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Unveiling the lamellar structure of the human cornea over its full thickness using polarization-resolved SHG microscopy

引用

Light(Science & Applications) 2023年第9期12卷 1782-1794页

作者： Clothilde Raoux anatole chessel Pierre Mahou Gaël Latour Marie-Claire Schanne-Klein Laboratory for Optics and Biosciences Ecole PolytechniqueCNRSINSERMInstitut Polytechnique de Paris91128 PalaiseauFrance UniversitéParis-Saclay 91190 Gif-sur-YvetteFrance

A key property of the human cornea is to maintain its curvature and consequently its refraction capability despite daily changes in intraocular *** is closely related to the multiscale structure of the corneal stroma,which consists of 1-3µm-thick stacked lamellae made of thin collagen ***,the distribution,size,and orientation of these lamellae along the depth of the cornea are poorly characterized up to *** this study,we use second harmonic generation(SHG)microscopy to visualize the collagen distribution over the full depth of 10 intact and unstained human corneas(500-600µm thick).We take advantage of the small coherence length in epi-detection to axially resolve the lamellae while maintaining the corneal physiological ***,as raw epi-detected SHG images are spatially homogenous because of the sub-wavelength size of stromal collagen fibrils,we use a polarimetric approach to measure the collagen orientation in every *** a careful validation of this approach,we show that the collagen lamellae(i)are mostly oriented along the inferior-superior axis in the anterior stroma and along the nasal-temporal axis in the posterior stroma,with a gradual shift in between and(ii)exhibit more disorder in the anterior *** results represent the first quantitative characterization of the lamellar structure of the human cornea continuously along its entire thickness with micrometric *** also shows the unique potential of P-SHG microscopy for imaging of collagen distribution in thick dense tissues.

关键词： structure curvature resolved

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