Microevaporación no homogénea en modelos biofísicos

Abstract

Una de las causas reconocidas del síndrome del ojo seco es la excesiva evaporación de la película lagrimal acuosa. Teóricamente, se le atribuye a la capa lipídica de la película lagrimal la función de inhibir la evaporación, sin embargo, las demostraciones experimentales han sido ambiguas. En el presente trabajo proponemos un nuevo método para medir microevaporación de agua en presencia o ausencia de películas lipídicas, por medio de un arreglo experimental, que consiste en la observación del movimiento de partículas coloidales a lo largo del menisco que se forma en la esquina de una celda óptica. Siguiento las trayectorias de estas partículas podemos obtener la velocidad de cada partícula. Como se ha demostrado en trabajos anteriores, los flujos evaporativos no homogéneos promueven corrientes internas en el seno del líquido. Con este nuevo método para medir microevaporación, nosotros podemos observar diferencias signifi cativas en la evaporación cuando variamos nuestro sistema a 0, 50 y 100% de humedad relativa (HR). Después de validar nuestro método, encontramos una relación evaporación velocidad de las partículas, además, pudimos medir la velocidad de estas partículas disueltas en agua, agregando lípidos meibomiales de personas sanas y lípidos meibomiales de personas que sufren de disfunsión en la glándula meibomial. Nosotros encontramos que 1) la presencia de lípidos meibomiales disminuyen la velocidad de las partículas por lo tanto, la tasa de evaporación y que 2) la evaporación con lípidos meibomiales provenientes de pacientes diagnosticados es signifi cativamente mayor que los lípidos provenientes de pacientes sanos.

In the international dry eye workshop, it has been agreed that there are two types of dry eye disease: acuode cient and evaporative. Although the inhibition of evaporation is theoretically attributed to the lipid layer of the tear lm (lipids from the meibomian glands), the experimental demonstrations have been equivocal. In this work, we propose a new method for measuring the microscale evaporation by means of a system consisting of an optical array containing a light source, a sensor that allows us to measure the relative humidity of our system, and a digital microscope by which we can observe the movement of colloidal ( uorescent) particles along the meniscus formed at the corner of a cuvette. Following the trajectories, the velocities of each particle are calculated. As it has been demonstrated in previous studies, evaporation ows are related to internal currents. With this new method to measure microscale evaporation, we identi ed evaporative Flux di erences when we vary our system to 0, 50 and 100% of relative humidity (RH). After validating our experimental setup by varying the RH and proving that there is indeed a velocity-evaporative- ux relation, remeasured the velocity of trace particles in water covered with meibomian lipids coming from healthy people and lipids coming from patients diagnosed with Meibomian Gland Dysfunction. Interestingly, we found that 1) the presence of meibomian lipids decrease the velocity of the particles, and thus the rate of evaporation and 2) the evaporation with meibomian lipids from diagnosed Patients is signi cantly higher than healthy controls.