This work was supported by National Eye Institute Grant R01 EY017724 (VMF) and National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases Grant K99 AR066534 (DSG).

تم تنفيذ كافة الإجراءات الحيوانية وفقا للتوصيات الواردة في دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية من قبل المعاهد الوطنية للصحة وبموجب البروتوكول الذي وافقت عليه لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي في معهد سكريبس للأبحاث. 1. عدسة تشريح <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الموت ببطء الفئران وفقا لتوصيات في المعاهد الوطنية للصحة &quot;دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية&quot; وافق بروتوكولات استخدام مؤسسة الحيوان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استأصل العين من الفئران باستخدام ملقط المنحنية. خفض الأنسجة حول العين مع ملقط لجعل العين من مأخذ، ثم نتف العين من مأخذ مع ملقط. نقل العيون العذبة 1X الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) في طبق تشريح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع العصب البصري وعلى مقربة من مقلة العين وقت ممكن. بلطف وعناية إدراج ملاقط غرامة على التوالي في مقلة العين من خلال وهر حفرةالبريد مخارج العصب البصري الخلفي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل بعناية شق مع مقص في مقلة العين من الخلفية إلى حافة القرنية. العدسات القوارض تحتل ~ 30٪ من العين. جعل هذه الشقوق بعناية، وعدم إدراج الملقط أو المقص عميق جدا داخل العين لتجنب حدوث تلف العدسة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع على طول التقاطع بين القرنية والصلبة على الأقل نصف الطريق حول مقلة العين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> دفع بلطف على القرنية لإزالة العدسة من العين من خلال افتتاح المحرز في خطوات 1.4 و 1.5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام غرامة ملقط غيض مباشرة لإزالة بعناية أي الحطام الكبيرة التي لا تزال تعلق على العدسة. تفقد البصر عدسة عن أي ضرر قبل الانتقال إلى قياسات صلابة. </li></ol> 2. قياس صلابة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وزن لا يقل عن 10 coverslips من المربع نفسه باستخدام الميزان التحليلي. العثور على متوسط ​​وزن لل coverslips. من أجل التناسق، استخدم نفس مربع من coverslips لجميع التجارب. قبل الرطبلل coverslips والزاوية اليمنى مرآة في برنامج تلفزيوني 1X في درجة حرارة الغرفة لمدة 2 ساعة على الأقل قبل بدء التجارب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملء غرفة القياس (انظر الشكل 1) مع 65-75 مل من برنامج تلفزيوني 1X. وجاء في غرفة القياس من زجاجي من قبل آلة متجر في المنزل، وقدمت ديفوتس في الغرفة عن طريق الحفر الصحافة لتعيين العمق المطلوب مع مثقاب المناسب. لا تزال عدسات شفافة في برنامج تلفزيوني 1X في درجة حرارة الغرفة لمدة الاختبارات الميكانيكية. </li></ol><img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/53986/53986fig1.jpg" /> الشكل 1: تصلب غرفة القياس صورة تظهر أبعاد غرفة قياس صلابة حسب الطلب مع مجموعة متنوعة من ديفوتس من أعماق وأشكال مختلفة. وتستخدم ديفوتس الجولة التي هي 200 ميكرون أو 300 ميكرون عميقة (السهام الصفراء) لقياسات العدسات الماوس. ديفوتس هي 2 ملم وقطرها 13 ~- 14 ملم من على حافة الغرفة <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53986/53986fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مرآة الزاوية اليمنى الى داخل القاعة على مسافة ثابتة من ديفت التي سيتم استخدامها لعقد العدسة. تأكد من أن المرآة لا تتحرك أثناء التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل العدسات تشريح لغرفة القياس بدقة مع الاستيلاء على ملقط أو ملقط منحنية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التقاط صورة من أعلى إلى ضوء عدسة المفرغة من النفقات العامة مباشرة. خذ الماوس صور عدسة في 30X التكبير مع إضاءة من تشريح المجهر (القاع) ومصدر ضوء الألياف البصرية على الجانبين الأيمن والأيسر. تعيين امدادات الطاقة الألياف البصرية إلى 80٪ من الحد الأقصى لشدة الضوء. ضبط الانتاج امدادات الطاقة على أساس الإضاءة المحيطة، وتفضيلات المستخدم وجودة الصورة حسب الحاجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التقاط صورة جانبية نظرا لعدسة المفرغة، وهو ما يمكن ملاحظته من خلال ريمرآة GHT الزاوية. إذا لم يتم معايرة الكاميرا، التقاط صورة من حافة المرآة في التركيز. حافة المرآة هي 5 ملم طويلة، ويمكن في وقت لاحق هذا القياس أن تستخدم لتحديد بكسل / مم، ويكون بمثابة شريط النطاق في الصور. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان العدسة في ديفت، وتؤكد أن عدسة يجلس بشكل آمن ومباشرة في ديفت. التقاط صورة للعدسة قبل التحميل. العدسة يجب أن يستريح في ديفت على الأمامي، أو القطب الخلفي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع 1 ساترة بلطف على العدسة. الانتظار 2 دقيقة للسماح للزحف، وتأخذ صورة جانبية رأي آخر من عدسة المحملة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> متابعة إضافة coverslips كما في الخطوة 2.8 واتخاذ جنبا عرض الصور بعد إضافة كل ساترة كما في الخطوة 2.8 حتى يتم تطبيق ما مجموعه 10 coverslips. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة جميع coverslips. الانتظار 2 دقيقة، والتقاط صورة جانبية نظرا للعدسة (داخل وخارج ديفت) بعد إزالة كافة coverslips. </li></ol> قياس 3. عدسة نواة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لdetermالمعهد الوطني للإحصاء حجم نواة العدسة، وتحريك العدسة لطبق بيتري نظيفة مليئة برنامج تلفزيوني 1X. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> decapsulate بلطف العدسة باستخدام ملقط غرامة على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنصل من خلايا الألياف القشرية من قبل المتداول العدسة بين أصابع القفاز. فإن عدسة النواة المتبقية يشعر وكأنه الرخام الصلب. استخدام هذا الإجراء لعزل نواة على العدسات الكبار ابتداء من الساعة 1 شهر من العمر. منذ نواة معزولة هي هيئة جامدة، وإجراء مزيد من التجارب الميكانيكية للنواة العدسة لا يمكن القيام بها باستخدام هذه الطريقة الموصوفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف بلطف نواة العدسة في برنامج تلفزيوني 1X في طبق بيتري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع نواة العدسة مرة أخرى إلى غرفة القياس (وليس في ديفت)، والتقاط صورة للنواة العدسة من خلال مرآة الزاوية اليمنى. </li></ol><img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/53986/53986fig2.jpg" /> الشكل 2: والعدسات الماوس مضغوط بواسطة Coverslips (A) تخطيطي و (ب) صورة من السابقينالإعداد perimental تظهر عدسة الماوس القديمة 2-أشهر في ديفت 200 ميكرون العميقة في غرفة قياس مليئة برنامج تلفزيوني 1X. استخدمت مرآة زاوية الحق وكاميرا رقمية محمولة على المجهر تشريح لجمع الصور من عدسة خلال ضغط من قبل coverslips. (C) صور وجهات النظر السهمي من عدسة من نوع البرية القديمة 2-أشهر ضغطها أعداد coverslips زيادة تباعا توفير البيانات الخام لقياس أقطار المحورية والاستوائية وحساب سلالات المحورية والاستوائية خلال القائم على ساترة اختبار ضغط. يمكن في بعض الأحيان أن ينظر إلى انعكاس العدسة في لل coverslips (الأكثر وضوحا بشكل واضح في الصورة 1 ساترة). عند إجراء القياسات، تجاهل التفكير وقياس لقمة العدسة. (D) صور وجهات النظر السهمي من العمر 2-أشهر من النوع البري عدسة بعد ضغط وعدسة نواة معزولة. عدسة بعد ضغط ونواة معزولة يجلسون خارج ديفت. الحانات الحجم، 1 مم. تم تعديل هذا الرقم من Gokhفي، وآخرون. بلوس واحد، 2012 19. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/53986/53986fig2large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> تحليل 4. صورة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس أقطار الاستوائية والمحورية من العدسات قبل التحميل وبعد كل خطوة التحميل باستخدام يماغيج أو برامج مماثلة. قياس قطر كل نواة العدسة. نواة عدسة كروية تقريبا حتى قياس في أي اتجاه سوف تكفي 19،21. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصحيح العدسة المحورية أقطار عن طريق إضافة عمق ديفت المستخدمة. في غرفة القياس، حجب ديفت 200 ميكرون (العدسات القديمة 2-الشهر الماوس) أو 300 ميكرون (العدسات الماوس عمرها 4 أشهر وعمرها 8 أشهر) من سمك المحوري للعدسة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب محوري وسلالات الاستوائية من القياسات عدسة قطرها باستخدام المعادلة، ε = (د - د 0) / د 0، حيث ε هو سلالة، د هو محوري أو البريدقطر quatorial في حمولة معينة، ود 0 هو المقابلة قطر المحوري أو الاستوائي في حمولة الصفر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم محوري وسلالات الاستوائية وظائف من الحمل المفروض (في ملغ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم محوري، الاستوائية وبأقطار النووية. حساب ورسم نسبة الارتفاع عدسة بقسمة قطر المحوري بواسطة قطر الاستوائية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب ورسم حجم العدسة باستخدام المعادلة، وحجم = 4/3 × π × ص ض 2 × ص A، حيث r E هو الاستوائية دائرة نصف قطرها وص A هو دائرة نصف قطرها المحوري تقاس من صورة التي مأخوذة في الخطوة 2.6. تفترض هذه المعادلة العدسة هو كروي مفلطح (الإهليلجي) 1،22. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب ورسم حجم النووي باستخدام المعادلة، وحجم = 4/3 × π × ص N 3، حيث r N هو نصف قطر نواة العدسة كما تقاس من صورة التي مأخوذة في الخطوة 3.5. تفترض هذه المعادلة ط عدسة نواةسا المجال 19،21. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب ورسم جزء النووي الذي يشكل نسبة حجم النووي لحجم العدسة. </li></ol>

