. Ewing, NJ, USA | Crosslinking reagent - protocol step 1.1.2 | |
Injection needle with luer-lock syringe | BD Eclipse, NJ, USA | Syringe for sub tenon injection. - protocol step 2.1 | |
Rabbit head | La Granja poultry | Outbred | Rabbit head separated and delivered within 1 hour postmortem. - protocol step 2.2 |
Tono-pen | Reichter Technologies Depew, NY | IOP measurements - protocol step 2.4 | |
DSC 6000 Autosampler | Perkin-Elmer Waltham, MA, USA | Thermal denaturation analyzer - protocol step 7.4 | |
Pyris software | Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA | Ver 11.0 | protocol step 7.5 |
CFI75 Apochromat LWD 25X/1.10 W MP | Nikon Instruments, Melville, NY, USA | A water immersionn objective with high IR transmittance with a working distance of 2.0 mm - protocol step 8.1.1. | |
GenTeal | Alcon, Fort Worth, TX | B000URVDQ8 | Water-based gel used as objective immersion medium instead of water to prevent evaporation - 8.1.1 |
Chameleon Vision II | Coherent, Santa Clara,CA, USA | Ti:Sapphire pulsed laser with a 140 fs pulse width at 80 MHz and a tunable range from 680 nm to 1080 nm. - protocol step 8.1.11 | |
AttoFluor cell chamber | Thermo Fisher Scientific Inc | A7816 | Fixation of the cover slip - protocol step 8.1.3 |
25-mm round coverslips, #1.5 | Neuvitro Corporation, Vancouver, WA, USA | GG-25-1.5 | protocol step 8.1.3 |
Eclipse Ti-E | Nikon Instruments, Melville, NY, USA | protocol step 8.1.4. | |
Non-descanned (NDD) GaAsP detector | Nikon Instruments, Melville, NY, USA | Equipped with a 400-450 nm band pass filter - protocol step 8.1.7 | |
A1R-MP laser scanning system | Nikon Instruments, Melville, NY, USA | Compatible with infrared (IR) multi-photon excitation. - protocol step 8.1.8 | |
NIS Elements software | Nikon Instruments, Melville, NY, USA | Ver 4.3 | refered to as "software" in the text - protocol step 8.1.9 |
Fiji/ImageJ | National Institute of Health | protocol step 9.1.2 | |
NeuronJ | Eric Meijering, Erasmus University Medical Center, Rotterdam, The Netherlands | https://imagescience.org/meijering/software/neuronj/, for protocol step 9.2.2 | |
Microsoft Excel | Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA | Ver 14 | protocol step 9.2.8 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved