Estudio de movimiento browniano muestra que las lágrimas reales son más viscosas que las artificiales

Estudio de movimiento browniano muestra que las lágrimas reales son más viscosas que las artificiales

Marca de tiempo: 11 de agosto de 2023 8:00 a.m.

Foto de primer plano del ojo de una persona con lágrimas en él
(Cortesía: iStock/leonovo)

Investigadores de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), España, han arrojado nueva luz sobre el comportamiento viscoelástico de las lágrimas humanas, demostrando que las lágrimas reales son mucho más complejas que las lágrimas artificiales y los colirios utilizados para reemplazarlas. El trabajo podría ayudar a los médicos a comprender mejor condiciones como el síndrome del ojo seco y podría ayudar al desarrollo de tratamientos personalizados.

En el estudio, los investigadores monitorearon el movimiento browniano de partículas del tamaño de una micra en lágrimas humanas sanas. Para rastrear este movimiento, examinaron cómo la luz se refleja en las partículas, una técnica conocida como dispersión dinámica de la luz. A partir de estos datos, obtuvieron información sobre la viscosidad del líquido (la velocidad a la que fluye), así como su elasticidad y estabilidad. También estudiaron el comportamiento del líquido bajo tensiones como las provocadas por el parpadeo del ojo.

El equipo descubrió que las propiedades viscoelásticas de las lágrimas humanas dependen de la concentración y el tamaño de las moléculas de ácido hialurónico que contienen. La viscosidad de las lágrimas humanas es un 50 % superior a la del agua pura y comparable a la de las lágrimas artificiales que contienen un 0.1 % de ácido hialurónico.

Aplicable a otros biofluidos

Los investigadores han estado trabajando en este proyecto en el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) en Madrid durante los últimos dos años, y emplearon por primera vez la dispersión dinámica de la luz en un proyecto anterior. estudio involucrando partículas de poliestireno en soluciones acuosas. “La inspiración para el presente proyecto surgió durante una presentación sobre la técnica en el POLIMA en San Sebastián”, explica Juan F Vega, autor principal del presente estudio y miembro del grupo de oftalmobiología experimental de la UPV/EHU. “Fue durante este evento que tuve la oportunidad de conectarme con investigadores en oftalmología que expresaron un gran interés en estudiar las propiedades de las lágrimas artificiales y humanas. Junto con mi colega Arantxa Acera, decidimos iniciar un esfuerzo de colaboración”.

dispersión de luz dinámica (DLS) para estudiar líquidos mediante la luz brillante para dispersar las partículas suspendidas y métodos reológicos que miden la viscosidad y la tolerancia a la tensión de los líquidos
Estudiar volúmenes de líquidos a microescala, como lágrimas y gotas para los ojos, requiere nuevos métodos. Los autores combinaron dos métodos de uso común y los ajustaron para aplicarlos a la microescala: dispersión de luz dinámica (DLS) para estudiar líquidos mediante la luz brillante para dispersar las partículas suspendidas, y métodos reológicos que miden la viscosidad y la tolerancia a la tensión de los líquidos al crear un flujo bajo diferentes geometrías como placas o conos. Cortesía: Juan F. Vega e Itxaso Calafel

Según Vega, la misma técnica también podría ayudar a los investigadores a comprender otros materiales. “Al utilizar esta técnica para explorar las propiedades y comportamientos de las lágrimas, podemos ampliar nuestro conocimiento fundamental de los biofluidos en general”, dice. "Esto puede conducir a una comprensión más profunda de las complejidades y dinámicas de los fluidos biológicos, abriendo caminos para la investigación y los avances en varios campos más allá de la oftalmología, como biomateriales, sistemas de administración de fármacos y procesos fisiológicos".

Como ejemplo, Vega dice que la investigación podría ayudar a los científicos a desarrollar gotas para los ojos con las propiedades adecuadas de estabilidad, lubricación e hidratación para la patología o condición ocular de un paciente. “En última instancia, este trabajo tiene como objetivo mejorar la comodidad y el bienestar de las personas que experimentan síntomas como los asociados con el síndrome del ojo seco”, dice.

Mejorar las lágrimas artificiales

Los miembros del equipo de la UPV/EHU se centrarán en dos áreas clave de investigación futura. El primero es explorar formulaciones más complejas de lágrimas artificiales comerciales. “Al analizar estos líquidos en detalle, nuestro objetivo es obtener una comprensión integral de su composición y cómo interactúan con el entorno ocular”, dice Vega. Mundo de la física. "Dichos estudios nos proporcionarán información valiosa sobre la eficacia y las limitaciones de estos productos y nos permitirán identificar áreas de mejora y optimización".

Una vez que entiendan las propiedades y las deficiencias de las lágrimas artificiales comerciales, añade, el siguiente paso será diseñar nuevos "imitadores" de lágrimas formulados en laboratorio con propiedades más similares a las de las lágrimas sanas.

El presente trabajo se detalla en Física de fluidos.

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