<ol>
	<li>Lovicu, F. J., Robinson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development of the ocular lens. , (2004).</li><li>Piatigorsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lens+differentiation+in+vertebrates.+A+review+of+cellular+and+molecular+features.">Lens differentiation in vertebrates. A review of cellular and molecular features.</a> Differentiation. 19 (3), 134-153 (1981).</li><li>Glasser, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+accommodation:+surgical+options+for+correction+of+presbyopia.">Restoration of accommodation: surgical options for correction of presbyopia.</a> Clin Exp Optom. 91 (3), 279-295 (2008).</li><li>Keeney, A. H., Hagman, R. E., Fratello, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dictionary of ophthalmic optics. , (1995).</li><li>Millodot, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Dictionary of optometry and visual science. 7, (2009).</li><li>Heys, K. R., Cram, S. L., Truscott, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massive+increase+in+the+stiffness+of+the+human+lens+nucleus+with+age:+the+basis+for+presbyopia.">Massive increase in the stiffness of the human lens nucleus with age: the basis for presbyopia.</a> Mol Vis. 10, 956-963 (2004).</li><li>Heys, K. R., Friedrich, M. G., Truscott, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presbyopia+and+heat:+changes+associated+with+aging+of+the+human+lens+suggest+a+functional+role+for+the+small+heat+shock+protein,+alpha-crystallin,+in+maintaining+lens+flexibility.">Presbyopia and heat: changes associated with aging of the human lens suggest a functional role for the small heat shock protein, alpha-crystallin, in maintaining lens flexibility.</a> Aging Cell. 6 (6), 807-815 (2007).</li><li>Pierscionek, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+response+of+human+lenses+to+stretching+forces.">Age-related response of human lenses to stretching forces.</a> Exp Eye Res. 60 (3), 325-332 (1995).</li><li>Glasser, A., Biometric Campbell, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=optical+and+physical+changes+in+the+isolated+human+crystalline+lens+with+age+in+relation+to+presbyopia.">optical and physical changes in the isolated human crystalline lens with age in relation to presbyopia.</a> Vision Res. 39 (11), 1991-2015 (1999).</li><li>Weeber, H. A., van der Heijde, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+relationship+between+lens+stiffness+and+accommodative+amplitude.">On the relationship between lens stiffness and accommodative amplitude.</a> Exp Eye Res. 85 (5), 602-607 (2007).</li><li>Weeber, H. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+mechanical+properties+of+human+lenses.">Dynamic mechanical properties of human lenses.</a> Exp Eye Res. 80 (3), 425-434 (2005).</li><li>Fisher, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+properties+of+the+human+lens.">Elastic properties of the human lens.</a> Exp Eye Res. 11 (1), 143 (1971).</li><li>Krueger, R. R., Sun, X. K., Stroh, J., Myers, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+increase+in+accommodative+potential+after+neodymium:+yttrium-aluminum-garnet+laser+photodisruption+of+paired+cadaver+lenses.">Experimental increase in accommodative potential after neodymium: yttrium-aluminum-garnet laser photodisruption of paired cadaver lenses.</a> Ophthalmology. 108 (11), 2122-2129 (2001).</li><li>Burd, H. J., Wilde, G. S., Judge, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+spinning+lens+test+to+determine+the+stiffness+of+the+human+lens.">An improved spinning lens test to determine the stiffness of the human lens.</a> Exp Eye Res. 92 (1), 28-39 (2011).</li><li>Glasser, A., Campbell, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presbyopia+and+the+optical+changes+in+the+human+crystalline+lens+with+age.">Presbyopia and the optical changes in the human crystalline lens with age.</a> Vision Res. 38 (2), 209-229 (1998).</li><li>Pau, H., Kranz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+increasing+sclerosis+of+the+human+lens+with+age+and+its+relevance+to+accommodation+and+presbyopia.">The increasing sclerosis of the human lens with age and its relevance to accommodation and presbyopia.</a> Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 229 (3), 294-296 (1991).</li><li>Hollman, K. W., O'Donnell, M., Erpelding, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+elasticity+in+human+lenses+using+bubble-based+acoustic+radiation+force.">Mapping elasticity in human lenses using bubble-based acoustic radiation force.</a> Exp Eye Res. 85 (6), 890-893 (2007).</li><li>Baradia, H., Nikahd, N., Glasser, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+lens+stiffness+measurements.">Mouse lens stiffness measurements.</a> Exp Eye Res. 91 (2), 300-307 (2010).</li><li>Gokhin, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tmod1+and+CP49+synergize+to+control+the+fiber+cell+geometry,+transparency,+and+mechanical+stiffness+of+the+mouse+lens.">Tmod1 and CP49 synergize to control the fiber cell geometry, transparency, and mechanical stiffness of the mouse lens.</a> PLoS One. 7 (11), e48734 (2012).</li><li>Sindhu Kumari, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+Aquaporin+0+in+lens+biomechanics.">Role of Aquaporin 0 in lens biomechanics.</a> Biochem Biophys Res Commun. , (2015).</li><li>Fudge, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intermediate+filaments+regulate+tissue+size+and+stiffness+in+the+murine+lens.">Intermediate filaments regulate tissue size and stiffness in the murine lens.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 52 (6), 3860-3867 (2011).</li><li>Kuszak, J. R., Mazurkiewicz, M., Zoltoski, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer+modeling+of+secondary+fiber+development+and+growth:+I.+Nonprimate+lenses.">Computer modeling of secondary fiber development and growth: I. Nonprimate lenses.</a> Mol Vis. 12, 251-270 (2006).</li><li>Scarcelli, G., Kim, P., Yun, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+measurement+of+age-related+stiffening+in+the+crystalline+lens+by+Brillouin+optical+microscopy.">In vivo measurement of age-related stiffening in the crystalline lens by Brillouin optical microscopy.</a> Biophys J. 101 (6), 1539-1545 (2011).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

