视网膜色素上皮细胞(RPE)替换策略和基于基因的疗法被认为对于几种视网膜退化性疾病。对于临床转化,大眼睛的动物模型需要研究适用于患者的手术技术。在这里,我们提出了视网膜手术对视网膜色素上皮移植,这是通用的,具有成本效益的面向兔模型。
年龄相关性黄斑变性(AMD),视网膜色素变性,与其他的RPE相关疾病是在成人中工业发达国家视力的不可逆损失的最常见的原因。 RPE移植似乎是一个有希望的疗法,因为它可以代替功能失调的RPE,恢复其功能,并由此视力。
在这里,我们描述了一个支架移植培养的RPE单层家兔的视网膜下空间(SRS)的方法。后玻璃体异种移植是用由具有一个聚四氟乙烯(PTFE)涂覆的柱塞20号金属喷嘴的定制射手输送到SRS。目前的技术发展在全球150兔手术超过6年。可以用在体内成像的非侵入性和重复如随后灌注固定组织学谱域光学相干断层扫描(SD-OCT)获得术后随访。
钍E法具有易于学习和高成功率定义良好的步骤。兔被认为是在临床转化临床前研究用一只大眼睛的动物模型。在这种情况下兔子是具有成本效益的,也许方便替代其他大眼的动物模型。
年龄相关性黄斑变性(AMD)是视力障碍,在工业发达国家50岁以上老年人最常见的原因,因为它会导致中心视力丧失。约15%的这些患者中从“湿”疾病的形式,其中新血管形成从脉络膜起源和破坏视网膜功能1受损。该变型可通过用的抗血管生成药物2重复帧内玻璃体注射高度有效的疗法来治疗。然而,绝大多数患者(〜85%)从干燥的形式,其特征是视网膜色素上皮细胞(RPE)根据细胞外沉积( 例如 ,玻璃疣)受到损害。这些沉积物导致RPE功能障碍导致在黄斑视网膜萎缩。由于缺乏任何疗效的治疗方案,AMD演变成一个密集发展的研究领域,有许多不同的疗效的治疗方法正在测试中。手术RPE更换一个有吸引力的未来可能性,以战胜这一令人衰弱的疾病3。
自体视网膜色素上皮移植替换黄斑功能失调或丢失的RPE,并具有恢复其生理功能4-9的潜力。此手术技术具有与视网膜色素上皮分化的协议从人胚胎干细胞(hESC细胞)和诱导多能干细胞(IPSC)发展的突破口,使科学家RPE无限细胞源移植10。 RPE移植是目前公认的干细胞衍生的治疗有吸引力首次在人类应用。眼睛提供体内监测工具11-13优秀的外科手术进入和复杂的。
移植的视网膜色素上皮,一种方法是用一种微创递送的细胞悬浮液,可选地,为了更好地保持RPE特征和移植功能,阿尔季音响官方载体SUBSTR为RPE更换茨(支架)正在考虑4,14,15。大动物模型所需的临床前验证,但对动物的处理和手术技术缺失迄今为止16-23详细技术信息。
我们和其他人11,24尽管一些反证25,建议使用刚性但弹性载体衬底的,因为它提供了更安全的处理,保留单层完整性和功能性。随着时间的推移,我们已经测试了几个定制设计的仪器及配套技术小区载波支持RPE移植的植入视网膜下腔(SRS)。我们利用术录像, 体内扫描激光眼底镜与谱域光学相干断层扫描(SLO / SD-OCT)和组织学结合以评价植入成功14,26,27。在这里,我们为我们目前推荐用于兔视网膜下植入RPE,这是在5种不同品系兔,7细胞载体材料和4 RPE细胞来源遍及150多个程序进行测试。
使用兔模型,一个安全的和可重复的方法,提出了对移动运营商的培养RPE的transvitreal交付与定制设计的仪表射手视网膜下腔。所描述的方法提供了一个短/优化的手术技术,便于学习,因为它涉及到玻璃体标准技术与视网膜演习。成果是一个干净的玻璃体视网膜界面,以及眼内注射,避免流体的湍流在植入部位,在低眼压引起大疱性视网膜脱离(BRD),防止视网膜并通过干燥巩膜的损伤,和兔子的适当位置极大地方便了。
然而我们提醒,如几帧内手术并发症,可能会发生的任何时间,阻碍了植入的成功,例如眼内出血,麻醉过程中的重要步骤,例如在植入衰落断,由于仪器操作或低眼压BRD的塌陷, – [Rabbit死亡由于长期运行过程中过度剂量麻醉,血压偏低引起缺氧性脑损伤,或热疗。然而,这些并发症随时间而减少,因为它们迅速地解决和通过增加外科小组经验的解决。
一些并发症可以通过以下几个简单的,但关键步骤减少。润滑剂应添加每5 – 10分钟,以防止在操作过程中的角膜,巩膜和结膜损伤,并保持清晰的眼内媒体,如干燥/变黑巩膜可以是切口裂开的原因,这又导致低眼压和/或从巩膜术泄漏。应添加肝素,以防止纤维蛋白膜,使得特别是视网膜下植入有挑战性和同时加入肾上腺素减少下肝素16出血的形成。应避免过长肝素/肾上腺素曝光时间(> 1小时),以防止角膜埃德由内皮失代偿33,高血压危象或术中死亡毫安。细致玻璃体切除应仪(入口)端口来执行,以避免视网膜和/或脉络膜分队。眼内器械应指着后极部,以避免镜头触摸(医源性引起白内障的形成)或(入门网站)视网膜损伤。眼内侧端口输注插管,应使用的,因为它衰减周围的植入区域中的喷流,从而防止性视网膜不受控制撕裂和BRD的崩溃。应避免BRD感应在中线(从视神经纵轴)或附近的光学骨髓纤维,以防止大量的医源性视网膜脱离。最后,最后但并非最不重要BRD应在低眼压被诱导,以避免视网膜下的BSS注射使用过度流速可能导致视网膜损害( 例如 ,通过拉伸)。
许多研究变量,如细胞嘉莉ř变体,胎儿,成人或干细胞衍生的RPE细胞来源,免疫抑制剂的选择等 ,可以探讨14,26,27,34。进一步改善,如无血清培养RPE方法,在视网膜下腔xenoRPE的表征,拆除主机RPE层14或战略种植体支抗的都在进步当前的工作。
迄今为止所描述的技术已在5个不同的兔子株,包括南美栗鼠混蛋,混蛋龙猫/ KBL混合动力车,新西兰白/红十字会,新西兰白色(白化病)和荷兰束带使用。雄性和雌性兔手术,兔子在至少1.5千克或2个月的年龄(取决于物种)。大多数手术都对有色兔(Chinchilla的私生子或栗鼠混蛋混合动力)与权重之间的2.5 – 3公斤。
所有兔子的菌株,我们有机会一起工作似乎有一定的特殊性。鉴于exclus在2009-13德国灰鼠混蛋应变的青紫蓝兔的香港专业教育学院的可用性,我们已经收集与这些动物最丰富的经验。不幸的是不再可用,因为繁殖已经停产,但相比非常好新西兰白/红十字会除了在后者更有利厚巩膜和更大的眼睛卷。龙猫混蛋杂种显著术中纤维蛋白形成,并要求肝素/肾上腺素使用如上文所述,以确保成功视网膜演习。该协议也已经在非色素白兔(新西兰白色)进行的,但是尤其BRD创建和视网膜下注入更有挑战性给出对比度降低升值。诱导玻璃体后脱离的可行性似乎并不兔子应变依赖在我们手中。
