glaucomaНациональный журнал ГлаукомаNational Journal glaucoma2078-41042311-6862Federal State Budgetary Institution of Science “Krasnov Research Institute of Eye Diseases”10.25700/NJG.2018.04.02glaucoma-209Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПоляризационная фотолюминесценция роговицы глаза ex vivo при внутренней механической нагрузкеCorneal polarized photoluminescence ex vivo under internal mechanical strainПетровС. Ю.PetrovS. Yu.

д.м.н., ведущий научный сотрудник отдела глаукомы.

119021,  Москва, ул. Россолимо, 11А

  Med.Sc.D., leading research associate of Glaucoma Department.

11a Rossolimo st., Moscow, 119021.

БубноваИ. А.BubnovaI. A.

д.м.н., ведущий научный сотрудник отдела рефракционных нарушений.

119021,  Москва, ул. Россолимо, 11А

Med.Sc.D., leading research associate of the Refractive disorders department.

НовиковИ. А.NovikovI. A.

старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных  исследований в офтальмологии.

119021,  Москва, ул. Россолимо, 11А

senior research associate of the Laboratory of fundamental research in ophthalmology.

ПахомоваН. А.PakhomovaN. A.

аспирант.

119021,  Москва, ул. Россолимо, 11А

postgraduate student.

ВолжанинА. В.VolzhaninA. V.

аспирант.

119021,  Москва, ул. Россолимо, 11А

СвиридовА. П.SviridovA. P.

д.ф-м.н., ведущий научный сотрудник.

119333, Москва, Ленинский проспект, 59.

Phys.Math.Sc.D., leading research associate

59 Leninsky Ave., Moscow, Russian Federation, 119333.

ШубныйА. Г.ShubnyA. G.

аспирант.

119333, Москва, Ленинский проспект, 59.

Phys.Math.Sc.D., leading research associate

59 Leninsky Ave., Moscow, 119333.

МинаевН. В.MinaevN. V.

 к.ф.-м.н., старший научный сотрудник.

119333, Москва, Ленинский проспект, 59.

Ph.D., senior research associate/

59 Leninsky Ave., Moscow,  119333.

Научно-исследовательский институт глазных болезней.РоссияScientific Research Institute of Eye Diseases.Russian FederationНаучно-исследовательский институт глазных болезней.Russian FederationФедеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника».Russian FederationФедеральный научно-исследовательский центр «Кристаллография и фотоника»РоссияFederal scientific research center «Crystallography and Photonics».Russian Federation2018271220181741623Copyright © Петров С.Ю., Бубнова И.А., Новиков И.А., Пахомова Н.А., Волжанин А.В., Свиридов А.П., Шубный А.Г., Минаев Н.В., 20182018Петров С.Ю., Бубнова И.А., Новиков И.А., Пахомова Н.А., Волжанин А.В., Свиридов А.П., Шубный А.Г., Минаев Н.В.Petrov S.Y., Bubnova I.A., Novikov I.A., Pakhomova N.A., Volzhanin A.V., Sviridov A.P., Shubny A.G., Minaev N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.glaucomajournal.ru/jour/article/view/209

Имеющиеся на текущий момент методы измерения внутриглазного давления (ВГД) не всегда способны предоставить объективные данные. Таким образом, актуальна задача создания нового объективного метода тонометрии.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Разработка конфокальной оптической системы для зондирования роговицы поляризованным светом. Исследование поляризации люминесценции, исходящей из роговицы глаза кролика ex vivo, индуцированной поляризованным излучением, в зависимости от ВГД.

МЕТОДЫ

МЕТОДЫ. Энуклеированный глаз кролика фиксировался в держателе с системой установки и поддержания ВГД. Поляризованным излучением диодного лазера с дли- ной волны 405 нм инициировали локальную фотолюминесценцию роговицы. Измерение спектров фотолюминесценции проводилось конфокальным микроскопом спектрометра комбинационного рассеяния. Для измерения ко- и кроссполяризованных компонент фотолюминесценции использовали поляризационный фильтр, направляемый параллельно или перпендикулярно вектору поляризации возбуждающего излучения. Измерения спектров фотолюминесценции проводили при значениях ВГД 20, 40 и 60 мм рт.ст.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Получены спектры степени поляризации при значениях ВГД 20, 40 и 60 мм рт.ст. Изменение ВГД в пределах 20-60 мм рт.ст. не дает сколько-нибудь значимого изменения спектров поляризации фотолюминесценции.

