Intraoperativ nytta av Brilliant Blue g (Bbg) och Indocyanine Green (Icg) assisterad kromovitrectomy

Den mänskliga näthinnan är en ljuskänslig vävnad som kantar den inre ytan av det bakre segmentet av ögat. Det är en komplex, skiktad struktur som innehåller fotoreceptorerna och flera lager av neuroner. Korrekt näthinnefunktion kräver ett jämnt gränssnitt mellan näthinnan och den angränsande glaskroppen (glaskroppen), en gelatinös och transparent substans som upptar håligheten i det bakre ögonsegmentet. Det innersta av näthinnan, ett basalmembran som kallas Inner limiting membrane (ILM), representerar gränsen mellan näthinnan och glaskroppen. Överdriven kontakt mellan ILM och glaskroppen leder till vitreoretinal dragkraft och representerar en vanlig orsak till okulär patologi: Glaskroppen fäster vid ILM och skjuvkrafter överförs till näthinnan. Vitreoretinal dragkraft koncentreras kring Macula lutea, det lilla området i mitten av näthinnan som är ansvarigt för central syn. Det kan vara associerat med betydande synstörningar eftersom det skapar retinala veck, provocerar retinala ödem och epiretinala metaplastiska membran genom frigörandet av inflammatoriska budbärarämnen och kan i slutändan resultera i bildandet av makulära hål. Makulahål tenderar att leda till plötslig och ofta fullständig förlust av central syn.

Borttagning av glaskroppen (vitrectomi) kan förbättra den vitreoretinala dragkraften, men en fullständig lindring av dragkraften uppnås endast om ILM tas bort från näthinnan i området runt gula fläcken: I slutet av vitrektomi greppar kirurgen ILM med en finfinhet pincett och drar försiktigt bort den från de underliggande näthinnelagren. Denna procedur är extremt känslig, eftersom ILM är transparent, extremt tunn och i direkt kontakt med mycket sårbara retinala strukturer. Vitala färgämnen har använts för att göra ILM mer synligt och eftersom vissa färgämnen har beskrivits förbättra "greppet" av ILM under dess extraktion. Det vanligaste färgämnet, Indocyanine green (ICG) är inte godkänt för intravitreal användning och en diskussion om möjliga toxiska biverkningar pågår. Den godkända alternativa substansen Brilliant blue G används endast av en minoritet av vitreoretinalkirurger. Det är vår hypotes att ICG:s popularitet beror på överlägsen färgningskapacitet och en förstyvande effekt som kan göra ILM-borttagning lättare för kirurgen.

Det första målet med detta tvärvetenskapliga och translationella projekt, som integrerar medicinsk fysik, biomedicinsk ingenjörskonst, nanovetenskap, biokemi, neurobiologi, medicinsk bildanalys och klinisk oftalmologi är att bedöma och kvantifiera användbarheten av befintliga färgämnen när det gäller färgningsbeteende och deras inverkan på ILM. grepp". I ett andra steg kommer projektet att analysera hur nya applikationsprotokoll och introduktionen av nya komponenter till den molekylära strukturen av vitala färgämnen kan förbättra färgning såväl som "ILM-grepp" samtidigt som det garanterar gynnsamma toxicitetsprofiler Hypoteser

1. En roman "Heavy BBG" (BBG D2O) färgar ILM bättre än konventionella BBG. En ersättning av en del av vattenmolekylerna med deuteriumoxid (D20) i BBG-lösningsmedlet ökar färgämnets specifika vikt. Efter injektion i glaskroppen skulle detta nya preparat (BBG D2O) samlas på näthinnans yta, vilket ökar den lokala koncentrationen och näthinneexponeringen. Vi antar att denna förändring av BBG-molekylstrukturen kan förbättra färgningsegenskaperna utan att kompromissa med dess gynnsamma toxicitetsprofil. Denna nya BBG har redan introducerats av tillverkaren, men dess intraoperativa användbarhet har inte undersökts objektivt.
2. Användningen av intraoperativa ljusfilter förbättrar igenkännbarheten av kontrasterna som genereras av vitala färgämnen. De flesta endoillumineringsbelysningssystem är utrustade med ljusfilter, ursprungligen avsedda att minska intraoperativ ljustoxicitet. Anekdotiska rapporter från många kirurger indikerar dock att användningen av vissa filter förbättrar igenkännbarheten av den färgade ILM. Det gröna filtret anses vara särskilt användbart för detta ändamål. En systematisk analys av effekterna av ljusfilter på användbarheten av intravitreala färgämnen har hittills inte gjorts.
3. ICG och TB:s fotokemiska egenskaper förbättrar "ILM-greppet" genom en ILM-tvärbindningseffekt som resulterar i en förändring av ILM-materialegenskaperna. Vi förväntar oss ökad intraoperativ ILM-kompressions- och dragstyvhet och minskad ILM-tjocklek i atomkraftmikroskopiundersökningar, vilket förklarar varför många kirurger beskriver underlättad intraoperativ manipulation och extraktion av ILM. BBG är inte känt för att göra sig av med fotokemiska egenskaper och bör inte påverka ILM-materialegenskaper.
4. Nytt modifierat ICG-preparat färgas lika bra men är mindre giftigt. En förändring av molekylstrukturen på ett sådant sätt att ämnets fotokemiska egenskaper i stort sett skulle elimineras skulle kraftigt minska oxidativ stress och retinal toxicitet. Syntetisering av ett sådant preparat förbereds av vår grupp. Färgningsegenskaperna skiljer sig från originalpreparatet genom att absorptionsmaximumet förskjuts mot kortare våglängder och färgningseffekten är blåaktig snarare än grön. Ämnets affinitet till ILM dess färgningsstyrka och dess toxicitet har hittills inte studerats.