Transvitreal视网膜下递送是可能的选择的未来外科策略给予它最通讯路线时下临床访问视网膜。因此,许多其他团体已经提出这样的技术为培养的RPE在载体在动物工作11,15,23,35支持。 Aramant 等 36有一个仪器,哪个地方,而不是推自己的水凝胶包裹的软植入视网膜下其目标网站。图曼等人的设计中。利用中空刮板,它通过浮动它关闭通过流体注射19释放载体负载接枝。前两种策略需要仪器,相比epiretinally appositioned仪器时,这在我们看来是比较容易出现并发症,视网膜下插入。蒙特苏马等 22所描述的视网膜下插入仪器视网膜下植入芯片的猪交付,但因为对我们所知,没有进一步的工作,已经出版。我们已经能够进行一些修改,以猪延长所描述的技术。
jove_content“>我们优选的细胞的载体是10微米厚的聚对苯二甲酸酯(PET)膜。从外科的角度来看,这种材料具有良好的刚度和弹性参数,除了其广泛的通用性在细胞培养实验,我们发现,具有扩展四氟乙烯类似的经历当乳酸-共-乙醇酸(PLGA),以及复合纳米纤维(PLGA或PET)和超薄的PET 26 – (膨体聚四氟乙烯)由PET,聚乳酸/ capronolactic酸(PLCL)或聚静电纺丝37或纳米纤维膜。的PET膜与我们的金属射手仪器使用的,它们有一个偶尔倾向表现出静电荷,从而从27。超薄聚酰亚胺膜可以在我们手中不可与上面概述的协议视网膜下腔植入射手挑战其喷射(在准备稿)。MARMOR 等 。系统地研究自发RESO医源性局部视网膜脱离38-41视网膜下液rption。即使按照视网膜下腔操作,这些被发现被术后第4天在平静的手术吸收。不进行激光光凝以固定视网膜切开的边缘。虽然相比于人手术直觉相反时,则不需要空气/气体填塞。除非细致除去周边玻璃体的可以实现的,尤其是在上级象限,这可能实际上导致从视网膜切开站点始发巨大视网膜撕裂。建议只执行与后续的20%SF6气体填充流体空气交换打捞术医源性视网膜脱离或万一某一特定植入位置需要保护。
虽然神经视网膜的机械诱发消融可引起兔42,43 RPE和光感受器的损害,其程度差别很大(甚至定期BSS)德待处理的因素例如所用眼压,注射器类型,注射量与由此引起的视网膜拉伸, 等等 。我们还测试了通常建议钙/镁的BSS促进支队42-44,却发现它会导致术中晶状体混浊(特别是随着温度的升高),并显著延迟,甚至损害视网膜再附着27。 20慢视网膜下注射 – 因此用100微升注射器定期BSS的30微升体积建议;注射针运动应尽量少让周围的密封性视网膜并防止Bruch膜损伤。一些医源性损害可能由RPE伤口愈合解决,复位后外核层厚度的观测相对保存,表明RPE /感光复杂的可以承受这种障碍,也是由人45描述。
基于细胞的疗法或视网膜修复需要临床前阿尼玛升测试之前,监管部门的批准,并开始人体安全性研究。前者有所不同国家的国家。此处所描述的兔模型可作为用于建立或者甚至进行监管部门的所有要求的成本效益和较少有挑战性的平台。此外,它可能会成为后来在最终的多中心临床试验或沿途的技术的进一步改进外科医生的培训。
The authors have nothing to disclose.
