Corneal biomechanics and glaucoma beyond the bidirectional impact of intraocular pressure and corneal deformation response / Biomecânica corneana e glaucoma além do impacto bididirecional da pressão intraocular e da resposta da deformação corneana

ABSTRACT The purpose of this study was to highlight the impact of biomechanical corneal response in available in vivo tonometry methods for glaucoma management. Systematic review of non-contact air-puff tonometers that analyzes the corneal deformation response, with special focus on the investigation of the correlation of derived parameters with intraocular pressure measurements. The two actual and commercially available in vivo corneal tonometers provide promising information about biomechanical characteristics of the cornea and its relation to glaucoma, allowing the development of new protocols to evaluate, diagnose, and manage this disease.

RESUMO O objetivo deste estudo é destacar o impacto da resposta biomecânica corneana em métodos de tonometria in vivo disponíveis para o manejo do glaucoma. Trata-se de revisão sistemática de tonômetros de ar que analisa a resposta à deformação corneana, com foco especial na investigação da correlação dos parâmetros derivados com as medições da pressão intraocular. Os dois tonômetros mais recentes e comercialmente disponíveis fornecem informações promissoras sobre as características biomecânicas da córnea e sua relação com o glaucoma, permitindo o desenvolvimento de novos protocolos para avaliar, diagnosticar e controlar a doença.

Effect of accelerated corneal crosslinking on ocular response analyzer waveform-derived parameters in progressive keratoconus / Efeito do crosslimking corneano acelerado nos parâmetros derivados da forma de onda do analisador de resposta ocular no ceratocone progressivo

ABSTRACT Purpose: To evaluate the effect of accelerated corneal crosslinking on corneal biomechanics with an ocular response analyzer in patients with progressive keratoconus. Methods: In this retrospective study, 50 eyes of 45 patients with progressive keratoconus who underwent accelerated corneal crosslinking were evaluated with ocular response analyzer waveform parameters before and one year after corneal crosslinking. Paired two-tailed Student's t-test was performed to compare the parameters before vs. after corneal crosslinking. Results: Mean patient age was 17.6 ± 3.6 (range 9-25) years. A significant increase was observed in p1 area, p2 area, h2, and dive2 values. No significant difference in corneal hysteresis, corneal resistance factor, or other waveform-derived parameters was observed at one year postoperatively. Conclusion: For estimating the effect of accelerated corneal crosslinking on corneal biomechanics, parameters such as p1 area, p2 area, h2, and dive2 are more sensitive than corneal hysteresis and corneal resistance factor. These results may help us to find out which corneal crosslinking method is most effective for stiffening the cornea.

RESUMO Objetivo: Avaliar o efeito do cross-linking corneano acelerado na biomecânica corneana com analisador de resposta ocular em pacientes com ceratocone progressivo. Métodos: Neste estudo retrospectivo, 50 olhos de 45 pacientes com ceratocone progressivo submetidos à cross-linking corneano acelerado foram avaliados com os parâmetros da forma de onda do analisador de resposta ocular antes e um ano após o tratamento com cross-linking corneano. O teste t de Student pareado bicaudal foi realizado para comparar os parâmetros antes e depois do cross-linking corneano. Resultados: A média de idade dos pacientes foi de 17,6 ± 3,6 (variação de 9 a 25) anos. Um aumento significativo foi observado nos valores de p1area, p2area, h2 e dive2. Nenhuma diferença significativa foi encontrada na histerese da córnea, fator de resistência da córnea ou outros parâmetros derivados da forma de onda foi observada em um ano de pós-operatório. Conclusão: Para estimar o efeito do cross-linking corneano acelerado na biomecânica corneana, parâmentros como p1area, p2area, h2 e dive2 são mais sensíveis que histerese da córnea e fator de resistência corneana. Esses resultados podem nos ajudar a descobrir qual método cross-linking corneano é mais eficaz no enrijecimento da córnea.

