Embed Size (px)
Citation preview
1
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
TRABAJO FIN DE MÁSTER
INTERACCIONES DE LÁGRIMAS ARTIFICIALES
LIPÍDICAS Y COMPONENTES DE LA LÁGRIMA
RODRIGO GONZÁLEZ REGUEIRO
DIRECTORES: JOAN TORRENT Y JAVIER HOYO
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA
Fecha de lectura
28/10/2020
Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa
© Universitat Politècnica de Catalunya, año 2019. Todos los derechos reservados
2
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
Los Srs. Joan Torrent y Javier Hoyo como directores del trabajo
CERTIFICAN
Que el Sr Rodrigo González Regueiro ha realizado bajo su supervisión el trabajo
“Interacciones de las lágrimas artificiales lipídicas y componentes de la lágrima” que se
recoge en esta memoria para optar al título de máster en optometría y ciencias de la
visión.
Y para que conste, firmamos este certificado.
Sr Joan Torrent Sr Javier Hoyo
Director del trabajo Director del trabajo
Terrassa 7-10-2020
Facultat d’Òptica i Optometria de Terrassa
© Universitat Politècnica de Catalunya, año 2019. Todos los derechos reservados
3
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
INTERACCIONES DE LÁGRIMAS ARTIFICIALES
LIPÍDICAS Y COMPONENTES DE LA LÁGRIMA
RESUMEN
Son muchos los usuarios que se quejan de presentar ojo seco, esto es debido a que
tienen una mala o escasa calidad lagrimal. Por ello, tener una buena película lagrimal
es de suma importancia, ya que interviene principalmente en la protección y nutrición de
la superficie ocular. El ojo seco está presente en un 10-35% de la población mundial,
porcentaje que asciende hasta más del 50% en usuarios de LC.
La principal causa de ojo seco viene determinada por una rápida y excesiva evaporación
de la lágrima, principalmente por la alteración de la capa lipídica que viene precedida
por un defecto en las glándulas de Meibomio. Hoy en día existen múltiples tratamientos
para el ojo seco evaporativo dependiendo de la severidad del mismo. Algunos de los
más utilizados son las lágrimas artificiales lipídicas o con ácido hialurónico.
Este estudio se centró en analizar el comportamiento e interacción de los componentes
de la lágrima lipídica en espray Óptrex con 2 de los principales componentes de la
lágrima natural humana, glucosa y proteínas, a través de la técnica de Langmuir. Los
resultados que se obtuvieron de estas interacciones fueron que la glucosa le confiere
cierta expansión y rigidez a la capa lipídica debido a su mezcla con los fosfolípidos del
óptrex, mientras que las proteínas le aportan una mayor fluidez y lubricación
ayudándose de la acción del parpadeo.
4
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
INTERACCIONS DE LLÀGRIMES ARTIFICIALS
LIPÍDIQUES I COMPONENTS DE LA LLÀGRIMA
RESUM
Són molts els usuaris que es queixen de presentar ull sec, això és degut a que tenen
una mala o escassa qualitat lacrimal. Per això, tenir una bona pel·lícula lacrimal és de
summa importància, ja que intervé principalment en la protecció i nutrició de la superfície
ocular. L'ull sec és present en un 10-35% de la població mundial, percentatge que
ascendeix fins a més del 50% en usuaris de LC.
La principal causa d´ull sec ve determinada per una ràpida i excessiva evaporació de la
llàgrima, principalment per l´alteració de la capa lipídica que ve precedida per un defecte
en les glàndules de Meibomi. Avui dia hi la múltiples tractaments per a l´ull sec
evaporatiu depenent de la severitat del mateix. Alguns dels més utilitzats són les
llàgrimes artificials lipídiques o amb àcid hialurònic.
Aquest estudi es va centrar en analitzar el comportament i interacció dels components
de la llàgrima lipídica en esprai Óptrex amb 2 dels principals components de la llàgrima
natural humana, glucosa i proteïnes, a través de la tècnica de Langmuir. Els resultats
que es van obtenir d´aquestes interaccions van ser que la glucosa li confereix certa
expansió i rigidesa a la capa lipídica causa de la seva barreja amb els fosfolípids de
l´óptrex, mentre que les proteïnes li aporten una major fluïdesa i lubricació ajudant-se
de l´acció de parpelleig.
5
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
INTERACTIONS OF ARTIFICIAL LIPID TEARS AND
TEAR COMPONENTS
ABSTRACT
There are many users who complain of having dry eye, this is because they have bad or
poor tear quality. Therefore, having a good tear film is of the utmost importance, since it
mainly intervenes in the protection and nutrition of the ocular surface. Dry eye is present
in 10-35% of the world population, a percentage that rises to more than 50% in CL users.