在2008年和2010(BVS),BONFOR / Gerok奖学金O型137.0015(BVS),BONFOR / Gerok奖学金O型137.0019(FT),德意志研究联合会/ DFG(BVS)STA 1135 / 2-1,中国支持吕迪格基金会资助留学基金委号2008627116(ZL),并通过Geuder AG公司,海德堡(图2)的无限制授权。 H. Skottman实验室的成员,芬兰坦佩雷大学表示衷心的感谢提供派生图2所示的RPE胚胎。
s30 ultrasonic cleaning unit | Elmasonic | 100 4631 | 2.75L |
DE-23 autoclave | Systec | C 2209 | 23L |
Syringe | BD | 300013 300995 301285 300294 300330 |
1ml x3 2ml x3 5ml x1 10ml x1 20ml x1 |
Needle | BD | 305196 305136 |
18G x 1 27G x5 |
Scalpel | Feather | 2975#20 | blade#20 x3 |
Surgical drape | HARTMANN LOHMANN & RAUSCHER |
277 502 25 440 |
60×40 cm x2 12×17 cm |
Ocular sticks | LOHMANN & RAUSCHER | 16 516 | 66×5 mm |
Twister gauze sponges | HARTMANN | 481 274 | x2 |
Closure strips | HARTMANN | 540 686 | x4 |
Opmi Visu CS Microscope | Zeiss | N/a | incl. fundus imaging system BIOM II |
Chandelier endoillumination | Geuder | G-S03503 + G-S03504 |
25G incl. trocar |
Light machine | Geuder | G-26033 | Xenotron III |
Vitrectomy machine | Geuder | G-60000 | MegaTRON S4 S4/ HPS |
Vitrector | Geuder | G-46301 | MACH2 vitreous cutter 23G |
Venturi cassette | Geuder | G-60700 | |
Sideport-infusion cannula | Geuder | custom | 1x23G |
3-0 silk suture | ETHICON | V546G | x1 |
Caliper | Geuder | G-19135 | x2 |
Vannas scissors | Geuder | G-19777 | x1 |
Sclerotomie blade | Ziemer | 21-2301 | 1x23G 1x20G |
7-0 silk suture | ETHICON | EH6162H | x1 |
Needle holder | Geuder | G-32320 | x2 |
Iris forceps | Geuder | G-18910 | x1 |
Colibri forceps | Geuder | G-18950 | x1 |
Extendible subretinal injection needle | DORC | 1270.EXT | 41G |
VR scissor | Geuder | G-36542 | 25G |
Grieshaber forceps holder | Alcon | 712.00.41 | 23G |
Curved scissor forceps tips | Alcon | 723.52 | 23G |
Implant loading station | Dow Corning | 3097358-1004 | SYLGARD 184 Silicone Elastomer Kit |
blunt oval implant trephine | Geuder | custom-made | 2.4 x 1.1 mm |
Shooter dummy | Geuder | G-32227 | x1 |
Shooter | Geuder | G-S03443 | x1 |
Flute needle | DORC | 1281.SD | 20G (Vacuum) |
Manual microliter syringe | Hamilton | 24535 | 100µl |
Tissue culture plates | Greiner bio-one | 664160 | 100 x 20 mm |
Spectralis Multi-Modality Imaging System |
Heidelberg 工学 |
N/a | Spectralis HRA + OCT |
Drugs and solutions | |||
Name | Company | Active agent | コメント |
Mucadont-IS | Merz Hygiene | virucidal instrument disinfectant | 2L |
Mucocit T | Merz Hygiene | Aldehyde-free instrument disinfectant | 2L |
Ketamin 10% | WDT | Ketamine | 10ml (100mg/ml) |
Domitor | Orion Pharma | Medetomidine hydrochloride | 10ml (1mg/ml) |
Antisedan | Orion Pharma | Atipamezole hydrochloride | 10ml (5mg/ml) |
Neosynephrin POS 10% | URSAPHARM | Phenylephrine HCl | 10ml |
Mydriacyl | Alcon | Tropicamid | 10ml (5mg/ml) |
Methocel 2% | Omni Vision | hydroxypropyl methylcellulose | 10g |
PURI CLEAR | ZEISS | Balance salt solution (BSS) | 500ml |
Glucose 5% | B.Braun | Glucose 5% solution | 100ml |
Heparin-Natrium-25 000 | Ratiopharm | Heparin | 5ml (2500 unit/ml) |
Suprarenin | SANOFI | Epinephrine | 1ml (1mg/ml) |
Triamcinolone | University of Bonn pharmacy | preservative-free Triamcinolone | 1ml (40mg/ml) |
Isoptomax eye ointment | Alcon | dexamethasone 1 mg/g neomycin sulfate 3,500 IU/g polymyxin B sulfate 6,000 IU/g |
10ml |
Betaisodona | Mundipharma | Povidon-Iod | 30ml (1g/10ml) |
Optive | ALLERGAN | sodium carboxymethylcellulose glycerol | 10ml |