Новый подход представлен, чтобы вызвать хроническое сухое заболевание глаз у кроликов хирургическим путем удаления всех орбитальных лакримальных желез. Этот метод, в отличие от ранее сообщалось, производит стабильную, воспроизводимую модель aqueous недостаточно сухого глаза хорошо подходит для изучения физиологии слез и патофизиологии и глазной терапии.
Сухое заболевание глаз (DED) является сложным заболеванием с множественными этиологиями и переменными симптомами, имея воспаление глазной поверхности в качестве ключевого патофизиологическом шага. Несмотря на прогресс в нашем понимании DED, значительные пробелы в знаниях остаются. Достижения ограничены отчасти из-за отсутствия информативных моделей животных. Авторы недавно сообщили о методе DED индуцированных путем введения всех орбитальных лакримальной железы (LG) тканей с лектин конкановалин А. Здесь мы сообщаем о новой модели aqueous-deficient DED на основе хирургической резекции всех орбитальных тканей LG (dacryoadedenectomy). Оба метода используют кроликов из-за их сходства с человеческими глазами с точки зрения размера и структуры глазной поверхности. Через неделю после удаления nictitating мембраны, орбитальный начальник LG был хирургически удалены под наркозом, а затем удаление palpebral начальника LG, и, наконец, удаление нижней LG. Dacryoadenectomy индуцированной тяжелой DED, свидетельствует заметное сокращение слезного разрыва времени испытания и слезного теста Ширмера, а также значительно увеличилось слезоточивость осмолялярности и розы бенгальского окрашивания. Dacryoadedenectomy индуцированной DED длилась по крайней мере восемь недель. Осложнений не было, и животные хорошо переносили процедуру. Техника может быть освоена относительно легко теми, с адекватным хирургическим опытом и признательность соответствующих анатомии кролика. Так как эта модель резюмирует особенности человека aqueous-дефицит DED, он подходит для исследований глазной поверхности гомеостаза, DED, и кандидат терапии.
Слезы необходимы для защиты глазной поверхности и для поддержания оптических свойств роговицы. Они состоят из трех слоев: внутреннее покрытие из муцина, средний ваквковой компонент и липидная накладка1. Слой муцина производится преимущественно в клетках конъюнктивы, аравновератовении преимущественно в лакричных железах (ЛГ), а липидный слой преимущественно в мейбомийскихжелезах 1,2. Орбитальные LGs являются основным источником для водного компонента слез и для многих белков, которые защищают поверхность от бактериальной атаки3. Заболевания глазной поверхности возникают, когда выработка сводной слезы снижается ниже критического уровня, лишая эпителиальные поверхности глаза водного компонента и важнейших компонентов слезы, включая факторы роста, лизозим и лактоферрин. В случае снижения производства слезлоцидальным изолуальными тканями конъюнктивальные и роговицы подвергаются адаптации, чтобы компенсировать измененную окружающую среду.
Понимание вклада слезного компонента, полученного из орбитальных ЛГ и компенсационных механизмов глазной поверхности, когда этого не хватает, влияет на наше понимание физиологии и патофизиологии передней части глаза и, в более широком смысле, здоровья и болезней во всем земном шаре. Экспериментальный подход к этим вопросам требует информативной модели животных. Вследствие этого несколько групп пытались разработать модели животных, в которых удаляются орбитальные ЛГ, тем самым облегчая оценку роли слез в глазном здоровье. Одна такая модель была недавно сообщила для мыши4. Кролик предлагает, однако, много явных преимуществ над моделями грызунов включая подобные анатомические и гистологические структуры LG, и возможно более важно, подобный размер и площадь поверхности тканей роговицы и конъюнктурных когда сравнено к их людским двойникам3.
Создание вавнического недостаточного сухого заболевания глаз (DED) путем хирургической резекции ткани LG у кроликов не является новым. Многочисленные доклады описывают резекции тканей LG с переменным успехом, отраженные в переменных изменениях в производстве слез, измеренных слезоточивый тест Ширмера5,6,7,8. Тщательное понимание соответствующей анатомии кролика и ясность в отношении анатомической терминологии очень полезны в воспроизведении этого метода. Ниже приводится тщательный обзор обоих вопросов.