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Достоверного отличия измеренных спектров при различных значениях ВГД не обнаружено.

Current methods of intraocular pressure (IOP) measurement cannot always deliver reliable data. Therefore, creating a new objective tonometry method is a relevant objective.

PURPOSE

PURPOSE: To develop a confocal optic system for cornea probing by polarized light. To explore the luminescence polarization, emitted by rabbit cornea ex vivo, induced by polarized radiation depending on IOP.

METHODS

METHODS: An enucleated rabbit eye was fixated in the holder with the system of IOP setup and maintenance. The local photoluminescence of the cornea was initiated by polarized radiation of diode laser with 405-nm wavelength. Photoluminescence spectrums measurement was performed by confocal Raman microscopy. To measure the co- and cross-polarized photoluminescence components, a polarization filter was directed parallel or perpendicular to the polarization vector of excitation radiation. The photoluminescence spectrums were measured with IOP of 20, 40 and 60 mmHg.

RESULTS

RESULTS: The spectrums of polarization degree corresponding to IOP values of 20, 40 and 60 mmHg were obtained. IOP change in the range of 20-60 mmHg did not produce any significant change of luminescence polarization specters.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS: No reliable change of measured specters was detected during the IOP change.

тонометрияглаукомафотолюминесценцияфотоупругостьроговицаtonometryglaucomaphotoluminescencephotoelasticitycornea.ReferencesQuigley H.A., Broman A.T. The number of people with glaucoma world¬wide in 2010 and 2020. Br J Ophthalmol. 2006; 90(3):262-267. doi: 10. n36/bjo.2005.081224.Quigley H.A., Broman A.T. The number of people with glaucoma world¬wide in 2010 and 2020. Br J Ophthalmol. 2006; 90(3):262-267. doi: 10.1136/bjo.2005.081224.Teus M.A., Castejon M.A., Calvo M.A., Perez-Salaices P., Marcos A. Intra¬ocular pressure as a risk factor for visual field loss in pseudoexfoliative and in primary open-angle glaucoma. Ophthalmology. 1998; 105(12): 2225-2229; discussion 2229-2230. doi: 10.1016/S0161-6420(98)91220-9.Teus M.A., Castejon M.A., Calvo M.A., Perez-Salaices P., Marcos A. Intra¬ocular pressure as a risk factor for visual field loss in pseudoexfoliative and in primary open-angle glaucoma. Ophthalmology. 1998; 105(12): 2225-2229; discussion 2229-2230. doi: 10.1016/S0161-6420(98)91220-9.Weinreb R.N., Aung T., Medeiros F.A. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review. JAMA. 2014; 311(18):1901-1911. doi: 10.1001/ jama.2014.3192.Weinreb R.N., Aung T., Medeiros F.A. The pathophysiology and treatment of glaucoma: a review. JAMA. 2014; 311(18):1901-1911. doi: 10.1001/ jama.2014.3192.Boland M.V., Ervin A.M., Friedman D.S., Jampel H.D., Hawkins B.S., Vol- lenweider D., Chelladurai Y., Ward D., Suarez-Cuervo C., Robinson K.A. Comparative effectiveness of treatments for open-angle glaucoma: a sys-tematic review for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann Intern Med. 2013; 158(4):271-279. doi: 10.7326/0003-4819-158-4-201302190-00008.Boland M.V., Ervin A.M., Friedman D.S., Jampel H.D., Hawkins B.S., Vol- lenweider D., Chelladurai Y., Ward D., Suarez-Cuervo C., Robinson K.A. Comparative effectiveness of treatments for open-angle glaucoma: a sys-tematic review for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann Intern Med. 2013; 158(4):271-279. doi: 