Technieken voor verwerking Ogen geïmplanteerd met een Retina Prothese voor gelokaliseerde Histopathologisch Analyse: Part 2 Epiretinal Implantaten met Retina Kopspijkers
14 februari 2015
Hier beschrijven we histologische technieken voor het visualiseren van oculaire weefsel direct naast een metalen epiretinale tack en een retinale prothese.
Retinale prothesen met hardmetalen onderdelen zijn niet compatibel met traditionele histologische processen. Hier beschrijven we technieken voor het beoordelen van de gezondheid van het oog direct naast een retinale implantaat dat epiretinaal is bevestigd met een metalen T. Dit wordt bereikt door eerst het oog te nucleëren en te fixeren volgens het protocol dat in een bijbehorende video wordt beschreven, en vervolgens een weefselmonster te disseceren, inclusief het implantaat en de retinale T. De tweede stap is om het weefselmonster progressief te dehydrateren en vervolgens ingebed in een epoxyhars in de gewenste oriëntatie met behulp van een tweedelige inbeddingsprocedure. Vervolgens wordt de uiteindelijke harsblok in een speciale houder gemonteerd en geleidelijk afgeslagen tot een doorsnede door het implantaat en het omringende oculaire weefsel op het gewenste niveau wordt blootgelegd.
De laatste stap is om het blootgestelde weefsel oppervlaktekleuring te geven, en vervolgens af te beelden en te fotograferen met een hoogwaardige dissectiemicroscoop om de cellulaire architectuur naast de geïmplanteerde prothese te visualiseren. Deze stappen worden vervolgens herhaald zoals nodig is. Uiteindelijk wordt een reeks dwarsdoorsneden van het weefselmonster, inclusief het implantaat in situ, verzameld en kan worden gebruikt om het ontwerp van het apparaat of de operatie te verfijnen, evenals om de veiligheid van de specifieke prothese te beoordelen.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals traditionele op bladen gebaseerde snijhistologie, is dat in het hart geïmplanteerde objecten, inclusief metalen componenten, in situ kunnen blijven tijdens de procedure, waardoor visualisatie van de implantaat-weefselinterface mogelijk is. Deze methode kan cruciale vragen in het gebied van retinale prothesen beantwoorden, zoals het beoordelen van de structurele integriteit van het delicate oculaire weefsel naast een geïmplanteerde retinale prothese. Na enucleatie van het oog en fixatie zoals beschreven in een bijbehorende JoVE-video, visualiseer het implantaat en het punt waar het aan de buitenkant van het oog is bevestigd.
Gebruik een 15 graden blad. Maak een circumferentiële transcorneale incisie en verwijder de hoornhuidschelp om de binnenkant van het oogbol te onthullen. Merk op dat de lens eerder is verwijderd tijdens de lensectomie vitrectomie, die deel uitmaakt van de chirurgische procedure voor deze epiretinale implantaat.
Vervolgens disin, insert de iris en eventuele resterende Z-vezels van de lens om de achterste kamer met het epiretinale implantaat en de metalen T in situ te onthullen. Afhankelijk van het implantaat en het uitgevoerde onderzoek, verwijder overtollige componenten voor verdere dissectie. In het huidige voorbeeld bestaat het te evalueren epiretinale array uit een prototype hermetische diamantelektrode en elektronisch pakket dat is ondergebracht in een conforme siliconendrager.
Dissecteer voorzichtig een monster dat de tack en het omringende weefsel in de gewenste oriëntatie omvat. Gebruik fijne dissectiescharen om strips met volledige dikte uit de achterkant van het oog te snijden, inclusief sclera, choroïde en retina. Hier extracteer voorzichtig het diamantelektrodepakket door fijne dissectie met het scalpel.
Laat het siliconenlichaam van het implantaat samen met de retinale tack en de overblijfselen van de platinabedrading achter. Neem een monster dat een longitudinale doorsnede van de tack laat zien die alle retinale lagen naast de tack toont. Breng het monster vervolgens terug naar 70% Ethanol.
