Rat kornealarının kornea saklama solüsyonunda zaman içerisindeki değişiminin RAMAN spektrofotometrisi ile değerlendirilmesi

Abstract

Kornea hastalıklarının sebep olduğu görme kayıplarının tedavisinde kornea nakli önemli bir tedavi yöntemidir. Donörden alınan kornea dokularını saklamak amacıyla günümüze kadar birçok yöntem kullanılmıştır. Günümüzde alınan kornea dokusunu saklamak için en yaygın kullanılan solüsyon Optisol’dür. Donörden alınan kornea dokuları saklama solüsyonları içinde 14 güne kadar ve özellikle ilk 7 gün oldukça korunabilmektedir. Raman spektroskopisi lazer tabanlı bir analiz tekniğidir ve Raman spektroskopisinde, biyolojik dokuların kimyasal ve biyofiziksel özellikleri dokunun içine girilmeden belirlenmektedir. Raman spektroskopisi örnekler için herhangi bir hazırlığa ihtiyaç olmaksızın, dokunun biyolojik içeriklerini çok hızlı bir şekilde belirlemektedir ve her bileşen için belli spektrumlar vermektedir. Non-invaziv olarak canlı hayvanlarda kullanılabilir. Raman spektroskopisinin son yıllarda tıpta kullanımıyla ilgili çalışmalar yaygınlaşmaktadır. Çalışmamızda rat kornealarının kornea saklama solüsyonu Optisol içinde zaman içerisindeki değişiminin Raman spektroskopisi ile incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmamızda 18 adet ağırlıkları 200-250 gr. arasında değişen, üç aylık Rattus norvegicus türü Wistar cinsi yetişkin dişi sıçanın 36 adet korneası kullanılmıştır. 1,2,3,7,8,9,12,13,14. günlerde her gün 2 adet sıçan korneası sterilizasyon alında alınmıştır. Alınan tüm kornealar, her solüsyon kabında 1 adet olacak şekilde konulup tüm solüsyonlar alındığı gün, grup ve gözün yönüne göre gruplandırılmıştır, ayrıca 12,13,14.gün alınanlar erken dönem, 7,8,9.gün alınanlar orta dönem, 12,13,14.gün alınanlar geç dönem olarak isimlendirilmiştir. Alınan kornealar +4°C’de ölçüm anına dek saklanmıştır. 14.gün son korneanın alımından sonra alınan korneaların analizi Konya Necmettin Erbakan Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi’nde bulunan Renishaw inVia raman microscope cihazı ile yapılmıştır. Tüm kornealardan ölçümler alınmış, birbirleriyle karşılaştırılmış, anlamlı sonuçlar görülmesi üzerine, kollajen ve proteoglikanlara denk gelen spektrum bölgeleri üzerine yoğunlaşılmış ve 1670/1640, 1275/1247, 938/925, 858/877, 1033/1450, 1248/1043 oranları karşılaştırılmıştır. Kollajen ölçümlerini gösteren 1670/1640, 938/925, 858/877 bölgelerinde geç dönemlerde erken dönemlere göre istatistiksel anlamlı sonuçlara ulaşılmıştır (p<0.001). Ancak 938/925, 858/877 bölgelerinde erken ve orta dönem arası istatistiksel anlamlı fark görülmemiştir (p>0.05). 1670/1640 bölgesinde orta dönemde erken döneme göre kollajen yapısında istatistiksel olarak anlamlı bozulma görülmüştür (p<0.001). Proteoglikan ölçümlerini gösteren 1248/1043 bölgelerinde geç dönemde erken ve orta döneme göre proteoglikan yapısında istatistiksel anlamlı bozulma görülmüştür (p<0.05). Ancak bu ölçümde orta dönem proteoglikan yapısı erken döneme göre daha olumlu sonuç vermiştir (p<0.05). Yapılan son yayınlarda 1033/1450 oranının matrikste bulunan kollajen oranını gösterdiği söylenmektedir. Bu oranın artması kollajen yapısındaki bozulmalara işarettir. Çalışmamızda 2.gün ve sonraki ölçümlerde bu oranda anlamlı artışlar görülmüştür (p<0.05). Sonuç olarak donörden alınan kornea dokuları saklama solüsyonlarında zaman içinde değişime uğramaktadır, kornea dokuları 14 güne kadar ve özellikle ilk 7 gün oldukça korunabilmektedir. Raman spektroskobunun tıbbi alanlardaki kullanımı arttıkça canlı ve cansız dokulardaki biyokimyasal yapıların analizlerinin daha iyi olması umut edilmektedir. İleride yapılacak çalışmalarda denek sayısının arttırılması, ölçüm sayılarının arttırılması, sadece solüsyonun ve solüsyona konulmadan önce korneanın ölçümlerinin alınması daha faydalı sonuçlar verebilir.

