Офтальмол. журн. — 2014. — № 3. — С. 94-103.
УДК 617.747-089:616-076.4(048.8)
https://doi.org/10.31288/oftalmolzh2014394103
Physical Characteristics of the Internal Limiting Membrane and their Significance in Ocular Surgery and Beyond
Paul B. Henrich1; Christophe A. Monnier 2, Marko Loparic 2, Valmaggia C. 3, Lang C. 4, Philippe C. Cattin 4
1University Hospital Basel, Department of Ophthalmology, Basel (Switzerland);
2The University of Basel, Biozentrum and the Swiss Nanoscience Institute, Basel, (Switzerland);
3Department of Ophthalmology, Cantonal hospital, St. Gallen, (Switzerland)
4University of Basel, Medical Image Analysis Center, Basel, (Switzerland)
E-mail: Henzichp@uhbs.ch
Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, бриллиантовый синий 0, анализ цветности, хромовитрэктомия, индоцианин зеленый, внутренняя пограничная мембрана, трепановый синий,витальные красители.
Введение. Легкость и безопасность удаления внутренней пограничной мембраны (ВПМ) зависит от степени понимания ее физических характеристик.
Цель. Изучение внутренней пограничной мембраны, являющейся одной из наиболее доступных базальных мембран организма человека, будет способствовать расширению взглядов на строение базальных мембран в целом. Источники данных: Медлайн без языковых ограничений в течение марта 2014
Выбор данных: Обзор последних результатов исследований авторов и мировой литературы.
Заключение. Применение новых методов обследования, таких как хроматический анализ и атомносиловая микроскопия позволяют по-новому взглянуть на механические свойства внутренней пограничной мембраны. Хроматический анализ позволяет объективно оценить степень контрастности ВПМ при воздействии витальных красителей. Несмотря на отсутствие регистрации индоцианин зеленого, он обеспечивает лучшую визуализацию контрастности по сравнению с другими утвержденными красителями. Атомно-силовая микроскопия дает возможность изучать нативную ВПМ. Таким образом, исследовательской группе удалось соз¬дать обширную топографическую карту, включая структуру поверх¬ности, толщину и жесткость ВПМ. Было выявлено, что структура по¬верхности, жесткость и клеточная адгезия асимметричны между двумя противоположными поверхностями мебраны и подобная асимметрия мо¬жет быть воспроизведена для других базальных мембран глаза с помощью данной ультраструктурной модели базальной мембраны.
Ключові слова: атомно-силова мікроскопія, діамантовий синій О, аналіз кольоровості, хромовитрек-томія, індоцианін зелений, внутріш¬ня прикордонна мембрана, трипа-новий синій, вітальні барвники.
References
1.Bottos J. Vitreomacular traction syndrome / J. Bottos, J. Elizalde, J. Arevalo, E. Rodrigues, M. Maia // J Oph¬thalmic Vis Res — 2012. — Vol.7. — P.148-161.
2.Koerner F. Vitrectomy for macular pucker and vitreo¬macular traction syndrome / F. Koerner, J. Garweg // Doc Ophthalmol — 1999. — Vol.97. — P.449- 458.
3.Sayegh R. High-resolution optical coherence tomography after surgery for vitreomacular traction: a 2-year follow-up / R. Sayegh, M. Georgopoulos, W. Geitzenauer, C. Simad-er, et al. // Ophthalmology — 2010. P.117. — 2010- 2017.
4.Schmidt-Erfurth U. Three-dimensional ultrahigh-resolu-tion optical coherence tomography of macular diseases / U. Schmidt-Erfurth, R. Leitgeb, S. Michels, et al. // Invest Ophthalmol Vis Sci — 2005. — Vol.46. — P.3393-3402.
5.Puliafito C. Imaging of macular diseases with optical co¬herence tomography / C. Puliafito , M. Hee, C. Lin, et al. // Ophthalmology. — 1995. — Vol.102. P.217- 229.
6.Hikichi T. Course of vitreomacular traction syndrome / T. Hikichi, A. Yoshida, C. Trempe // Am J Ophthalmol — 1995. Vol.119. P.55-61.
7.Gregor Z. Surgery for idiopathic full-thickness macular holes / Z. Gregor // Eye (Lond) — 1996. — Vol.10. — P.685- 690.
8.Simpson A. Vitreomacular adhesion and neovascular age-related macular degeneration/A. Simpson , R. Petrarca, T. Jackson // Surv Ophthalmol — 2012. — Vol.57. — P.498-509.
