Studi gerak Brown menunjukkan air mata asli lebih kental daripada yang buatan – Dunia Fisika

Studi gerak Brown menunjukkan air mata asli lebih kental daripada yang buatan – Dunia Fisika

Stempel Waktu: 11 Agustus 2023 8

Foto close-up mata seseorang dengan air mata di dalamnya
(Sumber: iStock/leonovo)

Para peneliti di Universitas Basque Country (UPV/EHU), Spanyol telah memberikan pencerahan baru mengenai perilaku viskoelastik air mata manusia, dan menunjukkan bahwa air mata asli jauh lebih kompleks dibandingkan air mata buatan dan obat tetes mata yang digunakan sebagai penggantinya. Pekerjaan ini dapat membantu dokter lebih memahami kondisi seperti sindrom mata kering dan dapat membantu pengembangan pengobatan yang disesuaikan.

Dalam studi tersebut, para peneliti memantau gerakan Brown partikel berukuran mikron pada air mata manusia yang sehat. Untuk melacak pergerakan ini, mereka meneliti bagaimana cahaya memantulkan partikel, sebuah teknik yang dikenal sebagai hamburan cahaya dinamis. Dari data tersebut, mereka memperoleh informasi mengenai viskositas cairan (laju alirannya) serta elastisitas dan stabilitasnya. Mereka juga mempelajari perilaku cairan di bawah tekanan seperti yang disebabkan oleh kedipan mata.

Tim menemukan bahwa sifat viskoelastik air mata manusia bergantung pada konsentrasi dan ukuran molekul asam hialuronat di dalamnya. Viskositas air mata manusia 50% lebih tinggi dibandingkan air murni, dan sebanding dengan air mata buatan yang mengandung 0.1% asam hialuronat.

Berlaku untuk biofluida lainnya

Para peneliti telah mengerjakan proyek ini di Institute of Structure of Matter (IEM-CSIC) di Madrid selama dua tahun terakhir, dan pertama kali menggunakan hamburan cahaya dinamis pada penelitian sebelumnya. belajar melibatkan partikel polistiren dalam larutan air. “Inspirasi untuk proyek ini muncul saat presentasi teknik di POLIMAT pusat di San Sebastian,” jelas Juan F Vega, penulis utama penelitian ini dan anggota dari kelompok eksperimen oftalmo-biologi di UPV/EHU. “Pada acara inilah saya mendapat kesempatan untuk terhubung dengan para peneliti di bidang oftalmologi yang menyatakan minatnya untuk mempelajari sifat-sifat air mata buatan dan manusia. Bersama rekan saya Arantxa Acera, kami memutuskan untuk memulai upaya kolaboratif.”

hamburan cahaya dinamis (DLS) untuk mempelajari cairan dengan menyinari cahaya untuk menyebarkan partikel tersuspensi, dan metode reologi yang mengukur viskositas dan toleransi tekanan cairan
Mempelajari volume cairan pada skala mikro, seperti air mata dan obat tetes mata, memerlukan metode baru. Penulis menggabungkan dua metode yang umum digunakan dan menyesuaikan penerapannya pada skala mikro: hamburan cahaya dinamis (DLS) untuk mempelajari cairan dengan menyinari cahaya untuk menyebarkan partikel tersuspensi, dan metode reologi yang mengukur viskositas dan toleransi tegangan cairan dengan menciptakan aliran di bawah geometri yang berbeda seperti pelat atau kerucut. Atas perkenan: Juan F. Vega dan Itxaso Calafel

Menurut Vega, teknik yang sama juga bisa membantu peneliti memahami materi lainnya. “Dengan memanfaatkan teknik ini untuk mengeksplorasi sifat dan perilaku air mata, kita dapat memperluas pengetahuan dasar kita tentang biofluida secara umum,” katanya. “Hal ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih dalam tentang kompleksitas dan dinamika cairan biologis, membuka jalan bagi penelitian dan kemajuan di berbagai bidang di luar oftalmologi, seperti biomaterial, sistem pengiriman obat, dan proses fisiologis.”

Sebagai contoh, Vega mengatakan penelitian ini dapat membantu para ilmuwan mengembangkan obat tetes mata dengan sifat stabilitas, pelumasan dan pelembab yang tepat untuk patologi atau kondisi mata pasien. “Pada akhirnya, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kenyamanan dan kesejahteraan individu yang mengalami gejala seperti sindrom mata kering,” katanya.

Memperbaiki air mata buatan

Anggota tim UPV/EHU akan fokus pada dua bidang utama penelitian di masa depan. Yang pertama adalah mengeksplorasi formulasi air mata buatan komersial yang lebih kompleks. “Dengan menganalisis cairan ini secara mendetail, kami bertujuan untuk mendapatkan pemahaman komprehensif tentang komposisinya dan bagaimana mereka berinteraksi dengan lingkungan mata,” kata Vega. Dunia Fisika. “Studi semacam ini akan memberi kami wawasan berharga mengenai efektivitas dan keterbatasan produk-produk ini dan akan memungkinkan kami mengidentifikasi area yang perlu ditingkatkan dan dioptimalkan.”

Setelah mereka memahami sifat dan kekurangan air mata buatan komersial, tambahnya, langkah selanjutnya adalah merancang “tiruan” air mata baru yang diformulasikan di laboratorium dengan sifat yang lebih mirip dengan air mata sehat.

Pekerjaan saat ini dirinci dalam Fisika Cairan.

Stempel Waktu:

Lebih dari Dunia Fisika