In-vitro-Kapselsackmodell zur Testung des Einflusses des Linsendesigns auf die Entstehung einer posterioren Kapselfibrose - eine In-vitro-Studie

Ria Beck; Barbara zur Linden; Joachim Stave; Carsten Werner; Mirko Nitschke; Rudolf Guthoff

doi:10.1055/s-2001-12254

Klinische Monatsblätter für Augenheilkunde, Table of Contents

Klin Monbl Augenheilkd 2001; 218(2): 111-115
DOI: 10.1055/s-2001-12254

EXPERIMENTELLE STUDIE

Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

In-vitro-Kapselsackmodell zur Testung des Einflusses des Linsendesigns auf die Entstehung einer posterioren Kapselfibrose - eine In-vitro-Studie[1] [2]

Effect of intraocular lens design on posterior capsule opacification: an in-vitro modelRia Beck¹ , Barbara zur Linden¹ , Joachim Stave¹ , Carsten Werner² , Mirko Nitschke² , Rudolf Guthoff¹

¹ Augenklinik und Poliklinik der Universität Rostock, Doberanerstr. 140, 18057 Rostock (Direktor: Prof. Dr. R. Guthoff)
² Institut für Polymerforschung Dresden, Hohe Str. 6, 01069 Dresden

Abstract

Zusammenfassung

Hintergrund Ein Nachstar im Anschluss an eine Kataraktoperation ist die häufigste Komplikation moderner Kataraktchirurgie. Unterschiedliches Design der Intraokularlinsen scheinen einen Barriereeffekt auf die Proliferation und Migration von Linsenepithelzellen auszuüben und führen somit zur Reduktion das Nachstares.

Methoden In einem Zellkulturmodell unter Weiterentwicklung eines 3D-Kapselsackmodelles untersuchten wir 6 verschiedene Intraokularlinsen mit unterschiedlichem Design und Material hinsichtlich ihrer Wirkung auf das Wachstumsverhalten von humanen Linsenepithelzellen (hLEZ). Die Proliferation und Migration der humanen Linsenepithelzellen wurde 28 Tage analysiert und fotodokumentiert. Ein Vitalitätstest der Zellen erfolgte am Ende des Versuches mit Hilfe des LIVE-DEAD-Kits.

Ergebnisse In allen Versuchen kam es zur Adhäsion und Migration von hLEZ auf den bionierten Kapselsack. Bei 2 IOL-Modellen migrierten die hLEZ im Kulturzeitraum nur bis zum optischen Rand der IOL. Bei den anderen 4 Modellen erfolgte eine weitere Migration der humanen Linsenepithelzellen über den optischen Rand hinaus unter den gesamten Optikbereich.

Schlussfolgerungen Bestimmte Linsendesigns scheinen einen nachstarreduzierenden Effekt zu besitzen. Unser weiterentwickeltes In-vitro-Kapselsackmodell ist als Zellkulturmodell geeignet, Kunstlinsentypen auf ihren möglichen nachstarreduzierenden Effekt zu testen.

Background The development of posterior capsule opacification (PCO) is one of the commonest complications of modern cataract surgery. The various designs of intraocular lenses (IOL) seem to exert a barrier effect on the proliferation and migration of lens epithelial cells and the following development of PCO.

Methods We set up a cell culture model (advanced 3D capsular bag model) and investigated six differently designed IOL made of different materials as to their effect on cell proliferation. Proliferation and migration of the cells were analysed and documented over a period of 28 days. A cell viability test using the LIVE/DEAD kit (Molecular Probes) was carried out at the end of the investigation.

Results In all tests, lens epithelial cells adhered to and migrated onto the capsular bag. During the culture period, lens epithelial cells migrated only to the optical rim of two of the implanted IOL. On the other four, lens epithelial cells migrated further and covered the whole optical area of the IOL.

Conclusions Certain lens designs seem to have a reducing effect on the development of PCO. Our advanced in vitro capsular bag model is a suitable cell culture model for the investiagation of the reducing effect of various IOL on the development of PCO.