هناك العديد من الاعتبارات الرئيسية عند استخدام هذه الطريقة لقياس عدسة صلابة. أولا، يتم تطبيق لل coverslips إلى عدسة بزاوية مائلة قليلا (8-8،5 درجة) فيما يتعلق السفلي من الغرفة (θ). وهذا ينطبق على عنصر صغير جدا من الحمل استوائيا بدلا من محوريا. ومع ذلك، يعتبر هذا الحمل الاستوا?...

The lens is a transparent and avascular organ in the anterior chamber of the eye that is responsible for fine focusing of light onto the retina. A clear basement membrane, called the lens capsule, surrounds a bulk of elongated fiber cells covered by an anterior monolayer of epithelial cells1,2. Life-long growth of the lens depends on the continuous proliferation and differentiation of epithelial cells at the lens equator into new fiber cells that are added onto previous generations of fiber cells in a concentric manner2. Over time, lens fiber cells undergo compaction, resulting in a rigid center in the middle of the lens called the nucleus1. Accommodation, defined as a dioptric change in the optical power of the eye, occurs in humans when the ciliary muscles contract to deform the lens and allow a true increase in optical power to focus on near objects3-5. In the unaccommodated eye, the lens is held in a relatively flattened state due to tension from zonular fibers. When the ciliary muscles contract, the tension on the lens is released, leading to decreased lens equatorial diameter and increased axial thickness. Age-related changes in the lens cause presbyopia, a progressive loss of lens accommodation, which leads to the need for reading glasses. 
Several studies have linked presbyopia to age-related increase in the intrinsic stiffness of the lens6-11. Stiffness is defined as the resistance of an elastic object to deform under applied load. A variety of methods have been used to examine stiffness of human lenses, including spin compression12-14, actuator compression15, probe indentation16, dynamic mechanical analysis 6,10 and bubble-based acoustic radiation force17. While mouse lenses do not accommodate or develop presbyopia, mouse models for lens pathologies are valuable tools because mice are less expensive than larger animals, well characterized genetically and undergo accelerated age-related changes due to rapid aging. A handful of studies have examined mouse lens stiffness with compression methods and demonstrated changes in lens stiffness due to aging or targeted genetic disruptions18-21. Thus, mouse lenses are good models for studying age-related changes in lens stiffness. 
This protocol describes a simple and inexpensive, yet precise and reproducible, compression method for determining mouse lens stiffness based on application of glass coverslips onto the lens in conjunction with photographing the lens through a dissection microscope and mirror. This method yields robust strain and morphometric data with an easily fabricated and assembled apparatus. The representative results confirm that mouse lenses increase in stiffness with age.