9.Bressler N. Age-related macular degeneration is the lead¬ing cause of blindness / N. Bressler // Jama — 2004. — Vol.291. — P.1900- 1901.
10.Smiddy W. Vitrectomy for macular traction caused by in-complete vitreous separation / W. Smiddy , R. Michels, B. Glaser, S. Bustros // Arch Ophthalmol — 1988. —
Vol.106. — P.624- 628.
11.Schwatz S. Recognition ofvitreoschisis in proliferative diabetic retinopathy. A useful landmark in vitrectomy for diabetic traction retinal detachment / S. Schwatz, R. Alex¬ander, P. Hiscott, Z. Gregor // Ophthalmology — 1996. — Vol.103. — P.323-328.
12.Gandorfer A. Epiretinal pathology of vitreomacular trac¬tion syndrome / A. Gandorfer, M. Rohleder, A. Kampik // Br J Ophthalmol — 2002. — Vol.86. — P.902- 909.
13.Gandorfer A. Objective of Pharmacologic Vitreolysis / A. Gandorfer // Dev Ophthalmol — 2009. — Vol.44. — P.1-6.
14.Trese M. Prognostic criteria / M. Trese, D. Chandler, R. Machemer Macular pucker. I. // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol — 1983. — Vol.221. — P.12-15.
15.Kelly N. Vitreous surgery for idiopathic macular holes. Re¬sults of a pilot study / N. Kelly , R. Wendel // Arch Oph¬thalmol — 1991. — Vol.109. — P.654- 659.
16.Park D. W. Macular hole surgery with internal-limiting membrane peeling and intravitreous air / D. Park, J. Sip-perley, S. Sneed, P. Dugel, et al. // Ophthalmology — 1999. — Vol.106. — P.1392- 1397; discussion 1397- 1398.
17.Henrich P. Anatomical and functional outcome in brilliant blue G assisted chromovitrectomy / P. Henrich , C. Haritoglou, P. Meyer, et al.// Acta Ophthalmol — 2009. —Vol.23. — P.23.
18.Haritoglou C. Paracentral scotomata: a new finding after vitrectomy for idiopathic macular hole / C. Haritoglou, 0.Ehrt, C. Gass, N. Kristin, et al./ Br J Ophthalmol — 2001. — Vol.85. — P.231- 233.
19.Kadonosono K. Staining of internal limiting membrane in macular hole surgery / K. Kadonosono, N. Itoh, E. Uchio, S. Nakamura, et al.// Arch Ophthalmol — 2000. — Vol.118. — P.1116-1118.
20.Banker A. Vision-threatening complications of surgery for full-thickness macular holes. Vitrectomy for Macular Hole Study Group / A. Banker , W. Freeman, J. Kim, D. Mun-guia, et al. // Ophthalmology — 1997. — Vol.104. — P. 1442- 1452; discussion 1452- 1443.
21.Burk S. Indocyanine green-assisted peeling of the reti¬nal internal limiting membrane / S. Burk, A. Da Mata,
M. Snyder, R. Rosa, et al. // Ophthalmology — 2000. —
Vol.107. — P.2010- 2014.
22.Maguire A. Clinicopathologic correlation of recurrent epiretinal membranes after previous surgical removal / A. Maguire, W. Smiddy, S. Nanda, R. Michels, et al. // Retina — 1990. — Vol.10. — P.213-222.
23.Livingstone B. Retrospective study of macular holes treat¬ed with pars plana vitrectomy / B. Livingstone, R. Bourke // Aust N Z J Ophthalmol -1999. — Vol.27. — P.331- 341.
24.Lewis J. Diamond-dusted silicone cannula for epiretinal membrane separation during vitreous surgery / J. Lewis, 1.Park, M. Ohji, Y Saito, et al.// Am J Ophthalmol — 1997. — Vol.124. — P.552- 554.
25.Rodrigues E. Chromovitrectomy: a new field in vitreoretinal surgery / E. Rodrigues, C. Meyer, P. Kroll // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol -200З. — Vol.243. — P.291— 293.
26.Haritoglou C. Indocyanine green-assisted peeling of the internal limiting membrane in macular hole surgery affects visual outcome: a clinicopathologic correlation / C. Hari-toglou, A. Gandorfer, C. Gass, M. Schaumberger, et al.// Am J Ophthalmol — 2002. — Vol.134. — P.836— 841.
27.Iriyama A. Effects of indocyanine green on retinal gangli¬on cells / A. Iriyama, S. Uchida, Y. Yanagi, et al.// Invest Ophthalmol Vis Sci — 2004. — Vol^. — P.943— 947.