De novo DESIGN AND SYNTHESIS OF AN ICE-BINDING, DENDRIMERIC, POLYPEPTIDE BASED ON INSECT ANTIFREEZE PROTEINS / SÍNTESIS Y DISEÑO De novo DE UN POLIPÉPTIDO DENDRÍMERO CON UNIÓN AL HIELO BASADO EN LAS PROTEINAS ANTICONGELANTES DE INSECTOS / Síntes e desenhoo de novo de um polipetídeos dendrímero com uniâo ao gelo baseado nas proteínas anticongelantes de insetos

A new strategy is presented for the design and synthesis of peptides that exhibit ice-binding and antifreeze activity. A pennant-type dendrimer polypeptide scaffoíd combining an a-helical backbone with four short (β-strand branches was synthesized in solid phase using Fmoc chemistry in a divergent approach. The 51-residue dendrimer was characterized by reverse phase high performance liquid chromatography, mass spectrometry and circular dichroism. Each (β-strand branch contained three overlapping TXT amino acid repeats, an ice-binding motif found in the ice-binding face of the spruce budworm (Choristoneura fumiferana) and beetle (Tenebrio molitor) antifreeze proteins. Ice crystals in the presence of the polypeptide monomer displayed fiat, hexagonal plate morphology, similar to that produced by weakly active antifreeze proteins. An oxidized dimeric form of the dendrimer polypeptide also produced fiat hexagonal ice crystals and was capable of inhibiting ice crystal growth upon temperature reduction, a phenomenon termed thermal hysteresis, a defining property of antifreeze proteins. Linkage of the pennant-type dendrimer to a tri-functional cascade-type polypeptide produced a trimeric macromolecule that gave flat hexagonal ice crystals with higher thermal hysteresis activity than the dimer or monomer and an ice crystal burst pattern similar to that produced by samples containing insect antifreeze proteins. This macromolecule was also capable of inhibiting ice recrystallization.

Una nueva estrategia se presenta para el diseño y síntesis de péptidos que se unen al hielo y evidencian actividad anticongelante. Un polipéptido dendrímero del tipo banderín, que combina en su estructura un núcleo a-hélice con cuatro ramificaciones cortas de hojas β, se sintetizó en fase sólida utilizando la química Fmoc con una estrategia divergente. El dendrímero de 51 residuos se caracterizó por cromatografía líquida de alta resolución, espectrometría de masas y dicroís-mo circular. Cada ramifcación de hoja β contiene tres repeticiones de los motivos de aminoácidos TxT sobrelapados, un motivo de unión al hielo presente en la cara de unión de las proteínas anticongelantes del gusano de brotes de abeto (Choristoneura fumiferana) y en el escarabajo (Tenebrio molitor). Los cristales de hielo en presencia del polipéptido monomérico presentan una morfología hexagonal plana, similar a la producida por las proteínas anticongelantes con una débil actividad. Un dímero oxidado del polipéptido también produce cristales de hielo hexagonales planos que fueron capaces de inhibir el crecimiento de los cristales de hielo a medida que se disminuía la temperatura, un fenómeno conocido como histéresis térmica, esto es, una propiedad que define las proteínas anticongelantes. La vinculación del dendrímero tipo banderín a un polipéptido tipo cascada trifuncional produjo una macro-molécula trimérica que generó cristales de hielo hexagonales planos con una mayor actividad de histéresis térmica que los dímeros y los monómeros y un patrón de estallido del cristal de hielo muy similar al producido por las muestras que contienen proteínas anticongelantes de insectos. Estas moléculas además fueron capaces de inhibir la recristianización del hielo.

Uma nova estratégia é apresentada para o desenho e síntese de peptídeos que se unem ao gelo e apresentam atividade anticongelante. Um polipeptídeo dendrímero do tipo pennant que combina em sua estrutura um núcleo a-hélice com quatro ramifcacoes curtas de folhas β foi sintetizado em fase sólida utilizando a química Fmoc com uma estratégia divergente. O dendrímero de 51 resíduos foi caracterizado por cromatografa líquida de alta resolução, espectrometria de massas e dicroísmo circular. Cada ramifcacao de folha (β contém três repeticoes dos motivos de aminoácidos TxT sobrepostos, um motivo de união ao gelo presente na cara de união das proteínas anticongelantes do verme de Choristoneura fumiferana e no escaravelho (Tenebrio molitor). Os cristais de gelo, em presença do polipeptídeo monomérico, apresentam urna morfologia hexagonal plana, similar à produzida pelas proteínas anticongelantes com uma atividade fraca. Um dímero oxidado do polipeptídeo também produz cristais de gelo hexagonais planos e fo-ram capazes de inibir o crescimento dos cristais de gelo à medida que a temperatura diminuia, um fenômeno conhecido como histerese térmica una propriedade que def ne as proteínas anticongelantes. A vinculação do dendrímero tipo pen-nant a um polipeptídeo tipo cascata tri-funcional produziu uma macromolécula trimérica que gerou cristais de gelo hexa-gonais planos com uma maior atividade de histerese térmica que os dímeros e os monómeros e um padrão de estouro do cristal de gelo muito similar ao produzi-do pelas amostras que contêm proteínas anticongelantes de insetos. Estas moléculas, aliás, foram capazes de inibir a recristalização do gelo.