The main cause of dry eye is determined by a rapid and excessive evaporation of the
tear, mainly by the alteration of the lipid layer that is preceded by a defect in the
meibomian glands. Today there are multiple treatments for evaporative dry eye
depending on the severity of it. Some of the most used are lipid artificial tears or
hyaluronic acid.
This study focused on analyzing the behavior and interaction of the components of the
Óptrex spray lipid tear with 2 of the main components of the natural human tears, glucose
and proteins, though the Langmuir technique. The results obtained from these
interactions were that glucose confers a certain expansion and rigidity to the lipid layer
due to its mixture with the phospholipids of the optrex, while the proteins provide it with
greater fluidity and lubrication, aiding the blinking action.
6
MÁSTER UNIVERSITARIO EN OPTOMETRÍA Y CIENCIAS DE LA VISIÓN
AGRADECIMIENTOS
Antes de empezar con el desarrollo del trabajo, quería dedicarle unas palabras e
incorporar un pequeño apartado en donde poder agradecer su labor y dar las gracias a
mis dos tutores del TFM, Joan Torrent y Javier Hoyo. Gracias por haberme facilitado
mucho la realización de dicho trabajo en esta etapa tan adversa y nueva que hemos
tenido que pasar y vivir ante la situación del Covid. En todo momento ambos han estado
en continuo contacto, implicándose, preocupándose y teniendo que gastar una gran
parte de su tiempo libre conmigo, gracias de verdad.
Por último, agradecer también al profesor Tzanko Tzanov, como responsable del
laboratorio de Biotecnología Molecular e Industrial (GBMI), ubicado en el edificio Gaia
de la UPC en Terrassa, las facilidades para el uso de las instalaciones y el equipo KSV
para la realización de los experimentos con la técnica de Langmuir.
7
ÍNDICE
Resumen ………………………………………………………………………………………………………………………… 3
Agradecimientos ……………………………………………………………………………………………………………... 6
Índice de contenidos ………………………………………………………………………………………………………. 7
Introducción (objetivos) …………………………………………………………………………………………………. 8
Planificación …………………………………………………………………………………………………………………... 9
1. Introducción ……………………………………………………………………………………………………... 10
2. Marco teórico ……………………………………………………………………………………………………. 11
2.1. Características y estructura de la película lagrimal …………………………. 11
2.2. Composición ………………………………………………………………….................... 12
2.3. Funciones ………………………………………………………………………………………… 13
2.4. Capa lipídica y su interacción con la LC ……………………………………………. 13
2.5. Relación entre el espesor de la capa lipídica y el color …………………… 14
2.5.1. Patrones interferenciales ………………………………………… 14
2.6. Prevalencia estructura lagrimal ………………………………………………………. 16
2.7. Ojo seco …………………………………………………………………………………………. 16
2.7.1. Definición ………………………………………………………………. 16
2.7.2. Prevalencia ……………………………………………………………. 16
2.7.3. Factores de riesgo …………………………………………………. 17
2.7.4. Clasificación …………………………………………………………… 17
2.7.5. Síntomas ………………………………………………………………. 19
2.7.6. Signos …………………………………………………………………… 20
2.7.7. Complicaciones ……………………………………………………… 20
2.7.8. Tratamiento …………………………………………………………… 20
2.7.9. Fármacos relacionados con ojo seco ……………………... 22
2.8. Lágrimas artificiales ………………………………………………………………………… 23
2.8.1. Formas de presentación ………………………………………... 24
2.8.2. Composición …………………………………………………………. 24
2.8.3. Características físico-químicas ………………………………. 25
2.9. Lágrimas artificiales lipídicas …………………………………………………………. 26
2.9.1. Lípidos …………………………………………………………………. 26
2.9.2. Espráis …………………………………………………………………. 27
3. Laboratorio ……………………………………………………………………………………………………... 27
3.1. Cálculos teóricos monocapa …………………………………………………………. 28
3.2. Módulo de compresibilidad …………………………………………………………... 29
3.3. Instrumentación …………………………………………………………………………… 30
3.4. Material ………………………………………………………………………………………. 31
3.5. Procedimiento ……………………………………………………………………………... 35
4. Resultados y discusión ………………………………………………………………………………….... 36
5. Conclusiones …………………………………………………………………………………………………… 45
6. Anexos ……………………………………………………………………………………………………………. 46
7. Bibliografía ……………………………………………………………………………………………………... 51
8
OBJETIVOS
Este trabajo consta principalmente de los siguientes objetivos:
- Principales:
Observar la interacción entre los lípidos de la lágrima lipídica Óptrex con los
componentes de la lágrima humana, a través de un experimento en el laboratorio
mediante la técnica de Langmuir
Conocer las lágrimas lipídicas y su uso para ojo seco evaporativo y cuáles están en el
mercado hoy en día
- Secundarios
Conocer y profundizar en la enfermedad de ojo seco, síntoma muy común en la práctica
optométrica.