<table><tbody><tr><td>Fine tip straight forceps</td><td>Fine Scientific Tools</td><td>11252-40</td><td></td></tr><tr><td>Microdissection scissors, straight edge</td><td>Fine Scientific Tools</td><td>15000-00</td><td></td></tr><tr><td>Curved forceps</td><td>Fine Scientific Tools</td><td>11272-40</td><td></td></tr><tr><td>Seizing forceps</td><td>Hammacher</td><td>HSC 702-93</td><td>Optional</td></tr><tr><td>Dissection dish</td><td>Fisher Scientific</td><td>12565154</td><td></td></tr><tr><td>60 mm Petri dish</td><td>Fisher Scientific</td><td>0875713A</td><td></td></tr><tr><td>1x phosphate buffered saline (PBS)</td><td>Life Technologies</td><td>14190</td><td></td></tr><tr><td>18 x 18 mm glass coverslips</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-542A</td><td></td></tr><tr><td>Measurement chamber with divots to hold lenses</td><td></td><td></td><td>Custom-made (see &lt;strong&gt;Figure 1&lt;/strong&gt;)</td></tr><tr><td>Right-angle mirror</td><td>Edmund Optics</td><td>45-591</td><td></td></tr><tr><td>Light source</td><td>Schott/Fostec</td><td>8375</td><td></td></tr><tr><td>Illuminated dissecting microscope</td><td>Olympus</td><td>SZX-ILLD100</td><td>With SZ-PT phototube</td></tr><tr><td>Digital camera</td><td>Nikon</td><td>Coolpix 990</td><td></td></tr></tbody></table>

sequential application of glass coverslips to assess the compressive stiffness of the mouse lens: strain and morphometric analyses

عدسة العين هي جهاز شفاف ينكسر ويركز الضوء لتكوين صورة واضحة على الشبكية. في البشر، وانقباض العضلات الهدبية لتشويه العدسة، مما يؤدي إلى زيادة في قوة عدسة &#39;البصرية في التركيز على الأشياء القريبة، وهي عملية تعرف باسم الإقامة. وقد التغيرات المرتبطة بالعمر في عدسة صلابة مرتبطة طول النظر الشيخوخي، انخفاض في قدرة عدسة &#39;لاستيعاب، واستطرادا، فإن الحاجة لنظارة القراءة. على الرغم من العدسات الماوس لا تستوعب أو تطوير بصر الشيخوخة، يمكن أن نماذج الماوس توفر أداة لا تقدر بثمن الوراثية لأمراض عدسة الفهم، والشيخوخة المتسارعة التي لوحظت في الفئران يمكن دراسة التغيرات المرتبطة بالعمر في العدسة. يوضح هذا البروتوكول طريقة بسيطة ودقيقة، وفعالة من حيث التكلفة لتحديد عدسة الماوس صلابة، وذلك باستخدام coverslips الزجاج لتطبيق بالتتابع زيادة الأحمال الضغط على العدسة. وتؤكد بيانات تمثيلية أن العدسات الماوس تصبح أكثر صلابة مع التقدم في السن، مثلالعدسات الإنسان. هذا الأسلوب هو تكرار للغاية ويحتمل أن يتم زيادتها إلى ميكانيكيا العدسات اختبار من الحيوانات الكبيرة.