Dehydrateer het monster gedurende drie dagen in progressieve ethanolfasen. Eerst dehydrateer het monster in 70% ethanol gedurende twee uur, twee keer. Vervolgens dehydrateer het monster in 80% ethanol gedurende twee uur twee keer, en dan overnacht dehydrateer het monster in 90% Ethanol gedurende twee uur twee keer. Ga verder met het dehydrateren van het monster in 100% ethanol gedurende twee uur twee keer, en dan overnacht.
Dehydrateer tenslotte het monster in 100% aceton gedurende twee uur twee keer. Verwijder het monster uit het aceton en observeer het onder een lichtmicroscoop terwijl het aan de lucht droogt bij kamertemperatuur. Het verwijderen van vloeistof uit de zachte weefsels resulteert in instorting van cellen en krimp.
Het monster wordt overgebracht naar epoxy net voordat het begint te krullen en in te storten. Een waardering van wanneer het weefsel krullen en instorten optreedt, wordt ontwikkeld met ervaring. Om het monster in heldere epoxyhars in te bedden, dompelt u het oogweefsel in vloeibare epoxy in een geschikte afsluitbare container.
Laat de epoxy voorzichtig ontgassen in een vacuümkamer en laat deze een nacht bij kamertemperatuur uitharden. Zorg ervoor dat het monster in de gewenste oriëntatie wordt ingebed door de uitgeharde epoxy en het monster met een decoupeerzaag en riet te herstellen. Het hergrootte blok dat het oogweefsel in verse vloeibare epoxy bevat, zodat de lange as van de tack parallel is georiënteerd aan de onderkant van de mal. Gebruik een druppel superlijm om het hergrootte monster aan de onderkant van de monsterhouder te bevestigen.
Vul de monsterhouder met vloeibare epoxy en ontgas zoals eerder. Laat het overnacht uitharden. Monteer vervolgens de hars in een slijpmonsterhouder en slijp het monster handmatig op 230 tot 250 RPM met water aan met siliciumcarbidpapier. Voor kleuring, dompel het geslepen oppervlak in toine blauwe kleuring gedurende drie tot vijf minuten of totdat de kleuring zich ontwikkelt.
Na het spoelen van het monster met kraanwater, beeld de geslepen oppervlakte van het monster af met een hogere vermogensdissectie. Scope. Om de cellulaire lagen van de retina te visualiseren, brengt u een druppel gedistilleerd water aan op de bovenste oppervlakte van de epoxy net boven het monster. Om de diffractie aan de lucht-epoxy-interface te verminderen.
Gebruik een lichtbron met een zwanenhalsvezel om het monster te belichten. Herhaal de slijp- en beeldvormingsstappen elke keer met het wegslijpen van een vooraf ingestelde dikte van het monster. Het
Overzicht
In dit artikel worden histologische technieken beschreven voor het visualiseren van oogweefsel grenzend aan een metalen epiretinale hechtdraad en een retinaal prothese-implantaat. Deze methoden maken het mogelijk om de gezondheid van het oog in relatie tot retinaal implantaten te beoordelen, waarbij de beperkingen van traditionele histologische processen worden overwonnen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Oogheelkunde
- Histologie
Achtergrond
- Retinale prothesen bevatten vaak harde metalen componenten.
- Traditionele histologische methoden zijn incompatibel met deze implantaten.
- Inzicht in de interface tussen weefsel en implantaat is cruciaal voor de veiligheid en effectiviteit van het apparaat.
- Bestaande methoden maken het mogelijk dat het implantaat in situ niet wordt gevisualiseerd.
Doel van de studie
- Het ontwikkelen van technieken om de gezondheid van het oogweefsel naast retina-prothesen te beoordelen.
- Het visualiseren van de cellulaire architectuur rondom geïmplanteerde apparaten.
- Het verfijnen van het ontwerp van retina-implantaten op basis van histologische bevindingen.
Gebruikte methoden
- Enucleatie en fixatie van het oog.
- Dissectie van weefselmonsters inclusief het implantaat.
- Progressieve dehydratie en inbedding in epoxyhars.
- Slijpen en kleuren van harsblokken voor beeldvorming.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle visualisatie van oogweefsel aangrenzend aan het retina-implantaat.