Анатомия лакримальных желез
Кролик имеет два орбитальных LGs: больше уступает LG (ILG) и меньше превосходит LG (SLG; Рисунок 1). ILG простирается вдоль нижнего и заднего аспекта орбитального обода. За исключением переменного размера, передняя часть ILG имеет довольно однородный луковичный вид, который можно рассматривать как выступ в коже под глобусом (Рисунок 2). Из-за своего характерного внешнего вида по отношению к остальной части железы, он называется “голова” ILG. Часть головы обертывается вокруг и лежит на внешней поверхности зигоматической кости. Это служит полезным ориентиром на ультразвуковой биомикроскопии для руководства инъекций в ILG. Остальная часть головки находится более медиально9 на орбите.
Из-за характерного внешнего вида оставшейся части ILG, которая длинная и тонкая, этот сегмент называют «хвостом». Хвост проходит вдоль нижнего орбитального обода, от головы ILG до орбитального обода, где он заканчивается с переменной анатомией на нижнем и задней орбитальной оправы(рисунок 3A). Хвост лежит глубоко (медиальный) к зигоматической кости отделены от орбитального содержимого фасциальной полосой на протяжении большей части своего курса, пока он не достигнет заднего края орбиты, где он вновь простирается над внешней поверхностью зигоматической кости. ILG получает кровоснабжение от ветвей сонной артерии.
SLG имеет два компонента, аналогичных человеку. Одним из них является palpebral превосходный LG (PSLG), который находится в верхнем задней век медиальной к тарсальной пластине. Он появляется луковичный характер и имеет многочисленные отверстия пунктуата, которые стекают вавковую слезную жидкость, которая легче увидеть при покрытии 2% флуоресцеина(рисунок 3B).
Во-вторых, орбитальный превосходный LG (OSLG), проживающий в медиальном положении на превосходной орбите(рисунок 3C). Из-за его положения вблизи средней линии черепа, было невозможно успешно идентифицировать его с помощью внешних хирургических подходов с височной или нижней орбиты. В свежих образцах некропсии или хирургических случаях, эта железа может быть выпадение через задней зори, расположенной в нижней поверхности черепа, когда нежное медиальное давление применяется к миру. Пролапс этой железистой ткани может быть задокументирован ультразвуковой биомикроскопией.
PSLG и OSLG являются смежными структурами. OSLG является трубулоальвеолярной структурой, чья воздуховодческая архитектура сливается в основной выделительный проток. Этот проток проходит под надорбитальным хребтом и проходит в тканях верхней крышки, прекращающихся в PSLG. Вдоль выделительного протока, железистой ткани в соответствии с первоначальными описаниями Дэвис был определен10 (Рисунок 3D).
Примечание по терминологии
Отличные и всеобъемлющие анатомические описания используют различные термины, а также. Классическая орбитальная анатомия Дэвиса определяет только верхний и нижний LG10. Тем не менее, его описание верхней LG четко детали части более конкретно определены здесь как PSLG и OSLG, в то время как его описание нижней LG детали части, определенные здесь как голова и хвост ILG. Более поздний и тщательный анатомический атлас11 определяет эти ткани как зигоматическую железу и аксессуар LG. Термин “лакримальная железа” используется здесь, чтобы составить вышеупомянутые PSLG и OSLG. Эта терминология лучше подходит для воспроизведения этого метода без излишней путаницы.
DED делится на две основные группы на основе влияния на стабильность слезоточивого пленки: дефицит ваквки (снижение производства водной составляющей слезной пленки; 20% DED) и испарительный (увеличение испарения слезной пленки; 50% DED). Около 30% пациентов DED показывают доказательства обоих (смешанных DED). Воспаление является основным механизмом DED, к которому его разнообразные этиологии сходятся13,14. Наш метод моделирует дефицит DED.
Как упоминалось ранее, важными первыми шагами в воспроизведении нашего метода являются оценка тонкостей анатомии орбитальных лакримальных желез (LGs) кролика и избегание путаницы с помощью разнообразной, а иногда и противоречивой анатомической терминологии. Анатомический атлас Попеско и др.11 является чрезвычайно тщательным. Для тех, кто менее комфортно с анатомией кролика, вскрытие образцов некропсии обеспечивает легкое знакомство с этими структурами и помогает их хирургического удаления в живых образцов.
Критические советы по животноводству и акклиматизации были даны в нашем компаньоне публикации12. В той же статье также представлены полезные комментарии для просеиния параметров DED, используемых в обоих методах.
В отличие от предыдущего метода12, это требует более высокого уровня хирургического мастерства из-за степени и более инвазивный характер методов, необходимых для удаления LGs. Наибольший риск во время этих резекций катастрофические кровотечения, вызванные травмой крупных судов, которые находятся в непосредственной близости от LGs, таких как ветви сонной артерии. Этого можно избежать, адекватно визуализируя каждую LG и ее поля в хирургической области. Наконец, чрезмерное удаление nictitating мембраны может привести к выпадению Хардерской железы, которая может нарушить оценку слезной пленки.
Следует позаботиться о том, чтобы свести к минимуму количество конъюнктивных нарушений с удалением PSLG, новый аспект нашего метода, который улучшает воспроизводимость и повышает тяжесть DED. Удивительно легко установить рассечение плоскости и перенести его обратно на верхний орбитальный хребет до тех пор, как тяга применяется к тканям. Это обнадеживает, чтобы иметь возможность увидеть каутери знаки от усечения OSLG; они подтверждают полное удаление основного выделительного протока железы.
Удаление ILG в полном объеме представляет проблемы, а также. Изолировать голову железы во-первых, так как это самая легкая часть для визуализации. Вся головка ткани железы отделяет легко от окружающих тканей; однако, некоторая внимательность должна быть использована для того чтобы предотвратить повреждение к большому венозной sinus, которая лежит медиально к головке ILG. Хвост ILG затем можно следовать обратно, как она проходит под zygomatic кости. Большую часть хвоста легко изолировать. Тем не менее, самый задний аспект хвоста может оказаться более сложным из-за переменной анатомии и его близости к средней ветви сонной артерии. Тщательное вскрытие должно позволить все поля ILG быть видны четко, облегчая его полное удаление. Следователь должен быть готов нести вскрытие более превосходно в тех случаях, когда хвост железы заканчивается под боковой кантус, как это объяснялось в предыдущем обсуждении анатомии лакримальных желез. Следует отметить, что авторы никогда не были в состоянии определить какую-либо часть OSLG при вскрытии ILG через криволинейный разрез вдоль временного и нижнего земного шара. Хотя это может быть технически возможно, что хирургический подход несет слишком высокий риск для серьезного кровотечения. Подход к OSLG через задний incisure оказывается гораздо безопаснее.
Выделительный проток ILG можно увидеть проникающий через нижнюю фасциальную плоскость, как она проходит в нижней конъюнктивальной fornix. Иногда, небольшие lobules железисто-появляющейся ткани видны здесь, а также и могут быть тщательно удалены.
Это очень полезно для поддержания порядка резекции LG, как представлено здесь. Если ILG удаляется первым, изоляция OSLG становится технически гораздо сложнее. Основная причина заключается в том, что после удаления ILG, OSLG не может быть легко выпадение и тем самым определены.
Существенным преимуществом нашей модели является то, что она может быть «модульной». Другими словами, степень DED индуцированной dacryoadenectomy может быть откалиброван для удовлетворения экспериментальных потребностей. Например, резекция всех LGs вызовет максимальный DED, но резекция только SLG вызовет мягкую форму DED и резекции только ILG будет генерировать болезни промежуточной тяжести.
Наш подход, который резюмирует различные патофизиологические события снижения производства слезы предлагает дополнительные преимущества по сравнению с уже сообщили методы. Короче говоря, ни одна другая хирургическая модель не исключила слезоточивого производства всеми орбитальными ЛГ5,6,7,15,16; в том числе парасимпатической денервации LGs17, и фармакологическое подавление слезного производства18,19, с последними двумя, имеющих свои вне цели эффекты в качестве значительных confounders. Наконец, эта модель сводит к минимуму основные следователи-зависимых смещения, а именно неполный повторение LGs, так как хирургическая техника обеспечивает их полную визуализацию; этому способствует тот факт, что гемостаз, кроме каутерии, не требуется.