تم قياس صلابة وأبعاد العدسات الماوس القديمة 8 أشهر 2-، 4- و. وكانت الفئران كل البرية من نوع الحيوانات على C57BL6 خلفية سلالة نقية تم الحصول عليها من مرفق تربية TSRI الحيوان، وتحميل كل عدسة مع 1-10 coverslips. حسبت سلالات المحورية والاستوائية بوصفها وظيفة من الحمل ?...

Watch this Scientific Journal Video about Sequential Application of Glass Coverslips to Assess the Compressive Stiffness of the Mouse Lens: Strain and Morphometric Analyses at JoVE.com

Sequential Application of Glass Coverslips to Assess the Compressive Stiffness of the Mouse Lens: Strain and Morphometric Analyses

التطبيق التتابعي من coverslips الزجاج لتقييم الضاغطة تصلب العدسة الفأر: الانفعال والمظهرية تحليلات

Age-related increases in eye lens stiffness are linked to presbyopia. This protocol describes a simple, cost-effective method for measuring mouse lens stiffness. Mouse lenses, like human lenses, become stiffer with age. This method is precise and can be adapted for lenses from larger animals.

The eye lens is a transparent organ that refracts and focuses light to form a clear image on the retina. In humans, ciliary muscles contract to deform the ...

sequential-application-glass-coverslips-to-assess-compressive

Research

JoVE Journal

Biology

7.2K Views.  The Scripps Research Institute. Age-related increases in eye lens stiffness are linked to presbyopia. This protocol describes a simple, cost-effective method for measuring mouse lens stiffness. Mouse lenses, like human lenses, become stiffer with age. This method is precise and can be adapted for lenses from larger animals.

Video: Sequential Application of Glass Coverslips to Assess the Compressive Stiffness of the Mouse Lens: Strain and Morphometric Analyses

Longitudinal Intravital Imaging Through Clear Silicone Windows

Intravital microscopy (IVM) enables visualization of cell movement, division, and death at single-cell resolution. IVM through surgically inserted imaging windows is particularly powerful because it allows longitudinal observation of the same tissue over days to weeks. Typical imaging windows comprise a glass coverslip in a biocompatible metal frame sutured to the mouse&#8217;s skin. These windows can interfere with the free movement of the mice, elicit a strong inflammatory response, and fail due to broken glass or torn sutures, any of which may necessitate euthanasia. To address these issues, windows for long-term abdominal organ and mammary gland imaging&#160;were developed from a thin film of polydimethylsiloxane (PDMS), an optically clear silicone polymer previously used for cranial imaging windows. These windows can be glued directly to the tissues, reducing the time needed for insertion. PDMS is flexible, contributing to its durability in mice over time&#8212;up to 35 days have been tested. Longitudinal imaging is imaging of the same tissue region during separate sessions. A stainless-steel grid was embedded within the windows to localize the same region, allowing the visualization of dynamic processes (like mammary gland involution) at the same locations, days apart. This silicone window also allowed monitoring of single disseminated cancer cells developing into micro-metastases over time. The silicone windows used in this study are simpler to insert than metal-framed glass windows and cause limited inflammation of the imaged tissues. Moreover, embedded grids allow for straightforward tracking of the same tissue region in repeated imaging sessions.

An approach is here presented for long-term intravital imaging using optically clear, silicone windows that can be glued directly to the tissue/organ of interest and the skin.&#160;These windows are cheaper and more versatile than others currently used in the field, and the surgical insertion causes limited inflammation and distress to the animals.

التصوير الطولي داخل الحيوية من خلال نوافذ السيليكون الشفافة

Intravital microscopy (IVM) enables visualization of cell movement, division, and death at single-cell resolution. IVM through surgically inserted imaging ...

