Değişik katarakt tiplerinde nano indentasyon ile ön lens kapsülünün elastik modülüs özellikleri ve kapsül morfolojisinin değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada nano indentasyon cihazı kullanılarak, katarakt dışında herhangi bir oküler patolojisi olmayan, psödoeksfoliasyon sendromu olan ve ön kameraya tripan mavisi verilen olgularda lens ön kapsülünün elastik modülüs ve sertlik gibi mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi aynı zamanda bu değerlerin yaşla korelasyonunun ölçülmesi amaçlanmıştır. Ayrıca tarayıcı elektron mikroskop ile bu 3 grupta kapsül kalınlığının ölçülerek karşılaştırılması hedeflenmiştir.Ocak 2014 ve Haziran 2014 tarihleri arasında Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Göz Bölümü'nde normal senil katarakt tanısıyla opere edilen (grup1) psödoeksfoliasyonu olan hastalar (grup2) ve ön kamarada kapsül boyası olarak tripan mavisi(TM) (0,06% Blue Rhexis) verilen (grup3) 3 grup oluşturulmuştur. Her grupta 24 olgu olmak üzere toplam 72 ol yer almaktadır. Hastaların katarakt operasyonu sırasında çıkarılan ön lens kapsülleri çalışmaya alınmıştır. Çalışmaya alınan hastalarda gözde katarakt dışında ek patoloji, göze herhangi bir ilaç uygulaması ve sistemik herhangi bir hastalık bulunmamaktadır. CSM instrument nanoindentasyon tester cihazı kullanılarak Oliver & Pharr metodu ile esneklik, Martens Hardness metodu ile sertlik değerlendirilmiştir. Buna ek olarak FEI Quanta 400F Tarayıcı elektron mikroskop (SEM) kullanılarak kapsül kalınlıkları ölçülmüştür.Yaş ve cinsiyet bakımından gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı farklılık görülmedi (p= 0,997). FEI Quanta 400F Tarayıcı elektron mikroskop (SEM) kullanılarak kapsül kalınlığı açısından değerlendirildiğinde katarakt dışında herhangi bir oküler patolojisi olmayan hastalar grubunun kapsül kalınlığı ortalaması 18.19±2.18 µm, psödoeksfoliasyon sendromu olan olgular grubunda 18.41±2.64 µm, katarakt operasyonu sırasında kapsül boyası kullanılan grupta ise 18.36±1.95 olarak ölçüldü.Kapsül kalınlığı açısından bakıldığında üç grup arasında istatistiksel olarak anlamlı fark tespit edilmedi (p=0,975).Nano indentasyon tester cihazı ile Oliver & Pharr metodu kullanılarak yapılan Young's modülüs ölçümlerde grup 1 de ön kapsül esneklikortalaması 7.53±1.07 GPa, grup 2de ortalama 6.007±1.25 GPa, grup 3 te iseortalama 8.12±0.98 GPa olarak ölçüldü.Psödoeksfoliasyon sendromu olan olgular grubu diğer iki gruptanda anlamlı derecede esnekliği fazla olarak ölçüldü (p=0.000). TM kullanılan grupta kapsül esnekliği normal gruptan daha az bulundu ancak bu istatistiksel olarak anlamlı değildi (p=0,942). Nano indenter ile ön kapsül sertliği ölçümlerinde grup 1 de kapsül sertliği ortalama 326.41±98.40 MPa, grup 2 de 210,5±52.32 MPa, grup 3 de ise ortalama 315.54±163.15 MPa olarak ölçüldü. Psödoeksfoliasyon sendromu olan olgular grubunda kapsül sertliği diğer iki gruptan anlamlı derecede az olarak saptandı (p<0.01).TEM kullanılarak ölçülen ön lens kapsül kalınlık değerlerine bakıldığında 3 grup arasında kapsül kalınlığı açısından anlamlı fark görülmezken yaşla olan korelasyonunda yaş artışıyla birlikte kapsül kalınlığında da artış saptanmıştır. Nano indenter kullanılarak ön lens kapsülü sertlik ve esneklik değerlerine bakıldığında ise psödoeksfoliasyonlu kapsülü olan hastalar grubunun normal hasta grubuna ve TM kullanılan hasta grubuna göre esnekliğinin daha fazla sertliğinin ise daha az olduğu bulunmuştur. TM kapsül sertliğini arttıran ve esnekliği azaltan bir faktör olarak bulunmadı.

To evaluate and compare the elastic modulus, hardness and mechanical propertiesof the human anterior lens capsule in different types of cataract patients by using nanoindentation device and also to investigate the corelationof these measurementswith patient age. Also capsule thickness was measured by using scanning electron microscope (SEM)to investigate the influence of age, pseudoexfoliation and trypan blueon capsule thickness.The study evaluated 72 patients having cataract surgery between January 2014 and June 2014 at Baskent University Department of Ophthalmology. Patients were investigated in 3 groups. Group 1 consisted of24 patients with normal senile cataract, group 2 patients (n=24) had pseudoexfoliation syndrome and group 3 patients (n=24) had dye-enhanced cataract surgery(0,06% Blue Rhexis).The anterior lens capsules were removedby curvilinear capsulorhexis during routine cataract surgery.Capsules were analyzed by using CSM instrument nanoindentation tester device. Young's Modulus elasticty was measured by Oliver & Pharr method and capsulehardness by Martens Hardess method. In addition the thickness of the anterior lens capsule was measured with FEI Quanta 400F Scanning Electron Microscopy (SEM).There was no significant difference in 3 groups regarding age (p=0.997). The average capsule thickness measured by SEM was 18.19±2.18 µm in Group 1, 18.41±2.64 µm in Group 2 and 18.36±1.95µm in Group 3. In terms of capsule thickness,the difference between the 3 groups was not significant (p=0,975).Young's modulus measured by nano indentation test device with Oliver & Pharr method 7.53±1.07 Gpa in Group 1, 6.007±1.25 Gpa in Group 2 and 8.12±0.98 Gpa in Group 3. Capsules obtained from patients with pseudoexfoliation syndrome were significantly more elastic than the other two groups (p=0.000). Patients with intracameral trypan blue (TB)application (group3) revealed lower elasticity comparinge to the normal group (group1) but the difference was not statistically significant (p = 0.942).Mean capsule stiffnessvalues by Nano indentation device according to Martens Harness method were 326.41±98.40 Mpa for Group 1, 210,5±52.32 Mpa for Group 2 and 315.54±163.15 Mpa for Group 3. Capsule samples from pseudoexfoliation syndrome group displayed less stiffness comparing to the other two groups (p<0.01).There was no significant difference in mean capsule thickness in 3 groups measured by SEM. Capsule thickness displayed an increase correlated with increasing age in all groups. The anterior lens capsules of patients with pseudoexfoliation syndrome had more elasticity and less stiffness comparing to the other two groups. Intracameral TB applicationhad no effect on capsule elasticity and stiffness.