Следователь должен осознавать, что полная резекция всех орбитальных ЛГ не вызывает полного отсутствия слез, и, например, не следует ожидать, что значения слезного теста Ширмера приближаются к нулю. Это связано с тем, что всегда есть другие источники слезной жидкости, такие как аксессуар LGs Вольфринга и Краузе и утечки плазмы из конъюнктивных сосудов20,21,22. С экспериментальной точки зрения, это следует рассматривать как положительный аспект метода, поскольку он поддерживает глазную поверхность; полная ксерофталмия полностью уничтожит роговицу, отрицая полезность модели. Кроме того, в своем нынешнем воплощении, эта модель предлагает прекрасную возможность для изучения таких компенсационных механизмов и жидкости транспорта через эти небольшие отсеки.
В заключение, представленные здесь особенности романа и универсальный метод индуцирования aqueous-дефицит DED, который поддается изучению физиологии слезы, патогенеза DED и изучение терапевтических агентов разрабатывается для этого указания.
The authors have nothing to disclose.
Мы признаем финансовую поддержку от целевого научно-исследовательского гранта от Школы медицины Университета Стоуни-Брук и научно-исследовательского гранта от Medicon Pharmaceuticals, Inc., Setauket, NY. Мы благодарим Мишель МакТернан за редакционную поддержку.
acepromazine, Aceproinj | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | NDC11695-0079-8 | 0.1ml/kg subcutaneously injection for rabbit sedation |
anesthesia vaporizer | VetEquip, Pleasanton, CA | Item # 911103 | Protocol 4.8 |
animal restraining bag | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | Jorvet J0170 | Use appropriately sized bag. |
bupivacaine, 0.5% | Hospira Inc, Lake Forest IL | NDC: 0409-1162-02 | Mixed 50:50 with 2% lidocaine with 1:100,000 epinephrine for infiltration of incision sites, protocol 5.1 |
buprenorphine | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | 0.01 mg/kg, for postprocedural care, 6.1.4 | |
cautery unit, high-temperature, battery-powered | Medline Industries Inc, Northfield, IL | REF ESCT001 | Keep on hand in case of bleeding, protocol 2.7 |
clipper, Wahl Mini Arco | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | No. 022573 | Cordless shears for fur removal, protocol 4.2 |
Colorado needle | Stryker Craniomaxillofacial, Kalamazoo, MI | N103A | Use with electrosurgical unit to make incisions, protocol 5.1 & 5.3 |
electrosurgical unit with monopolar cautery plate | Valleylab, Boulder, CO | Force FXc | Use with electrosurgical unit to make incisions, protocol 5.1 & 5.3 |
fluorescein, Ak-Fluor 10% | AKRON, Lake Forest, IL | NDC17478-253 | Dilute to 0.2% with PBS to measure TBUT, measurement of dry eye parameters, protocol 3.1 |
foceps, curved dressing | Bausch and Lomb (Storz), Bridgewater, NJ | Storz E1406 | delicate serrated dressing forceps |
forceps, 0.3 | Bausch and Lomb (Storz), Bridgewater, NJ | ET6319 | For removal of nictating membrane, protocol 2.5 |
forceps, Bishop Harmon | Bausch and Lomb (Storz), Bridgewater, NJ | E1500-C | Use toothed forceps for dacryoadenectomy, protocol 5.1 & 5.2 |
hair remover lotion, Nair | Widely available | Softening Baby oil | Dipilitory cream for sensitive skin, protocol 4.2 |
isoflurane | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | 29405 | Possible alternative sedation, protocol 4.7 |
IV catheter, Terumo Surflo ETFE 24-gauge | Terumo, Tokyo, Japan; available from Fisher Sci., VWR, McKesson, etc. | SR-OX2419CA | 25-gauge for smaller rabbits; protocol 4.6 |
ketamine | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | NDC 11695-0701-1; NADA 200-055 | 15 mg/kg, protocol 4.7 |
ketoprofen | Hospira, Inc., Lake Forest, IL | 3 mg/kg, for postprocedural care, 6.1.4 | |