Cancer Research

Synthesis of Soft Polysiloxane-urea Elastomers for Intraocular Lens Application

This study discusses a synthesis route for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers for their applications as accommodating intraocular lenses (a-IOLs). Aminopropyl-terminated polydimethylsiloxanes (PDMS) were previously prepared via the ring-chain equilibration of the cyclic siloxane octamethylcyclotetrasiloxane (D4) and 1,3-bis(3-aminopropyl)-tetramethyldisiloxane (APTMDS). Phenyl groups were introduced into the siloxane backbone via the copolymerization of D4 and 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetraphenyl-cyclotetrasiloxane (D4Me,Ph). These polydimethyl-methyl-phenyl-siloxane-block copolymers were synthesized for increasing the refractive indices of polysiloxanes. For applications as an a-IOL, the refractive index of the polysiloxanes must be equivalent to that of a young human eye lens. The polysiloxane molecular weight is controlled by the ratio of the cyclic siloxane to the endblocker APTMDS. The transparency of the PSU elastomers is examined by the transmittance measurement of films between 200 and 750 nm, using a UV-Vis spectrophotometer. Transmittance values at 750 nm (upper end of the visible spectrum) are plotted against the PDMS molecular weight, and &#62; 90% of the transmittance is observed until a molecular weight of 18,000 g&#183;mol&#8722;1. Mechanical properties of the PSU elastomers are investigated using stress-strain tests on die-cut dog-bone-shaped specimens. For evaluating mechanical stability, mechanical hysteresis is measured by repeatedly stretching (10x) the specimens to 5% and 100% elongation. Hysteresis considerably decreases with the increase in the PDMS molecular weight. In vitro cytotoxicity of some selected PSU elastomers is evaluated using an MTS cell viability assay. The methods described herein permit the synthesis of a soft, transparent, and noncytotoxic PSU elastomer with a refractive index approximately equal to that of a young human eye lens.

This study describes synthetic routes for aminopropyl-terminated polydimethylsiloxanes and polydimethyl-methyl-phenyl-siloxane-block copolymers and for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers. It presents the application of PSUs as accommodating an intraocular lens. An evaluation method for in vitro cytotoxicity is also described.

توليف اللدائن اليوريا Polysiloxane لينة لتطبيق العدسة اللاصقة

This study discusses a synthesis route for soft polysiloxane-based urea (PSU) elastomers for their applications as accommodating intraocular lenses ...

Chemistry

Simulating the Mechanics of Lens Accommodation via a Manual Lens Stretcher

The goal of this protocol is to mimic the biomechanics of physiological accommodation in a cost-efficient, practical manner. Accommodation is achieved through the contraction of the ciliary body and relaxation of zonule fibers, which results in the thickening of the lens necessary for near vision. Here, we present a novel, simple method in which accommodation is replicated by tensing the zonules connected to the lens capsule via a manual lens stretcher (MLS). This method monitors the radial stretching achieved by a lens when subjected to a consistent force and allows for a comparison of accommodating lenses, which can be stretched, to non-accommodating lenses, which cannot be stretched. Importantly, the stretcher couples to the zonules directly, and not to the sclera of the eye, thus only requiring the lens, zonules, and ciliary body rather than the entire globe sample. This difference can significantly decrease the cost of acquiring donor cadaver lenses by about 62% compared to acquiring an entire globe.

We present an efficient method of studying lens accommodation by using a manual lens stretcher. The protocol mimics physiological accommodation by pulling the zonules connected around the lens capsule, thereby, stretching the lens.

محاكاة ميكانيكا عدسة السكن عن طريق عدسة يدوية نقالة

The goal of this protocol is to mimic the biomechanics of physiological accommodation in a cost-efficient, practical manner. Accommodation is achieved ...

Bioengineering

تلطيخ التألق المناعي للتشابكات الغشائية في خلايا ألياف العدسة

Preparation and Immunofluorescence Staining of Bundles and Single Fiber Cells from the Cortex and Nucleus of the Eye Lens

The lens is a transparent and ellipsoid organ in the anterior chamber of the eye that changes shape to finely focus light onto the retina to form a clear image. The bulk of this tissue comprises specialized, differentiated fiber cells that have a hexagonal cross section and extend from the anterior to the posterior poles of the lens. These long and skinny cells are tightly opposed to neighboring cells and have complex interdigitations along the length of the cell. The specialized interlocking structures are required for normal biomechanical properties of the lens and have been extensively described using electron microscopy techniques. This protocol demonstrates the first method to preserve and immunostain singular as well as bundles of mouse lens fiber cells to allow the detailed localization of proteins within these complexly shaped cells. The representative data show staining of the peripheral, differentiating, mature, and nuclear fiber cells across all regions of the lens. This method can potentially be used on fiber cells isolated from lenses of other species.

تسليط الضوء على المؤلف: تطوير أبحاث الميكانيكا الحيوية للعدسات من خلال بروتوكول جديد لتصوير التداخلات المعقدة وتلطيخ البروتين 

This protocol describes methods to prepare peripheral, mature, and nuclear eye lens fiber cells for immunofluorescence staining to study complex cell-to-cell interdigitations and the membrane architecture.

التحضير وتلطيخ التألق المناعي للحزم وخلايا الألياف المفردة من قشرة ونواة عدسة العين

The lens is a transparent and ellipsoid organ in the anterior chamber of the eye that changes shape to finely focus light onto the retina to form a clear ...