28.Maia M. Effects of indocyanine green injection on the retinal surface and into the subretinal space in rabbits / M. Maia, L. Kellner, E. Juan, et al.// Retina — 2004. —
Vol.24. — P.80—91.
29.Sato Y. Evaluation of indocyanine green toxicity to rat retinas / Y. Sato, H. Tomita, E. Sugano, H. Isago, et al.// Ophthalmologica — 2006. — Vol.220. — ЕШ—Ш.
30.Gandorfer A. Retinal damage from indocyanine green in experimental macular surgery / A. Gandorfer, C. Harito-glou, A. Gandorfer, A. Kampik //Invest Ophthalmol Vis Sci — 2003. — Vol.44. — P.316— 323.
31.Ando F. Optic nerve atrophy after vitrectomy with indo-cyanine green-assisted internal limiting membrane peeling in diffuse diabetic macular edema. Adverse effect of ICG-assisted ILM peeling. Optic nerve atrophy after vitrectomy with indocyanine green-assisted internal limiting mem¬brane peeling in diffuse diabetic macular edema. Adverse effect of ICG-assisted ILM peeling./ F. Ando, O. Yasui, H. Hirose, N. Ohba // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol — 2004. — Vol.242. — P.995- 999.
32.Hisatomi T. Staining ability and biocompatibility of bril¬liant blue G: preclinical study of brilliant blue G as an adjunct for capsular staining / T. Hisatomi, H. Enaida, H. Matsumoto, et al. // Arch Ophthalmol — 2006. — Vol.124. — P^M^W.
33.Enaida H. Preclinical investigation of internal limiting membrane staining and peeling using intravitreal brilliant blue G / H. Enaida, T. Hisatomi, Y. Goto, et al.// Reti¬na — 2006. — Vol.26. — P.623— 630.
34.Enaida H. Brilliant blue G selectively stains the internal limiting membrane/brilliant blue G-assisted membrane peeling / H. Enaida, T. Hisatomi, Y. Hata, et al.// Reti¬na — 2006. — Vol.26. — P.631— 636.
3З. Henrich P. Quantification of Contrast Recognizability during Brilliant Blue G- and Indocyanine Green-Assisted Chromovitrectomy / P. Henrich, S. Priglinger, C. Hari-toglou, et al. // Invest Ophthalmol Vis Sci — 2011. — Vol^. — P.4345- 4349.
36.Macadam D. Visual Sensitivities to Color Differences in Daylight / D. Macadam // Journal of the OPTICAL SO¬CIETY of AMERICA — 1942. — Vol.32. — P.247— 273.
37.Logvinenko A. An object-color space / A. Logvinenko// J Vis — 2009. — Vol^. — P.1—23.
38.Kadonosono K. Internal limiting membrane contrast after staining with indocyanine green and brilliant blue g during macular surgery / K. Kadonosono, A. Arakawa, M. Inoue, et al. //Retina — 2013. — Vol.11. — P.11.
39.Meyer C. Trypan blue has a high affinity to cellular structures such as epiretinal membrane / C. Meyer , E. Rodrigues, P. Kroll // Am J Ophthalmol — 2004. — Vol.137. — P.207— 208.
40.Perrier M. Epiretinal membrane surgery assisted by try-pan blue / M. Perrier, M. Sebag // Am J Ophthalmol — 2003. — Vol.^. — P.909— 911.
41.Zhao F. Epiretinal cell proliferation in macular pucker and vitreomacular traction syndrome: analysis of flat-mounted in-ternal limiting membrane specimens / F. Zhao, A. Gandorfer, C.Haritoglou, et al. // Retina — 2013. — Vol.33. — P.77— 88.
42.Melles G. Trypan blue capsule staining to visualize the capsulorhexis in cataract surgery / G. Melles, P. Waard, J. Pameyer, W. Houdijn Beekhuis // J Cataract Refract Surg — 1999. — Vol^. — P.7—9.
43.Li K. Double peel using triamcinolone acetonide and trypan blue in the management of myopic macular hole with reti¬nal detachment: a case-control study / K. Li, E. Tang, P. Li,
D.Wong // Clin Experiment Ophthalmol — 2010. — P.24.