Alterações biomecânicas da córnea de suínos induzidas pela confecções de lamelas pediculadas de diferentes espessuras por laser de femtossegundo / Biomechanical changes after flap creation with different thicknesses with the femtosecond laser in swinish cornea

Objetivo: Investigar as alterações biomecânicas da córnea de suínos induzidas pela confecção de lamelas pediculadas de diferentes espessuras pelo laser de femtossegundo. Métodos: Para a formação dos dois grupos, 12 olhos de porcos foram usados: lamelas pediculadas de 100 e de 300 micrômetros confeccionadas pelo laser de femtossegundo. Cada olho foi submetido aos seguintes exames, antes da criação das lamelas: topografia por rasterstereography, Ocular Response Analyzer (ORA), tomografia do segmento anterior por coerência óptica para a avaliação paquimétrica corneal e das lamelas criadas e sistema de velocidade de onda (SVO), que mede a velocidade de propagação de ondas acústicas entre dois transdutores posicionados na superfície corneal antes e imediatamente, após a feitura da lamela. O primerio passo foi desenhado para o estudo das diferenças em relação à histerese corneal, fator de resistência corneal, mudanças na curvatura e velocidade de propagação de onda acústica entre córneas com lamelas finas e espessas. Posteriormente, as lamelas foram amputadas, e as medidas do sistema de velocidade de onda foram repetidas. Resultados: A média de espessura das lamelas ± desviopadrão (DP) foi de 108,5±6,9 (8,5% da espessura total) e 307,8±11,5 m (22,9% da espessura total), para os grupos de lamelas finas e espessas, respectivamente (p< 0,001). Histerese corneal e o fator de resistência corneal não apresentaram diferença estatística, após a criação de lamelas finas (p = 0,81 e p = 0,62, respectivamente). Histerese corneal foi significantemente mais baixa, depois da confecção de lamelas mais espessas (8,0±1,0 para 5,1±1,5 mmHg para medidas pré e pós-operatórias, respectivamente, p = 0,003, diminuição de 36,25%) e fator de resistência corneal também mostrou significante diminuição nesse grupo, após o procedimento cirúrgico; valores médios pré e pós-operatórios de...

Purpose: To study the impact of programmed flaps at two different thicknesses on the biomechanical properties of the swine corneas. Methods: Twelve pig eyes were enrolled in this study and were formed two groups: 100m and 300 m flaps performed with the femtosecond laser. Each eye had the following procedure before the flap creation: raster photograph topographic maps, Ocular Response Analyzer (ORA), Optical Coherence Tomography to measure the pachymetry and flap thickness and Surface Wave Velocity system which is a prototype system that measures sonic wave propagation time between two transducers positioned on the corneal surface before and after flap creation. This first step was designed to investigate the differences in respect to corneal hysteresis, corneal resistance factor, curvature change and ultrasonic wave propagation between the groups with thinner and thicker flaps. After this initial procedure, flap amputation was performed and new measurements with the surface wave velocity system were taken again. Results: Measured flap thicknesses averaged 108.5±6.9 (8.5% of the total cornea) and 307.8±11.5 m (22.9% of the total cornea) for thin and thick flap groups, respectively (p< 0.001). Hysteresis and corneal resistance factor did not change significantly after flap creation in the thin flap group (p = 0.81 and p = 0.62, respectively). With thicker flaps, both parameters decreased significantly from 8.0±1.0 to 5.1±1.5 mmHg (p=0.003, reduction of 36.25%) and from 8.2±1.6 to 4.1±2.5 mmHg, respectively (p = 0.007), reduction of 50%. Simulated keratometry values increased in the thick flap group (from 39.5±1 D to 45.9±1.2 D, p=0.003) after flap creation and not in the thin flap group (from 40.6±0.6D to 41.4±1.0D, p= 0.55). Regarding surface wave velocity analysis, the surgical procedures induced lower values in some positions although most of them did not present statistically different results. Conclusion: In this experimental model, thicker flaps...