Biomecánica de las células endoteliales de la pared interna de la JCT y SC con su membrana basal utilizando microscopía electrónica de barrido en serie en 3D
Autores: Karimi, Alireza; Razaghi, Reza; Kelley, Mary J.; Acott, Ted S.; Gong, Haiyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Biomecánica de las células endoteliales de la pared interna de la JCT y SC con su membrana basal utilizando microscopía electrónica de barrido en serie en 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Humor acuoso
Malla trabecular
Canal de Schlemm
Presión intraocular
Interacción fluido-estructura
Resistencia al flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Antecedentes: Más del ~70% del humor acuoso sale del ojo a través de la vía de salida acuosa convencional que está compuesta por la malla trabecular (TM), el tejido yuxtacanalicular (JCT) y el endotelio de la pared interna del canal de Schlemm (SC). La resistencia al flujo en la membrana basal de la pared interna de JCT y SC se considera que juega un papel importante en la regulación de la presión intraocular (PIO) en el ojo, pero las técnicas de imagen actuales no proporcionan suficiente información sobre la mecánica de estos tejidos o del humor acuoso en esta área. Métodos: Se fijó mediante perfusión un ojo humano normal y se disecó una cuña radial del tejido de TM de una región de alto flujo. Luego, los tejidos se cortaron en rodajas e imagenes utilizando microscopía electrónica de barrido en serie de bloque. Se seleccionaron rebanadas de estas imágenes y se segmentaron para crear un modelo de elementos finitos 3D de las células de JCT y SC con una membrana basal de pared interna. El humor acuoso se utilizó para reemplazar los espacios intertrabeculares, poros y vacuolas gigantes, y se empleó la interacción fluido-estructura para acoplar el movimiento de los tejidos con el humor acuoso. Resultados: Se observaron mayores tensiones de tracción (0.8 kPa) y deformaciones (25%) en la membrana basal debajo de las vacuolas gigantes con poros abiertos. La tensión de corte promedio volumétrica de la pared fue mayor en SC que en JCT/SC. A medida que el humor acuoso se acercaba a la membrana basal de la pared interna de SC, la velocidad del flujo disminuía, lo que resultaba en la formación de pequeños remolinos inmediatamente después de que el flujo abandonaba la pared interna. Conclusiones: Mejorar el modelado de SC y JCT puede mejorar nuestra comprensión de la resistencia al flujo y al embudo. La microscopía electrónica de barrido en serie de bloque con interacción fluido-estructura puede lograr esto, y los patrones de flujo microsegmentales observados en ojos humanos perfundidos ex vivo sugieren un mecanismo hipotético.
Descripción
Antecedentes: Más del ~70% del humor acuoso sale del ojo a través de la vía de salida acuosa convencional que está compuesta por la malla trabecular (TM), el tejido yuxtacanalicular (JCT) y el endotelio de la pared interna del canal de Schlemm (SC). La resistencia al flujo en la membrana basal de la pared interna de JCT y SC se considera que juega un papel importante en la regulación de la presión intraocular (PIO) en el ojo, pero las técnicas de imagen actuales no proporcionan suficiente información sobre la mecánica de estos tejidos o del humor acuoso en esta área. Métodos: Se fijó mediante perfusión un ojo humano normal y se disecó una cuña radial del tejido de TM de una región de alto flujo. Luego, los tejidos se cortaron en rodajas e imagenes utilizando microscopía electrónica de barrido en serie de bloque. Se seleccionaron rebanadas de estas imágenes y se segmentaron para crear un modelo de elementos finitos 3D de las células de JCT y SC con una membrana basal de pared interna. El humor acuoso se utilizó para reemplazar los espacios intertrabeculares, poros y vacuolas gigantes, y se empleó la interacción fluido-estructura para acoplar el movimiento de los tejidos con el humor acuoso. Resultados: Se observaron mayores tensiones de tracción (0.8 kPa) y deformaciones (25%) en la membrana basal debajo de las vacuolas gigantes con poros abiertos. La tensión de corte promedio volumétrica de la pared fue mayor en SC que en JCT/SC. A medida que el humor acuoso se acercaba a la membrana basal de la pared interna de SC, la velocidad del flujo disminuía, lo que resultaba en la formación de pequeños remolinos inmediatamente después de que el flujo abandonaba la pared interna. Conclusiones: Mejorar el modelado de SC y JCT puede mejorar nuestra comprensión de la resistencia al flujo y al embudo. La microscopía electrónica de barrido en serie de bloque con interacción fluido-estructura puede lograr esto, y los patrones de flujo microsegmentales observados en ojos humanos perfundidos ex vivo sugieren un mecanismo hipotético.