Corneal transplantation is an important treatment method in the treatment of vision loss caused by corneal diseases. Many methods have been used to preserve the corneal tissues taken from the donor. Today, the most widely used solution to preserve corneal tissue is Optisol. Corneal tissues taken from the donor can be preserved in storage solutions for up to 14 days and especially for the first 7 days. Raman spectroscopy is a laser-based analysis technique, and in Raman spectroscopy, the chemical and biophysical properties of biological tissues are determined without penetrating the tissue. Raman spectroscopy determines the biological contents of the tissue very quickly without the need for any preparation for the samples and gives specific spectra for each component. It can be used in live animals non-invasively. Studies on the use of Raman spectroscopy in medicine have become widespread in recent years. In our study, it was aimed to examine the change of rat corneas over time in the corneal storage solution Optisol by Raman spectroscopy. In our study, 18 pieces of weight were 200-250 gr. 36 corneas of a three-month-old Rattus norvegicus species Wistar adult female rat were used. On days 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 14 each day 2 rat corneas were taken daily under sterilization. All the collected corneas were placed as 1 in each solution container and all the solutions were grouped according to the day, group and eye direction. Also, those taken on the 12th, 13th, 14th days are named the early period, those taken on the 7th, 8th, 9th days are named the mid-term, 12, 13, 14. days taken are named as late period. The collected corneas were stored at +4°C until the measurement. The analysis of the corneas taken after the last cornea removal on the 14th day was made with the Renishaw inVia raman microscope device in Konya Necmettin Erbakan University Science and Technology Research and Application Center. Measurements were taken from all corneas, compared with each other, and when significant results were seen, the spectrum regions corresponding to collagen and proteoglycans were concentrated and the ratios of 1670/1640, 1275/1247, 938/925, 858/877, 1033/1450, 1248/1043 were compared. Statistically significant results were obtained in the late periods compared to the early periods in regions 1670/1640, 938/925, 858/877 showing collagen measurements (p<0.001). However, there was no statistically significant difference between the early and mid-terms in the 938/925, 858/877 regions (p>0.05). In the 1670/1640 region, a statistically significant deterioration was observed in the collagen structure in the mid-term compared to the early period (p<0.001). Statistically significant deterioration was observed in the proteoglycan structure in the late period compared to the early and mid-term in 1248/1043 regions showing proteoglycan measurements (p<0.05). But, in this measurement, the mid-term proteoglycan structure gave a more positive result than the early period (p<0.05). In recent publications, it is said that the ratio of 1033/1450 indicates the ratio of collagen in the matrix. An increase in this rate indicates deterioration in the collagen structure. In our study, significant increases were observed in this rate in the 2nd day and subsequent measurements (p<0.05). As a result, corneal tissues taken from the donor undergo changes over time in storage solutions, corneal tissues can be preserved for up to 14 days and especially for the first 7 days. It is hoped that the analysis of biochemical structures in living and non-living tissues will be better as the use of Raman spectroscope in medical fields increases. In future studies, increasing the number of subjects, increasing the number of measurements, measuring only the solution and the cornea before it is put into the solution may give more useful results.