Free Radic Res.2019 Jun;53(6):611-617. doi: 10.1080/10715762.2019.1603378. Epub 2019 May 27.

Evaluation of acute corneal damage induced by 222-nm and 254-nm ultraviolet light in Sprague-Dawley rats

Sachiko Kaidzu¹, Kazunobu Sugihara¹, Masahiro Sasaki², Aiko Nishiaki², Tatsushi Igarashi² and Masaki Tanito¹ 

1 Department of Ophthalmology, Faculty of Medicine, Shimane University, Izumo, Japan 

2 Ushio Inc., Tokyo, Japan 

Overview

　Ultraviolet rays (Far UV-C) at 222 nm generated by krypton-chlorine excimer lamps and filters inactivate bacteria, but the effects of 222 nm exposure on the eyes are unknown. Therefore, we evaluated acute corneal injury induced by 222 nm and 254 nm UV light irradiation in albino rats. Under deep anesthesia, radiation was performed. Irradiance was 30, 150 and 600 mJ/cm² for each wavelength. Corneal epithelial defects were detected by fluorescein staining. Superficial punctate keratitis occurred at doses of 150 mJ/cm² and above at 254 nm, and corneal erosion was observed at doses of 600 mJ/cm². Hematoxylin and eosin staining also showed corneal epithelial defects upon 254 nm UV-C irradiation. No damage was observed in the corneal epithelium with 222 nm with Filter Far UV-C irradiation. UV-induced DNA damage was confirmed by positivity for cyclobutanepyrimidine dimers. In normal corneas, some epithelial cells were weakly stained, and in corneas irradiated with 254 nm at 600 mJ/cm², desquamated epithelial layers were strongly stained. No staining was observed at 222 nm with Filter. From these, it is suggested that there is no damage to rat eyes within the 222 nm with Filter(Far UV-C) irradiation energy range, and that it may be useful for bacterial inactivation and infection prevention. 


 

概要

　クリプトン-塩素エキシマランプやフィルターから発生する222nmの紫外線（Far UV-C）は細菌を不活性化するが、222nmの照射が目に与える影響については不明である。そこで、アルビノラットを用いて222nmと254nmの紫外線照射による急性角膜傷害を評価した。深い麻酔下で照射を行った。照射量は、各波長とも30、150、600mJ/cm²であった。角膜上皮の欠損はフルオレセイン染色によって検出された。254nmで150 mJ/cm²以上の線量では表在性の点状角膜炎が、600 mJ/cm²の線量では角膜びらんが観察された。ヘマトキシリン・エオジン染色でも254nmのUV-C照射で角膜上皮の欠損が見られた。フィルターを通した222 nm（Far UV-C）の照射では角膜上皮に損傷は認められなかった。紫外線によるDNA損傷はシクロブタンピリミジン二量体の陽性により確認された。正常角膜では、一部の上皮細胞が弱く染色され、254nmを600mJ/cm²で照射した角膜では、脱落した上皮層が強く染色された。フィルターを通した222 nm（Far UV-C）を照射した場合は染色されなかった。これらのことから、フィルターを通した222 nm（Far UV-C）の場合、筆者らの照射したエネルギー範囲では、ラットの眼にダメージはなく、細菌の不活性化および感染予防に有用であることが示唆された。 　

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