Prueba de compresión automatizada de la lente ocular

Resumen

Presentamos un método automatizado para caracterizar el módulo elástico efectivo de una lente ocular mediante una prueba de compresión.

Resumen

Las propiedades biomecánicas de la lente ocular son esenciales para su función como elemento óptico de potencia variable. Estas propiedades cambian drásticamente con la edad en el cristalino humano, lo que resulta en una pérdida de la visión de cerca llamada presbicia. Sin embargo, los mecanismos de estos cambios siguen siendo desconocidos. La compresión de la lente ofrece un método relativamente simple para evaluar la rigidez biomecánica de la lente en un sentido cualitativo y, cuando se combina con técnicas analíticas adecuadas, puede ayudar a cuantificar las propiedades biomecánicas. Hasta la fecha, se han realizado una variedad de pruebas de compresión de lentes, incluidas las manuales y automatizadas, pero estos métodos aplican de manera inconsistente aspectos clave de las pruebas biomecánicas, como el preacondicionamiento, las tasas de carga y el tiempo entre mediciones. Este artículo describe una prueba de compresión de lente totalmente automatizada en la que una platina motorizada se sincroniza con una cámara para capturar la fuerza, el desplazamiento y la forma de la lente a través de un protocolo de carga preprogramado. A partir de estos datos se puede calcular un módulo elástico característico. Si bien se demuestra aquí utilizando lentes porcinas, el enfoque es apropiado para la compresión de lentes de cualquier especie.

Introducción

El cristalino es el órgano transparente y flexible que se encuentra en el ojo y que le permite enfocar a diferentes distancias cambiando su poder de refracción. Esta habilidad se conoce como acomodación. El poder refractivo se ve alterado debido a la contracción y relajación del músculo ciliar. Cuando el músculo ciliar se contrae, el cristalino se engrosa y se desplaza hacia adelante, aumentando su poder refractivo ^1,2. El aumento de la potencia de refracción permite que la lente enfoque los objetos cercanos. A medida que los humanos envejecen, el cristalino se vuelve más rígido y esta capacidad de acomodación....

Protocolo

Los ojos de cerdo se obtuvieron de un matadero local. No se requirió la aprobación del comité de ética.

1. Disección del cristalino (Figura 1)

1. Retire todo el tejido circundante de los ojos de cerdo y el exceso de carne de la esclerótica, hasta que solo quede el nervio óptico. Usa pinzas curvas y tijeras de disección pequeñas para completar este proceso. Use el nervio como un ancla para sostener el ojo durante la disección.
2. Con un bisturí, haz un corte circunferencial corto en el limbo y luego otro en el ecuador.
   NOTA: Este paso se realiza en este orden pa....

Resultados

Se comprimieron seis lentes porcinas, primero con la cápsula intacta y luego después de una cuidadosa extracción de la cápsula. Los valores de espesor fueron de 7,65 ± 0,43 mm para las lentes encapsuladas y de 6,69 ± 0,29 mm para las lentes desencapsuladas (media ± desviación estándar). En la Figura 3 se muestra un historial de carga típico. Las curvas de fuerza-desplazamiento resultantes estaban bien ajustadas por el modelo de Hertz (es decir, tenían una fuerza proporcional al de.......

Discusión

La compresión de la lente es un método versátil para estimar la rigidez de la lente. Los procedimientos descritos anteriormente permiten la comparación entre lentes de diferentes especies y diferentes tamaños. Todas las deformaciones se normalizan en función del tamaño de la lente, y el cálculo del módulo elástico tiene en cuenta aproximadamente el tamaño de la lente. El módulo efectivo es considerablemente más alto que el módulo reportado previamente para la lente porcina.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Curved Medium Point General Purpose Forceps	Fisherbrand	16-100-110
Galil COM Libraries	Galil Motion Control
High Precision Scalpel Handle	Fisherbrand	12-000-164
Linear Stage	McMaster-Carr	6734K4 0.125"
Load Cell	FUTEK	LSB200-FSH03869
Load Cell Amplifier	FUTEK	IAA300-FSH03931
MATLAB	The Mathworks, Inc.
Microprobe	Surgical Design	22-079-740
Miniature Self Opening Precision Scissors	Excelta	63042-004
Motion Controller	Galil Motion Control	DMC-31012
Motor	Galil Motion Control	BLM-N23-50-1000-B
Straight Hemastats	Fine Science	NC9247203	stainless steel, 14cm