Developmental Biology

Stiffness Measurement of Soft Silicone Substrates for Mechanobiology Studies Using a Widefield Fluorescence Microscope

Soft tissues in the human body typically have stiffness in the kilopascal (kPa) range. Accordingly, silicone and hydrogel flexible substrates have been proven to be useful substrates for culturing cells in a physical microenvironment that partially mimics in vivo conditions. Here, we present a simple protocol for characterizing the Young's moduli of isotropic linear elastic substrates typically used for mechanobiology studies. The protocol consists of preparing a soft silicone substrate on a Petri dish or stiff silicone, coating the top surface of the silicone substrate with fluorescent beads, using a millimeter-scale sphere to indent the top surface (by gravity), imaging the fluorescent beads on the indented silicone surface using a fluorescence microscope, and analyzing the resultant images to calculate the Young's modulus of the silicone substrate. Coupling the substrate's top surface with a moduli extracellular matrix protein (in addition to the fluorescent beads) allows the silicone substrate to be readily used for cell plating and subsequent studies using traction force microscopy experiments. The use of stiff silicone, instead of a Petri dish, as the base of the soft silicone, enables the use of mechanobiology studies involving external stretch. A specific advantage of this protocol is that a widefield fluorescence microscope, which is commonly available in many labs, is the major equipment necessary for this procedure. We demonstrate this protocol by measuring the Young's modulus of soft silicone substrates of different elastic moduli.

Substrates with stiffness in the kilopascal-range are useful to study the response of cells to physiologically relevant micro-environment stiffness. Using just a widefield fluorescence microscope, the Young's modulus of soft silicone gels can be determined using an indentation with a suitable sphere.

قياس صلابة من ركائز السيليكون لينة للدراسات ميتشانوبيولوجي باستخدام مجهر الأسفار ويديفيلد

Soft tissues in the human body typically have stiffness in the kilopascal (kPa) range. Accordingly, silicone and hydrogel flexible substrates have been ...

التوصيف الميكانيكي الحيوي لعدسة العين الخنازير مع الضغط الآلي

Automated Compression Testing of the Ocular Lens

The biomechanical properties of the ocular lens are essential to its function as a variable power optical element. These properties change dramatically with age in the human lens, resulting in a loss of near vision called presbyopia. However, the mechanisms of these changes remain unknown. Lens compression offers a relatively simple method for assessing the lens' biomechanical stiffness in a qualitative sense and, when coupled with appropriate analytical techniques, can help quantify biomechanical properties. A variety of lens compression tests have been performed to date, including both manual and automated, but these methods inconsistently apply key aspects of biomechanical testing such as preconditioning, loading rates, and time between measurements. This paper describes a fully automated lens compression test wherein a motorized stage is synchronized with a camera to capture the force, displacement, and shape of the lens throughout a preprogrammed loading protocol. A characteristic elastic modulus may then be calculated from these data. While demonstrated here using porcine lenses, the approach is appropriate for the compression of lenses of any species.

تسليط الضوء على المؤلف: تعزيز فهم تغيرات تصلب العدسة المرتبطة بالعمر 

We present an automated method for characterizing the effective elastic modulus of an ocular lens using a compression test.

اختبار الضغط الآلي لعدسة العين

The biomechanical properties of the ocular lens are essential to its function as a variable power optical element. These properties change dramatically ...

التطبيق التتابعي من coverslips الزجاج لتقييم الضاغطة تصلب العدسة الفأر: الانفعال والمظهرية تحليلات

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

التصوير الطولي داخل الحيوية من خلال نوافذ السيليكون الشفافة

توليف اللدائن اليوريا Polysiloxane لينة لتطبيق العدسة اللاصقة

محاكاة ميكانيكا عدسة السكن عن طريق عدسة يدوية نقالة

التحضير وتلطيخ التألق المناعي للحزم وخلايا الألياف المفردة من قشرة ونواة عدسة العين

التحضير وتلطيخ التألق المناعي للحزم وخلايا الألياف المفردة من قشرة ونواة عدسة العين

التحضير وتلطيخ التألق المناعي للحزم وخلايا الألياف المفردة من قشرة ونواة عدسة العين

قياس صلابة من ركائز السيليكون لينة للدراسات ميتشانوبيولوجي باستخدام مجهر الأسفار ويديفيلد

اختبار الضغط الآلي لعدسة العين

اختبار الضغط الآلي لعدسة العين

اختبار الضغط الآلي لعدسة العين