10.7326/0003-4819-158-4-201302190-00008.Garcia-Feijoo J., Martinez-de-la-Casa J.M., Morales-Fernandez L., Saenz Frances F., Santos-Bueso E., Garcia-Saenz S., Mendez-Hernandez C. New technologies for measuring intraocular pressure. Prog Brain Res. 2015; 221:67-79. doi: 10.1016/bs.pbr.2015.06.003.Garcia-Feijoo J., Martinez-de-la-Casa J.M., Morales-Fernandez L., Saenz Frances F., Santos-Bueso E., Garcia-Saenz S., Mendez-Hernandez C. New technologies for measuring intraocular pressure. Prog Brain Res. 2015; 221:67-79. doi: 10.1016/bs.pbr.2015.06.003.Лебедев О.И., Калижникова Е.А., Яворский А.Е. Топ-лист ошибок веде¬ния пациентов с глаукомой: тонометрия. Глаукома. 2013; 4:43-51.Lebedev O.I., Kalizhnikova E.A., Yavorsky A.E. Top-list of errors in the manage¬ment of glaucoma patients: tonometry. Glaukoma. 2013; 4:43-51. (In Russ.).Luce D.A. Determining in vivo biomechanical properties of the cornea with an ocular response analyzer. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1):156-162. doi: 10.1016/j.jcrs.2004.10.044.Luce D.A. Determining in vivo biomechanical properties of the cornea with an ocular response analyzer. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1):156-162. doi: 10.1016/j.jcrs.2004.10.044.Kontiola A.I. A new induction-based impact method for measuring intra¬ocular pressure. Acta Ophthalmol Scand. 2000; 78(2):142-145.Kontiola A.I. A new induction-based impact method for measuring intra¬ocular pressure. Acta Ophthalmol Scand. 2000; 78(2):142-145.Duan L., Yamanari M., Yasuno Y. Automated phase retardation oriented segmentation of chorio-scleral interface by polarization sensitive opti¬cal coherence tomography. Opt Express. 2012; 20(3):3353-3366. doi: 10.1364/OE.20.003353.Duan L., Yamanari M., Yasuno Y. Automated phase retardation oriented segmentation of chorio-scleral interface by polarization sensitive opti¬cal coherence tomography. Opt Express. 2012; 20(3):3353-3366. doi: 10.1364/OE.20.003353.Avetisov S.E., Bubnova I.A., Novikov I.A., Antonov A.A., Siplivyi V.I. Expe-rimental study on the mechanical strain of corneal collagen. J Biomech. 2013; 46(10):1648-1654. doi: 10.1016/j.jbiomech.2013.04.008.Avetisov S.E., Bubnova I.A., Novikov I.A., Antonov A.A., Siplivyi V.I. Expe-rimental study on the mechanical strain of corneal collagen. J Biomech. 2013; 46(10):1648-1654. doi: 10.1016/j.jbiomech.2013.04.008.Семчишен А.В., Семчишен В.А. Измерения фотоупругости роговицы глаза. Астигматизм и аномалии внутренних напряжений роговицы. Альманах клинической медицины. 2008; 17(2):128-132.Semchishen A.V., Semchishen V.A. Eye cornea photoelasticity measure¬ment. Astigmatism internal mechanical stress distridution. Almanakh klinicheskoi meditsiny. 2008; 17(2):128-132. (In Russ.).Wu Q., Yeh A.T. Rabbit cornea microstructure response to changes in intra-ocular pressure visualized by using nonlinear optical microscopy. Cornea. 2008; 27(2):202-208. doi: 10.1097/ICO.0b013e318159221e.Wu Q., Yeh A.T. Rabbit cornea microstructure response to changes in intra-ocular pressure visualized by using nonlinear optical microscopy. Cornea. 2008; 27(2):202-208. doi: 10.1097/ICO.0b013e318159221e.Hennighausen H., Feldman S.T., Bille J.F., McCulloch A.D. Anterior-pos¬terior strain variation in normally hydrated and swollen rabbit cornea. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998; 39(2):253-262.Hennighausen H., Feldman S.T., Bille J.F., McCulloch A.D. Anterior-pos¬terior strain variation in normally hydrated and swollen rabbit cornea. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998; 39(2):253-262.Bohnke M., Masters B.R. Confocal microscopy of the cornea. Prog Retin Eye Res. 1999; 18(5):553-628.Bohnke M., Masters B.R. Confocal microscopy of the cornea. Prog Retin Eye Res. 1999; 18(5):553-628.Yeh A.T., Nassif N., Zoumi A., Tromberg B.J. Selective corneal imaging using combined second-harmonic generation and two-photon excited fluo¬rescence. Opt Lett. 2002; 27(23):2082-2084.Yeh A.T., Nassif N., Zoumi A., Tromberg B.J. Selective corneal imaging using combined second-harmonic generation and two-photon excited fluo¬rescence. Opt Lett. 2002; 27(23):2082-2084.Calkins J.L., Hochheimer B.F., Stark W.J. Corneal wound healing: holo¬graphic stress-test analysis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1981; 21(2): 322-334.Calkins J.L., Hochheimer B.F., Stark W.J. Corneal wound healing: holo¬graphic stress-test analysis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1981; 21(2): 322-334.Jaycock P.D., Lobo L., Ibrahim J., Tyrer J., Marshall J. Interferometric tech-nique to measure biomechanical changes in the cornea induced by refrac¬tive surgery. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1):175-184. doi: 10.1016/j. jcrs.2004.10.038.Jaycock P.D., Lobo L., Ibrahim J., Tyrer J., Marshall J. Interferometric tech-nique to measure biomechanical changes in the cornea induced by refrac¬tive surgery. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1):175-184. doi: 10.1016/j. jcrs.2004.10.038.Grabner G., Eilmsteiner R., Steindl C., Ruckhofer J., Mattioli R., Husin- sky W. Dynamic corneal imaging. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1): 163-174. doi: 10.1016/j.jcrs.2004.09.042.Grabner G., Eilmsteiner R., Steindl C., Ruckhofer J., Mattioli R., Husin- sky W. Dynamic corneal imaging. J Cataract Refract Surg. 2005; 31(1): 163-174. doi: 10.1016/j.jcrs.2004.09.042.Обрубов С.А., Воронков В.Н., Сидоренко Е.И., Молотков А.П., Федоро¬ва В.Н. Метод прижизненной оценки биомеханических свойств тканей глаза (экспериментальное исследование). Вестник офтальмологии. 1995; 4:27.Obrubov S.A., Voronkov V.N., Sidorenko E.I., Molotkov A.P., Fedoro¬va V.N. Method of eye tissue biomechanic properties intravital evalu¬ation (experimetal study). Vestn oftalmol. 1995; 4:27. (In Russ.).Ichihashi Y., Khin M.H., Ishikawa K., Hatada T. Birefringence effect of the in vivo cornea. Optical Engineering. 1995; 34(3):693-701.Ichihashi Y., Khin M.H., Ishikawa K., Hatada T. Birefringence effect of the in vivo cornea. Optical Engineering. 1995; 34(3):693-701.Бубнова И.А., Семчишен В.А., Свиридов А.П., Хайдуков Е.В., Нови¬ков И.А., Петров С.Ю., Пахомова Н.А., Волжанин А.В. Спектрально-поляризационные свойства фотолюминесценции фиброзных оболочек глаза. Медицина. 2016; (3):190-200.Bubnova I.A., Semchishen V.A., Sviridov A.P., Khaidukov E.V., Novikov I.A., Petrov S.Yu., Pakhomova N.A., Volzhanin A.V. Spectral-polarized proper¬ties of eye fibrous tunic photoluminescence. Medicine. 2016; 3:190-200. (In Russ.).Бубнова И.А., Семчишен В.А., Свиридов А.П., Хайдуков Е.В., Нови¬ков И.А., Петров С.Ю., Пахомова Н.А., Волжанин А.В. Исследования люминесценции и структуры тканей глаза при механических нагрузках. Медицина. 2017; 3:38-57.Bubnova I.A., Semchishen V.A., Sviridov A.P., Khaidukov E.V., Novikov I.A., Petrov S.Yu., Pakhomova N.A., Volzhanin A.V. Studies of luminescence and structure of eye tissue under mechanical loads. Meditsina. 2017; 3:38-57. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.