laryngeal mask airway | Docsinnovent Ltd, London, UK | Vgel R3 | Protocol 4.8 |
lid speculum, wire | Bausch and Lomb (Storz), Bridgewater, NJ | Barraquer SUH01 | For removal of nictating membrane, protocol 2.4 |
lidocaine 2% with epinephrine 1:100,000; 50:50 mixture | Hospira Inc, Lake Forest IL | NDC 0409-3182-02 | Pre-treat before removal of nictating membranes, protocol 2.4 |
lidocaine, preservative-free | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | L5647 | 1% in PBS for anesthesia agent, for application to eye, protocol 2.4 |
micropipette | Eppendorf | Research Plus 100 uL | For application of preservative-free lidocaine to eye, protocol 2.4 |
micropipette tips | World Wide Medical Products | 41071052 | For application of preservative-free lidocaine to eye, protocol 2.4 |
monitoring device, multi-parameter | SurgiVet, Waukesha, WI | V9201 | For monitoring of vitals, protocol 4.9 |
needle, 26-gauge | BD, Franklin Lakes, NJ | REF 305115 | For injection of lidocaine/epinephrine, protocol 2.3 & 2.5 |
needle, 30-gauge | BD, Franklin Lakes, NJ | REF 305106 | For infiltration of incision sites; syringe and needle size are not critical, protocol 5.1 |
osmolarity tips | TearLab Corp., San Diego, CA | #100003 REV R | Measure tear osmolarity measurement of dry eye parameters, protocol 3.1 |
osmometer, TearLab | TearLab Corp., San Diego, CA | Model#200000W REV A | Measure tear osmolarity, measurement of dry eye parameters, protocol 3.1 |
povidone-iodine solution | Medline Industries Inc, Northfield, IL | PVP Prep Solution, NDC: 53329-939-04, REF MDS 093944 | To maintain sterile field, protocol 4.11 |
rabbit, New Zealand White | Charles River Labs, Waltham, MA (NZW) | 2-3 kg | Research animals |
Rose bengal stain | Amcon Laboratories Inc., St. Louis, MO | NDC51801-004-40 | 1% in PBS, for staining the ocular surface, measurement of dry eye parameters, protocol 3.1 |
saline, normal | B. Braun Medical, Irvine, CA | REF R5200-01 | For postprocedural care, protocol 6.1.3 |
Schirmer Tear Test strips | Eaglevision, Katena products. Denville, NJ | AX13613 | Measure tear production, measurement of dry eye parameters, protocol 3.1 |
scissors, Vannas | McKesson Medical-Surgical, San Francisco, CA | Miltex 2-130 | Capsulotomy scissors for dacryoadenectomy, protocol 5.1 & 5.2 |
scissors, Westcott tenotomy | McKesson Medical-Surgical, San Francisco, CA | Miltex 18-1480 | For removal of nictating membrane, protocol 2.7 |
sedation gas mask | DRE Veterinary, Louisville, KY | #1381 | Possible alternative sedation, protocol 4.7 |
surgical marking pen | Medical Action Industries, Arden, ND | REF 115 | Protocol 4.2 |
sutures, 5-0 Mersilene | Ethicon US, LLC | Ethylene terephthalate sutures, used for deep connective tissue closure, protocol 5.3.11 | |
sutures, Vicryl 6-0 | Ethicon US, LLC | Polyglactin 910 sutures, used for superficial muscle and skin closure, protocol 5.3.11 | |
syringe, 1 cc | BD, Franklin Lakes, NJ | ref 309659 | For injection of lidocaine/epinephrine, protocol 2.3 & 2.5 |
syringe, 5 cc | BD, Franklin Lakes, NJ | REF 309603 | For infiltration of incision sites; syringe and needle size are not critical, protocol 5.1 |
tissue forceps, 0.8mm Graefe | Roboz Surgical Store, Gaithersburg, MD | RS-5150 | Curved Weck forceps |
topical antibiotic ointment (neomycin, polymyxin, bacitracin, and hydrocortisone) | Bausch and Lomb, Tampa, FL | NDC 24208-785-55 | Applied after removal of nictating membrane, protocol 2.8, and for postprocedural care, protocol 6.1.2 |
ultrasound gel | Parker Laboratories, Inc., Fairfield, NJ | Aquasonic 100 | To ensure electrical contact with monopolar cautery plate, protocol 4.5 |
xylazine | Henry Schein Animal Health, Dublin, OH | NADA: 139-236 | 1 mg/kg, protocol 4.7 |