肿胀的人角膜基质胶原纤维和蛋白聚糖的超微结构和3D透射电子断层扫描

摘要

背景：角膜的透明度由蛋白多糖（PG）维持的胶原纤维（CF）的独特组织调节。CF薄片在前基质中的交错提供了角膜的生物力学性质。

目的：为了研究肿胀角膜中CFs和PGs的变化，特别是通过使用电子显微镜和3D超微结构断层扫描来参考前基质。

方法：将9个健康的正常巩膜角膜环（年龄40至65岁）在去离子水中单独水合以诱导角膜肿胀。其中三个水合2小时，而其他三个水合48小时。其余三个巩膜正常角膜环用作控制处理角膜用于电子显微镜（EM）以研究CF和PG。使用透射电子显微镜（JOEL 1400）观察超薄切片，并使用底部安装的Quemesa相机和iTEM软成像系统捕获CF，PG和薄片的数字图像。软件程序'Composer-x64，版本3.4.2.0'用于从-60度到+60度角拍摄的120幅数字图像构建单独的3D图像。

结果：3D断层扫描显示肿胀角膜的CF内微纤维的变性。在2小时和48小时hy中，CF直径显着减小并且纤维间距显着增加与正常角膜相比，干燥的角膜。在水合角膜内，与前基质相比，中间和后基质中的CF直径更小并且纤维间距增加。与正常角膜相比，2小时和48小时水合角膜中的PG面积在前基质中减少如何人工授精，而在中间和后基质中PG面积增加。与正常角膜中PG的密度相比，2小时和48小时样品中PG的密度均降低。

结论：CFs，PGs和薄片由于肿胀而退化。3D成像表明，CF内微纤维和PG的损伤是由前，中，后基质过度水合或肿胀引起的。在正常角膜中提供生物力学强度的前基质的薄片由于存在受损的CF和PG而在肿胀的角膜中退化。