Nghiên cứu chuyển động Brown cho thấy nước mắt thật nhớt hơn nước mắt nhân tạo – Physics World

Nghiên cứu chuyển động Brown cho thấy nước mắt thật nhớt hơn nước mắt nhân tạo – Physics World

Dấu thời gian: 11:2023 sáng ngày 8 tháng 00 năm XNUMX

Ảnh cận cảnh mắt của một người có nước mắt
(Được phép: iStock/leonovo)

Các nhà nghiên cứu tại Đại học xứ Basque (UPV/EHU), Tây Ban Nha đã làm sáng tỏ hành vi nhớt đàn hồi của nước mắt con người, chứng minh rằng nước mắt thực sự phức tạp hơn nhiều so với nước mắt nhân tạo và thuốc nhỏ mắt được sử dụng để thay thế chúng. Công trình này có thể giúp các bác sĩ lâm sàng hiểu rõ hơn về các tình trạng như hội chứng khô mắt và có thể hỗ trợ phát triển các phương pháp điều trị tùy chỉnh.

Trong nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã theo dõi chuyển động Brown của các hạt có kích thước micron trong nước mắt khỏe mạnh của con người. Để theo dõi chuyển động này, họ đã kiểm tra cách ánh sáng phản chiếu khỏi các hạt, một kỹ thuật được gọi là tán xạ ánh sáng động. Từ những dữ liệu này, họ thu được thông tin về độ nhớt của chất lỏng (tốc độ mà nó chảy) cũng như tính đàn hồi và ổn định của nó. Họ cũng nghiên cứu hành vi của chất lỏng dưới tác dụng của ứng suất chẳng hạn như ứng suất do chớp mắt gây ra.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng đặc tính đàn hồi nhớt của nước mắt con người phụ thuộc vào nồng độ và kích thước của các phân tử axit hyaluronic bên trong chúng. Độ nhớt của nước mắt người cao hơn 50% so với nước tinh khiết và tương đương với nước mắt nhân tạo chứa 0.1% axit hyaluronic.

Áp dụng cho các chất lỏng sinh học khác

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện dự án này tại Viện Cấu trúc Vật chất (IEM-CSIC) ở Madrid trong hai năm qua và lần đầu tiên sử dụng tán xạ ánh sáng động trong một nghiên cứu trước đó. nghiên cứu liên quan đến các hạt polystyrene trong dung dịch nước. “Cảm hứng cho dự án hiện tại xuất hiện trong một bài thuyết trình về kỹ thuật tại POLYMAT trung tâm ở San Sebastian,” giải thích Juan F Vega, tác giả chính của nghiên cứu hiện tại và là thành viên của nhóm nhãn khoa-sinh học thử nghiệm tại UPV/EHU. “Chính trong sự kiện này, tôi đã có cơ hội kết nối với các nhà nghiên cứu về nhãn khoa, những người bày tỏ sự quan tâm sâu sắc đến việc nghiên cứu các đặc tính của nước mắt nhân tạo và nước mắt con người. Do đó, cùng với đồng nghiệp của tôi là Arantxa Acera, chúng tôi đã quyết định bắt đầu một nỗ lực hợp tác.”

tán xạ ánh sáng động (DLS) để nghiên cứu chất lỏng bằng cách chiếu ánh sáng để phân tán các hạt lơ lửng và các phương pháp lưu biến đo độ nhớt và khả năng chịu ứng suất của chất lỏng
Nghiên cứu thể tích chất lỏng ở cấp độ vi mô, chẳng hạn như nước mắt và thuốc nhỏ mắt, đòi hỏi các phương pháp mới. Các tác giả đã kết hợp hai phương pháp thường được sử dụng và điều chỉnh để áp dụng chúng ở cấp độ vi mô: tán xạ ánh sáng động (DLS) để nghiên cứu chất lỏng bằng cách chiếu ánh sáng để phân tán các hạt lơ lửng và phương pháp lưu biến đo độ nhớt và khả năng chịu ứng suất của chất lỏng bằng cách tạo ra dòng chảy dưới dạng hình học khác nhau như tấm hoặc hình nón. Phép lịch sự: Juan F. Vega và Itxaso Calafel

Theo Vega, kỹ thuật tương tự cũng có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu các vật liệu khác. Ông nói: “Bằng cách sử dụng kỹ thuật này để khám phá các đặc tính và hành vi của nước mắt, chúng tôi có thể mở rộng kiến ​​thức cơ bản về chất lỏng sinh học nói chung. “Điều này có thể dẫn đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về sự phức tạp và động lực học của chất lỏng sinh học, mở ra con đường nghiên cứu và tiến bộ trong các lĩnh vực khác nhau ngoài nhãn khoa, chẳng hạn như vật liệu sinh học, hệ thống phân phối thuốc và các quá trình sinh lý học.”

Ví dụ, Vega cho biết nghiên cứu này có thể giúp các nhà khoa học phát triển thuốc nhỏ mắt có đặc tính ổn định, bôi trơn và giữ ẩm phù hợp cho bệnh lý hoặc tình trạng mắt của bệnh nhân. Ông nói: “Cuối cùng, công việc này nhằm mục đích nâng cao sự thoải mái và sức khỏe của những người gặp phải các triệu chứng như những triệu chứng liên quan đến hội chứng khô mắt.

Cải tiến nước mắt nhân tạo

Các thành viên nhóm UPV/EHU sẽ tập trung vào hai lĩnh vực nghiên cứu chính trong tương lai. Đầu tiên là khám phá các công thức phức tạp hơn của nước mắt nhân tạo thương mại. Vega nói: “Bằng cách phân tích chi tiết các chất lỏng này, chúng tôi mong muốn đạt được sự hiểu biết toàn diện về thành phần của chúng và cách chúng tương tác với môi trường mắt. Thế giới vật lý. “Những nghiên cứu như vậy sẽ cung cấp cho chúng tôi những hiểu biết có giá trị về hiệu quả và hạn chế của những sản phẩm này, đồng thời sẽ cho phép chúng tôi xác định các lĩnh vực cần cải thiện và tối ưu hóa.”

Ông cho biết thêm, khi họ hiểu được các đặc tính và nhược điểm của nước mắt nhân tạo thương mại, bước tiếp theo sẽ là thiết kế “mô phỏng” nước mắt theo công thức phòng thí nghiệm mới với các đặc tính giống với nước mắt lành mạnh hơn.

Công việc hiện tại được trình bày chi tiết trong Vật lý chất lỏng.

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý