Оценка возможностей трансмиссионного поляризационного картографирования для характеризации макроструктуры склеры
Автор: Швачкина М.Е., Правдин А.Б., Тихонов Д.А., Каменских Т.Г., Яковлев Д.Д., Яковлев Д.А.
Журнал: Саратовский научно-медицинский журнал @ssmj
Рубрика: Глазные болезни
Статья в выпуске: 2 т.13, 2017 года.
Бесплатный доступ
Цель; оценка возможностей применения метода трансмиссионного поляризационного картографирования для характеризации структуры склеры. Материал и методы. В работе изучались образцы склеры крысы, кролика, свиньи и человека. Образцы склеры человека взяты (энуклеация глазного яблока) у пациентов с диагнозами: «терминальная болящая глаукома», «субатрофия глазного яблока». От энуклеированных глаз взяты образцы склеры с заднего полюса глаза и с экватора. Необходимая для проведения трансмиссионного поляризационного картографирования в толстых образцах прозрачность достигалась применением метода иммерсионного оптического просветления. В качестве иммерсионных агентов использовались 85% и 50% водные растворы глицерина и 40% водный раствор глюкозы. Используемая в настоящей работе система поляризационного картографирования собрана на основе поляризационного микроскопа, снабженного измерительной видеокамерой. Результаты. Метод трансмиссионного поляризационного картографирования может быть использован для измерения параметров ориентационной упорядоченности коллагеновых волокон склеры, причем картографирование образцов склеры человека требует проведения поляризационных измерений в условиях оптического просветления. Поскольку дезорганизация коллагеновых структур соединительной ткани глаза может рассматриваться в качестве начального этапа глаукомного процесса, методика трансмиссионного поляризационного картографирования может быть положена в основу in vitro изучения патогенеза первичной открытоугольной глаукомы. Заключение. Установлены возможности и ограничения метода поляризационного картографирования при исследовании структуры склеры in vitro.
Коллагеновые волокна склеры, миопия, первичная открытоугольная глаукома, структура склеры, трансмиссионное поляризационное картографирование
Короткий адрес: https://sciup.org/14918482
IDR: 14918482
Assessment of possibilities of transmission polarization mapping for the characterization of sclera macrostructure
The purpose of the study is to assess possibilities of applying the method of transmission polarization mapping for characterization of sclera structure. Material and methods. In the work, samples of rat, rabbit, porcine, and human sclera were examined. Samples of the human sclera were taken (enucleation of the eyeball) from patients with diagnoses: terminal painful glaucoma, subatrophy of the eyeball. From the enucleated eyes, sclera samples were taken from the posterior pole of the eye and from the equator. The sample transparency required for carrying out transmission polarization mapping in thick samples was achieved using immersion optical clearing, 85% and 50% aqueous glycerol solutions and 40% aqueous glucose solution being used as immersion agents. The polarization mapping system used in this work was assembled on the basis of a polarization microscope equipped with a measuring video camera. Re-sults. It is shown that the method of transmission polarization mapping can be used to measure the parameters of the orientational order of scleral collagen fibers, mapping of human sclera samples requiring conduction of the polarization measurements under optical clearing conditions. Since the disorganization of collagen structures of eye connective tissue can be considered as the initial stage of glaucoma process, the technique of transmission polarization mapping can be used as a basis for in vitro studies of the pathogenesis of primary open-angle glaucoma. Conclusion. The potential and limitations of polarization mapping in studying sclera structure in vitro have been established.
Список литературы Оценка возможностей трансмиссионного поляризационного картографирования для характеризации макроструктуры склеры
- Егоров E.A., Алексеев B.H., Мартынова E. Б., Харьковский А. О. Патогенетические аспекты лечения первичной открытоугольной глаукомы. М., 2001; 19 с.
- Нестеров А.П., Алябьева Ж.Ю. Нормотензивная Глаукома: современный взгляд на патогенез, диагностику, клинику и лечение. Глаукома 2005; (3): 66-74
- Арутюнян Л.Л. Многоуровневый анализ состояния корнеоскле-ральной оболочки глаза в реализации новых подходов к диагностике и лечению первичной открытоугольной глаукомы: дис.... д-ра мед. наук. М., 2016; 250 с.
- Иомдина E.H., Бауэр С.M., Котляр К. Е. Биомеханика глаза: теоретические аспекты и клинические приложения. М., 2015; 207 с.
- Халилов 111.А. Изучение полиморфизма генов коллагена I, III типов как факторов риска развития первичной открытоугольной глаукомы: автореф. дис.... канд. мед. наук. М., 2016; 25 с.
- Иомдина E.H., Арутюнян Л.Л., Игнатьева Н.Ю. Сравнительное изучение возрастных особенностей уровня поперечной связанности коллагена склеры пациентов с различными стадиями первичной открытоугольной глаукомы. Российский офтальмологический журнал 2016; 9(1): 30-35
- Girard MJA, Dahlmann-Noor A, Rayapureddi S, et al. Quantitative mapping of scleral fiber orientation in normal rat eyes. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2011; 52 (13): 9684-9693
- Yan D, McPheeters S, Johnson G, et al. Microstructural differences in the human posterior sclera as a function of age and race. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2011; 52 (2): 821-829
- Pijanka JK, Kimball EC, Pease ME, et al. Changes in Scleral Collagen Organization in Murine Chronic Experimental Glaucoma Scleral Collagen Organization in Murine Glaucoma. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2014; 55 (10): 6554-6564
- Pijanka JK, Coudrillier B, Ziegler K, et al. Quantitative Mapping of Collagen Fiber Orientation in Non-glaucoma and Glaucoma Posterior Human Scleral Fiber Orientation in Posterior Human Sclera. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2012; 53 (9): 5258-5270
- Coudrillier B, Pijanka JK, Jefferys JL, et al. Glaucoma-related changes in the mechanical properties and collagen micro-architecture of the human sclera. PloS ONE 2015; 10 (7): e0131396
- Brown DJ, Morishige N, Neekhra A, et al. Application of second harmonic imaging microscopy to assess structural changes in optic nerve head structure ex vivo. Journal of Biomedical Optics 2007; 12 (2): 024029-024029-5
- Yakovlev DD, Shvachkina ME, Sherman MM, et al. Quantitative mapping of collagen fiber alignment in thick tissue samples using transmission polarized-light microscopy. Journal of Biomedical Optics 2016; 21 (7): 071111 -1 -071111 -12
- Jan NJ, Grimm JL, Tran H, et al. Polarization microscopy for characterizing fiber orientation of ocular tissues. Biomedical Optics Express 2015; 6 (12): 4705-4718
- Jan NJ, Lathrop K, Sigal IA. Collagen Architecture of the Posterior Pole: High-Resolution Wide Field of View Visualization and Analysis Using Polarized Light Microscopy Posterior Pole Collagen Architecture. Investigative Ophthalmology and Visual Science 2017; 58 (2): 735-744.
