Determinación de propiedades reológicas interfaciales de lípidos meibomiales

Abstract

Un componente esencial para la visión es la superficie del ojo, esta comprende los constituyentes celulares que cubren las áreas expuestas del ojo, el margen del parpado y la película lagrimal. La película lagrimal se trata de un sistema coloidal extremadamente variado, que está compuesta por una capa mucosa, una capa acuosa y una película de lípidos. La capa lipídica está constituida principalmente por lípidos de la glándula de Meibomio y juega un rol vital en el mantenimiento de la homeostasis de la superficie ocular. Entre sus funciones esta brindar estabilidad a la película lagrimal, retrasar la evaporación, fungir como barrera contra partículas foráneas además de tener actividad antimicrobiana. Estas funciones requieren la formación de una capa lipídica estable y continua para tolerar un rango de diferentes deformaciones. Su inestabilidad y ruptura puede causar irritación o inflamación en la superficie ocular y síntomas de ojo seco. En este trabajo se determinaron in vitro propiedades de la capa lipídica de la pelicula lagrimal, de lípidos extraidos de personas sanas y personas con deficiencias de las glándulas de meibomio, en una interface aire-agua usando el método de la gota pendiente y la palagana de Langmuir con una placa de Wilhelmy. Las isotermas de presión superficial/área muestran que los lípidos resultaron bastante compresibles y no colapsaron a altas presiones superficiales, en los ciclos de expansión mostraron histéresis, y durante ciclos sucesivos de compresión-expansión las curvas siguieron comportamientos similares en las repeticiones. Los experimentos de reologia interfacial dilatacional indican que el modulo elástico (E’) fue más dominante que el modulo viscoso (E’) en un rango de frecuencias de 1.26 a los 21 rad/s. los módulos de casos y controles se distribuyen en una área de presiones superficiales de entre ~70 mN/m y 200 mN/m para el modulo E’, y entre ~20 mN/m y ~50 mN/m para el modulo E’’, aunque 3 de los casos (caso 2,5 y 10) se encontraron fuera de estas regiones. Entender las diferencias en las propiedades en la interface aire-lipidio entre personas sanas y personas con síndrome del ojo seco podrían ser herramientas útiles para diagnóstico, así como para el desarrollo de posibles tratamientos.

An essential component for vision is the eye surface, which is constituted by cells that cover up the exposed area of the eye, lid margin, and the tear film. The tear film is a complex colloidal system, formed by a mucin-gel layer, an aqueous layer and a lipid film on the outermost surface. This lipid film is mostly produced by the meibomian glands, and has a crucial role in maintaining ocular surface homeostasis. Among its many functions are that it provides stability to the tear film and retards its evaporation. It also works as a barrier against foreign particles and has antimicrobial activity as well. These functions require the formation of a stable, continuous lipid layer to tolerate a range of different stresses due to blinking. In this work, we measured surface properties of meibomian gland lipid films from both healthy people and patients suffering meibomian gland diseases. using the pendant drop method and a Langmuir trough with a Wilhelmy plate. Surface pressure/área isotherms show that lipids proved to be very compressible and non-collapsible at high surface pressures, under expansion cycles they show hysteresis, and during compression-expansion cycles curves follow similar paths among several repetitions. Surface dilatational rheology measurements indicate that in a frequency range of 1.26 to 21 rads/s most of the elastic modulus (E’) of controls and cases were more dominant than the viscous modulus (E’’). Almost all of the cases and controls are distributed in an area between ~70 mN/m and ~200 mN/m for moduli E’, and between ~20 mN/m and ~50 mN/m for moduli E’’. There are 3 cases out of this areas. Understanding the differences in surface properties at the water-air interface of healthy people and persons who suffer a meibomian gland disease could be useful tools for diagnosis, as well as for the development of possible treatments.