44.Li K. Trypan blue staining of internal limiting membrane and epiretinal membrane during vitrectomy: visual re¬sults and histopathological findings / K. Li, D. Wong, P. Hiscott, P. Stanga, et al. // Br J Ophthalmol — 2003. —
Vol.87. — P.216—219. 4З. Lee K. A comparison of outcomes after indocyanine green and trypan blue assisted internal limiting membrane peel¬ing during macular hole surgery / K. Lee, S. Dean, S. Guest // Br J Ophthalmol — 200З. — Vol.89. — P.420— 424.
46.Perrier M. Trypan blue-assisted peeling of the internal limiting membrane during macular hole surgery / M. Per-rier, M. Sebag // Am J Ophthalmol — 2003. — Vol.^. — P.903- 905.
47.Teba F. Trypan blue staining in vitreoretinal surgery / F. Teba , A. Mohr, C. Eckardt, et al. // Ophthalmology — 2003. — Vol.110. — P.2409— 2412.
48.Henrich P. Quantification of Contrast Recognizability in Sequential Epiretinal membrane Removal and Internal limiting membrane Peeling in Trypan blue-assisted Macu-lar Surgery / P. Henrich , C. Haritoglou, R. Schumann, R. Strauss, et al. // Retina — 2012.
49.Schumann R. Sequential epiretinal membrane removal with internal limiting membrane peeling in brilliant blue G-assisted macular surgery / R. Schumann, A. Gandorfer, K. Eibl, P. Henrich, et al. // Br J Ophthalmol. — 1369. — Vol.94. — P.1369— 1372.
30.Rodrigues E. Trypan blue stains the epiretinal membrane but not the internal limiting membrane / E. Rodrigues, C. Meyer, J. Schmidt, P. Kroll // Br J Ophthalmol. — 2003. — Vol.87. — P.1431— 1432.
31.Farah M. Current concepts of trypan blue in chromov-itrectomy / M. Farah, M. Maia, B. Furlani, et al.// Dev Ophthalmol. — 2008. — Vol.42. — P.91—100.
32.Veckeneer M. Novel 'heavy' dyes for retinal membrane staining during macular surgery: multicenter clinical as¬sessment / M. Veckeneer, A. Mohr, E. Alharthi, et al.// Acta Ophthalmol. — 2013. — Vol.12. — P.208.
33.Luke C. Effects of patent blue on human retinal function / C. Luke, M. Luke, W. Sickel, T. Schneider // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. — 2006. — Vol.244. — P.1188— 1190.
34.Dib E. Vital dyes in chromovitrectomy / E. Dib , E. Ro-drigues, M. Maia, et al. // Arq Bras Oftalmol. — 2009. — Vol.72. — P.845- 850.
ЗЗ. Balaiya S. Comparative in vitro safety analysis of dyes for chromovitrectomy: indocyanine green, brilliant blue green, bromophenol blue, and infracyanine green / S. Balaiya, V. Brar, R. Murthy, K. Chalam // Retina. —
2011. — Vol.31. — P.1128— 1136. З6. Haritoglou C. Experimental evaluation of aniline and methyl blue for intraocular surgery / C. Haritoglou, S. Priglinger, R. Liegl, et al. // Retina. — 2009. — Vol.29. — P.1266— 1273.
57.Kushner D. Pharmacological uses and perspectives of heavy water and deuterated compounds / D. Kushner, A. Baker, T. Dunstall // Can J Physiol Pharmacol. — 1999. — Vol.77. — P.79- 88.
58.Gerding H. Intravital staining of the internal limiting membrane with a novel heavy solution of brilliant blue G / H. Gerding, M. Timmermann, U. Thelen // Klin Monbl Augenheilkd. — 2011. — Vol.228. — P.298- 301.
59.Haritoglou C. Heavy brilliant blue G for internal limit¬ing membrane staining / C. Haritoglou, R. Schumann, A. Kampik, A. Gandorfer // Retina. — 2011. — Vol.31. — P.405- 407.
60.Henrich P. Contrast recognizability during brilliant blue G — and heavier-than-water brilliant blue G-assisted chromovitrectomy: a quantitative analysis / P. Henrich, C. Valmaggia, C. Lang, et al. // Acta Ophthalmol. — 2012. — Vol.20. — P.12005.
61.Rosenblum Y Spectral filters in low-vision correction / Y. Rosenblum , P. Zak, M. Ostrovsky, et al. // Ophthalmic Physiol Opt. — 2000. — Vol.20. — P.335-341.
62.Biesen P. Endoillumination during vitrectomy and photo¬toxicity thresholds / P. Biesen, T. Berenschot, R. Verdaas-donk, H. Weelden, et al.// Br J Ophthalmol. — 2000. — Vol.84. — P.1372-1375.
63.Kraushar M. Monochromatic endoillumination for epimac-ular membrane surgery / M. Kraushar, M. Harris, P. Morse // Ophthalmic Surg. — 1989. Vol.20. — P.508- 510.
64.Henrich P. Influence of Endoilluminator Spectral Fil¬ters on Contrast Recognisability During Brilliant Blue G Assisted Chromovitrectomy. A Quantitative Analysis / P. Henrich, C. Valmaggia, C. Lang, S. Priglinger // Acta Ophthalmol. — 2012.
65.Henrich P. Nanoscale topographic and biomechani-cal studies of the human internal limiting / P. Henrich,
C.Monnier, C. Monnier, W. Halfter, et al. // Invest Oph-thalmol Vis Sci. — 2012. — Vol.53. — P.2561- 2570.
66.Wollensak G. Biomechanical changes in the anterior lens capsule after trypan blue staining / G. Wollensak , E. Sporl, D.Pham // J Cataract Refract Surg — 2004. — Vol.30. — P.1526-1530.
67.Balasubramani M. / Molecular interactions in the retinal basement membrane system: a proteomic approach // M. Balasubramani, E. Schreiber, J. Candiello, G. Balasu-bramani // Matrix Biol. — Vol.29. — P.471- 483.
68.Erickson A. Still more complexity in mammalian basement membranes / A. Erickson, J. Couchman // J Histochem Cytochem. — 2000. — Vol.48. — P.1291-1306.
69.Candiello J. Age-dependent changes in the structure, composition and biophysical properties of a human basement membrane // J. Candiello, G. Cole, W. Halfter // Matrix Biol. — Vol.29. — P.402-410.
70.Halfter W. Regulation of eye size by the retinal base¬ment membrane and vitreous body / W. Halfter, U. Win-zen, P. Bishop, A. Eller // Invest Ophthalmol Vis Sci. — 2006. — Vol.47. — P.3586-3594.
71.Hogan M. The Vitreous, Its Structure, and Relation to the Ciliary Body and Retina. Proctor Award Lecture / M. Hogan // Invest Ophthalmol. — 1963. — Vol.2. — P.418-445.
72.Fine B. Limiting membranes of the sensory retina and pig¬ment epithelium. An electron microscopic study / B. Fine // Arch Ophthalmol. — 1961. — Vol.66. — P.847-860.
73.Foos R. Vitreoretinal juncture; topographical variations / R. Foos // Invest Ophthalmol. — 1972. Vol.11. — P.801- 808.
74.Plodinec M. Atomic force microscopy for biological imag¬ing and mechanical testing across length scales / M. Plo-dinec , M. Loparic, U. Aebi // Cold Spring Harb Protoc. — 2010:pdb top86.
75.Plodinec M. Force Microscopy for Biological Imaging and Mechanical Testing across Length Scales, in Live Cell Im¬aging: A laboratory manual / M. Plodinec, U. Aebi // Cold Spring Harbor Laboratory Press. — 2010.
76.Binnig G. Atomic force microscope / G. Binnig , C. Quate, C.Gerber // Phys Rev Lett. — 1986. — Vol.56. — P.930- 933.
77.Last J. The applications of atomic force microscopy to vision science / J. Last, P. Russell, P. Nealey., C. Murphy // Invest Ophthalmol Vis Sci. — Vol.51. — P.6083- 6094.
78.Wollensak G. Influence of indocyanine green staining on the biomechanical strength of porcine internal limit¬ing membrane / G. Wollensak, E. Spoerl, C. Wirbelauer, D.Pham // Ophthalmologica. — 2004. — Vol.218. — P.278-282.
79.Haritoglou C. Vital dyes increase lens capsule stiffness / C. Haritoglou, R. Schumann, P. Henrich, A. Wolf, et al.// J Cataract Refract Surg. — 2013.
80.Candiello J. Age-dependent changes in the structure, composition and biophysical properties of a human base¬ment membrane / J. Candiello, G. Cole, W. Halfter// Matrix Biol. — 010. — Vol.29. — P.402- 410.
81.Yurchenco P. Developmental and pathogenic mechanisms of basement membrane assembly / P. Yurchenco , B. Pat-ton // Curr Pharm Des. — 2009. — Vol.15. — P.1277- 1294.
82.Halfter W. The bi-functional organization of human base¬ment membranes / W. Halfter, C. Monnier, D. Muller, et al.// PLoS One. — 2013. — Vol.8.