Schlüsselwörter

In-vitro-Kapselsackmodell - IOL - humane Linsenepithelzellen - Nachstar

Key words

in-vitro capsular bag model - IOL - human lens epithelial cell - posterior capsule opacification

Full Text

References

Literatur

01 Manuskript erstmalig eingereicht am 28. 5. 00 und in der vorliegenden Form angenommen am 11. 8. 00.

02 Zum 75. Geburtstag von Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. h. c. Otto Hockwin.

01 Apple D J, Solomon K D, Tetz M R et al. Posterior capsule opacification. Surv Ophthalmol. 1992; 37 73-116.
02 Beck R, Pfeiffer K, Stave J, Guthoff R. Ein 3D-Kapselsackmodell zur Beschreibung der biomechanischen Eigenschaften neuer Kunstlinsentypen. Ophthalmologe. 2000; 6 im Druck.
03 Behar-Cohen F F, David T, Buechler Y et al. Cytotoxic effects of FGF2-saporin on bovine epithelial lens cells in vitro. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1995; 36 2425-2433.
04 Conanan C M, Tarbaux N M, Knight P M. Surface properties of intraocular lens materials and their influence on in vitro cell adhesion. J Cataract Refract Surg. 1991; 17 767-773.
05 Clark D. Posterior capsule opacification. Curr Opin Ophthalmol. 2000; 11 56-64.
06 Cortina P, Gómez-Lechón M J, Navea A et al. Diclofenac sodium an cyclosporin A inhibit human lens epithelial cell proliferation in culture. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1997; 235 180-185.
07 Duncan G, Wormstone I M, Liu C SC et al. Thapsigargincoated intraocular lenses inhibit human lens cell growth. Nat Med. 1997; 3 1926-1028.
08 Guthoff R, Abramo F, Draeger J et al. Forces on intraocular lens haptics induced by capsular fibrosis. An experimental study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 1990; 228 363-368.
09 Hartmann C, Wiedemann P, Gothe K et al. Nachstarprävention durch endokapsuläre Daunomycinapplikation. In: Freyler H, Skorpic C, Grasl M, eds, 3. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Intraokularlinsen Implantation; 2. bis 4. März 1989. Wien, New York, Springer-Verlag; 1990: 414-422.
10 Haus C M, Galand A L. Mitomycin against posterior capsular opacification: an experimental study in rabbits. Br J Ophthalmol. 1996; 80 1087-1091.
11 Ismail M M, Alió J L, Moreno J MR. Prevention of secondary cataract by antimitotic drugs: experimental study. Ophthalmic Res. 1996; 28 64-69.
12 Nishi O, Nishi K, Yamada Y, Mizumoto Y. Effect of indomethacin-coated posterior chamber intraocular lenses on postoperative inflammation and posterior capsule opacification. J Cataract Refract Surg. 1995; 21 574-57.
13 Nishi O, Nishi K. Preventing posterior capsule opacification by creating a discoutinuous. Sharp bend in the capsule. J Cataract Refract Surg. 1999; 25 521-526.
14 Oshika T, Nagata T, Ishii Y. Adhesion of lens capsule to intraocular lenses of polymethylmethacrylate, silicone, and acrylic foldable materials: an experimental study. Br J Ophthalmol. 1998; 82 549-553.
15 Peng Qu, Visessook N, Apple D et al. Surgical prevention of posterior capsule opacification. Part 3: Intraocular lens optic barrier effect as a second line of defense. . 2000; 26 198-213.
16 Schaumberg D A, Dana M R, Christen W G, Glynn R J. A systematic overview of the incidence of posterior capsule opacification. Ophthalmology. 1998; 105 1213-1221.
17 Ursell P G, Spalton D J, Pande M V et al. Relationshipbetween between intraocular lens biomaterials and posterior capsule opacification. J Cataract Refract Surg. 1998; 24 352-360.
18 Yamada K, Nagamoto T, Yozawa H et al. Effect of intraocular lens design on posterior capsule opacification after continuous corvilinear capsulorhexis. J Cataract Refract Surg. 1995; 21 697-700.