Estimación de las propiedades mecánicas de la esclerótica a partir de la tomografía de coherencia óptica con soplo de aire
Investigadores del Instituto de Óptica del CSIC han publicado un nuevo método para poder estimar las propiedades mecánicas de la esclerótica del ojo. Cambios en la biomecánica escleral se han asociado defectos prevalentes de la visión como la miopía o el glaucoma.
En el trabajo participan también investigadores del CNR (Instituto per i Processi Chimico-Fisici) en Mesina (Italia), del International Centre for Translational Eye Research (ICTER, IChF-PAN) en Varsovia (Polonia) y de la Universiadd de Rochester, Nueva York (Flaum Eye Institute, Institute of Optics and Center for Visual Science)
¿Qué es la esclerótica?
La esclerótica es la parte blanca del ojo y se cree que juega un papel fundamental en la aparición de la miopía. La miopía es el defecto de visión más común y afecta aproximadamente al 22% de la población mundial. Además, este porcentaje ha ido aumentando en los últimos años, alcanzando el 90% en algunas poblaciones asiáticas.
La esclerótica es un tejido de tipo conectivo cuyas células están inmersas en un material formado principalmente por haces de fibras de colágeno que se entrelazan formando una estructura más o menos firme. En ojos muy miopes, la parte posterior de la esclerótica es más delgada que en ojos que ven sin defectos (emétropes).
Este entretejido de fibras de colágeno es fundamental para la rigidez de la esclerótica, por lo que su comportamiento biomecánico podría depender del grado de entrelazamiento de las fibras, lo que a su vez podría afectar a la deformación o no deformación del ojo.
La miopía
La miopía es el resultado de un desajuste entre la longitud focal de los componentes oculares y la profundidad del ojo, por lo que las imágenes se enfocan frente a la retina, en lugar de justo en la retina. El crecimiento axial excesivo del ojo es responsable del 95% de los casos de miopía.
Se ha sugerido que los componentes oculares (la córnea y el cristalino) también experimentan cambios en los miopes, aunque en menor grado. Los pacientes miopes exhiben, por ejemplo, un cristalino más delgado y un poder del cristalino más bajo en comparación con los ojos sin defectos, presumiblemente con el objetivo de compensar el alargamiento axial del ojo. La secuencia de acontecimientos que llevan a la elongación axial conduce a un remodelado del tejido escleral, de ahí la importancia de investigar sus propiedades biomecánicas.
El estudio
En el estudio los investigadores han publicado un método para estimar las propiedades biomecánicas de la esclerótica porcina en globos oculares intactos previamente extraídos del animal. Han utilizado la técnica de tomografía de coherencia óptica para registrar las vibraciones causadas por una fuente de soplo de aire, y han aislado las propiedades mecánicas interesantes del tejido de los datos utilizando técnicas matemáticas de optimización inversa basadas en el modelado de elementos finitos.
Del mismo modo que el método, previamente desarrollado por los autores para evaluar la cornea, se aplica en vivo para determinar las propiedades mecánicas corneales, se espera que en un futuro la técnica desarrollada se pueda aplicar también en vivo para obtener información del tejido escleral.
Tomografía de coherencia óptica
La tomografía de coherencia óptica de fuente de barrido es una técnica de imagen tomográfica (imagen por secciones), no invasiva, que utiliza una fuente de luz de barrido en longitudes de onda para obtener información de las distintas capas en profundidad en un tejido.
Aplicaciones
El uso de imágenes de soplo de aire escleral es prometedor para la investigación no invasiva de los cambios estructurales en el ojo asociados con la miopía y el glaucoma, y para monitorizar cambios de la rigidez de la esclerótica durante una enfermedad o tratamiento.
La aplicación de esta técnica in vivo tiene el potencial de identificar pacientes con riesgo de desarrollar miopía u otras enfermedades en las que interviene la biomecánica escleral (por ejemplo, el glaucoma), y para comprobar la eficacia de nuevos tratamientos de miopía como el cross-linking escleral y otros métodos farmacológicos.
La estimulación con soplo de aire es una práctica convencional en la evaluación clínica corneal, y es posible que sea aplicable in vivo en la esclerótica mediante fijación excéntrica o rotación ocular, al menos en regiones alrededor del limbo.
Para que esta técnica pueda aplicarse se necesitan más estudios en modelos animales y en ojos humanos para establecer la relación entre las propiedades mecánicas de las regiones anterior y posterior, en función de la miopía que se padezca y la edad.
Scleral Crosslinking
Ya existen técnicas para fortalecer la esclerótica y prevenir así el desarrollo de la miopía, mediante crosslinking.
Estas técnicas ayudan a que se formen nuevas uniones entre las fibras de colágeno, que aunque no evitan la reducción del número de haces de fibras de colágeno sí consiguen que los haces de fibras parezcan más densos y distribuidos con mayor regularidad.
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