- Verzameling van dwarsdoorsnedebeelden om de weefselintegriteit te beoordelen.
- Demonstratie van de voordelen van deze methode ten opzichte van traditionele histologie.
- Inzichten in de structurele integriteit van weefsels nabij implantaten.
Conclusies
- De ontwikkelde technieken maken een effectieve beoordeling van de gezondheid van het oog nabij retinale protheses mogelijk.
- Deze methoden kunnen toekomstige ontwerpen en chirurgische benaderingen voor retinale implantaten informeren.
- Visualisatie van de interface tussen implantaat en weefsel is cruciaal voor het begrijpen van de biocompatibiliteit.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Betrouwbare histopathologische analyse van oogweefsel aangrenzend aan retinale prosthesisen is cruciaal voor het verminderen van risico's met betrekking tot de veiligheid van het apparaat en voor het informeren van het ontwerp in de preklinische ontwikkeling. Deze techniek maakt directe visualisatie van de interface tussen implantaat en weefsel mogelijk, waardoor de beperkingen van traditionele histologie bij harde metalen componenten worden overwonnen. De benadering ondersteunt het voorspellende vertrouwen in de biocompatibiliteit van het apparaat en informeert risicogebaseerde beslissingen voor de verdere ontwikkeling van portefeuilles met retinale implantaten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt analyse van de weefselrespons op geïmplanteerde apparaten op cellulair niveau mogelijk.
- Ondersteunt mechanische risicoreductie door lokale weefselintegriteit en cytoarchitectuur in kaart te brengen.
- Levert bewijs voor functionele targetvalidatie van veiligheidsprofielen van implantaten.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Faciliteert de preparatie van gevalideerde weefselmonsters voor een reproduceerbare histologische beoordeling.
- Maakt kwantitatieve imaging-outputs mogelijk voor een gestandaardiseerde evaluatie van interacties tussen het device en het weefsel.
- Ondersteunt de assay-gereedheid voor het screenen van nieuwe implantaatmaterialen of -ontwerpen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt preklinische weefselanalyse af met de translationele ontwikkeling van biomarkers voor apparaatveiligheid.
- Garandeert continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door in situ beoordeling mogelijk te maken.
- Vermindert het biologische risico bij het verder brengen van implantaatkandidaten naar klinische evaluatie.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze methode is geïntegreerd in het continuüm van preklinische evaluatie en slaat een brug tussen vroege ontdekking, optimalisatie van apparaten en translationele veiligheidsbeoordeling voor retina-prothesen.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing met betrekking tot weefselcompatibiliteit en letselmechanismen op de interface van het implantaat.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve histologische resultaten voor het vergelijken van apparaatontwerpen.
- Analytics: Levert hoge-resolutie dwarsdoorsnedebeelden voor statistische analyse van de weefselintegriteit.
- Translationeel onderzoek: Maakt het mogelijk om preklinische bevindingen af te stemmen op klinische veiligheidseindpunten.
- Bedrijfsbrede hergebruik: Biedt een herbruikbare workflow voor het evalueren van andere interfaces van hardweefselimplantaten buiten de oogheelkunde.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen in de compatibiliteit tussen apparaat en weefsel en vermindert mechanistische ambiguïteit.
- Operationele waarde: Standaardiseert de histologische verwerking voor implantaten met harde metaalcomponenten.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen en optimaliseert de toewijzing van middelen in ontwikkelingspipelines voor medische hulpmiddelen.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van implantaatkandidaten mogelijk op basis van directe weefselbeoordeling.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in weefseldissectie, inbedding en histologische beeldvorming.
- Vereist toegang tot gespecialiseerde infrastructuur voor slijpen, kleuren en hogeresolutie-microscopie.
- Vereist strikte standaardisatie tussen teams voor reproduceerbare monsteroriëntatie en beeldvorming.
- Aanpasbaar aan diverse implantaattypes, maar kan protocolwijzigingen vereisen voor verschillende weefsels.
- De vernietiging van monsters tijdens het slijpen maakt zorgvuldige planning en documentatie in elke fase noodzakelijk.