9
PLANIFICACIÓN
La organización para el desarrollo del TFM se ha estructurado en 3 bloques:
1. Bloque 1
En los meses de diciembre, enero y febrero nos hemos centrado en el desarrollo del
marco teórico, es decir, recoger toda la información teórica previa y básica
(estructura de la lágrima, ojo seco y tipos, tipos de lágrimas, etc) para que se pueda
entender posteriormente el porqué y para qué la realización de dicho estudio. Este
bloque teórico se ha ampliado más debido a la situación del Covid que nos ha
impedido desarrollar más el bloque del laboratorio.
2. Bloque 2
El siguiente paso fue realizar los experimentos en el laboratorio GAIA, primero
realizando ensayos con sustancias que teníamos en mayor cantidad con el fin de
poder practicar la técnica de Langmuir, y no pasar a realizar dichos ensayos con las
sustancias a estudiar hasta que consiguiésemos repetitividad con los resultados
previos. Después se realizaron los experimentos que se presentan en este trabajo.
Este bloque nos abarcó los meses de finales de enero, febrero y marzo.
3. Bloque 3
Análisis de los resultados y conclusiones de los experimentos hechos.
10
1. INTRODUCCIÓN
Hoy en día existen diferentes tipos de lágrimas artificiales con diferentes características
y propósitos. Esto se debe a que son cada vez más el número de problemas a nivel
ocular relacionado con la sequedad pudiendo ser debido al medio ambiente, a factores
externos, como por ejemplo el uso de LC, a las pantallas de los ordenadores, etc. Todo
esto hace que la lágrima no mantenga su fisiología y características biológicas normales.
Según datos recopilados en el año 2007 sobre el ojo seco se aprecia que
aproximadamente 3,23 millones de mujeres y 1,68 millones de hombres de más de 50
años de EEUU padecen de ojo seco (DEWS, 2007).
Este TFM es una continuación a un trabajo anterior en el que se estudiaron las diferentes
características, comportamientos e interacciones entre los diferentes tipos de lágrimas
artificiales lipídicas Óptrex disponibles en el mercado y si existían diferencias entre
ellas1. Es por ello, que en este estudio hablaremos sobre el comportamiento que realizan
esas lágrimas artificiales lipídicas y como interaccionan sus componentes con nuestra
lágrima humana, ya que la capa lipídica es una de las más importantes en el sistema
lagrimal para un buen funcionamiento. La capa lipídica de la lágrima es la capa más
superficial, producida principalmente por las glándulas de meibomio, las glándulas de
Zeiss y las glándulas de Moll. La principal función de esta capa es evitar una rápida
evaporación de la película lagrimal.
La capa lipídica está formada por distintas fases:
- Capa anterior: lípidos no polares (hidrofóbicos) compuesta fundamentalmente
por ésteres de colesterol, ceras y triglicéridos.
- Capa interna: formada por lípidos polares (amfifílicos o amfipáticos)
fundamentalmente fosfolípidos, ácidos grasos, amidas grasas y cerebrósidos.
Un aspecto al tener en cuenta para el desarrollo y fabricación de una lágrima artificial
es la viscosidad. La lágrima humana (natural) es ligeramente más viscosa que el agua,
y en casos de usuarios con ojo seco esa viscosidad lagrimal aumenta, a la vez que la
lágrima se vuelve hiperosmolar o hipertónica, por lo que las lágrimas artificiales mejores
son las isoviscosas o las hiperviscosas ligeras puesto que aportan una mejor lubricación.
Si son excesivamente viscosas, pueden ofrecer una excesiva resistencia a ser
extendidas por el parpadeo y por tanto llegar a producir visión borrosa. Asimismo, las
lágrimas artificiales deben ser isotónicas o ligeramente hipotónicas para compensar esa
hiperosmolaridad lagrimal producida en el ojo seco. Las lágrimas artificiales se pueden
clasificar atendiendo diversos criterios como por ejemplo: composición química de su
principio activo principal, osmolaridad, presencia o no de conservantes, nombre
comercial, etc.
En la composición de algunas lágrimas artificiales lipídicas el componente importante
es el fosfolípido, es decir la lecitina de soja la cual se compone principalmente de
fosfocolina o PC. La lecitina de soja se obtiene a partir de los granos de soja por una
extracción mecánica o química utilizando hexano, y esta tiene un alto contenido de PC1.
La técnica de Langmuir es utilizada para el estudio del comportamiento físico-químico
de los lípidos producidos por las glándulas de Meibomio y la interacción con las
11
proteínas de la lagrima. Esta técnica también se ha utilizado para el estudio en el
comportamiento de los lípidos de las lágrimas artificiales lipídicas comerciales como
Innoxa, Optrex, Opticalm y Zero.
2. MARCO TEÓRICO
2.1. CARACTERÍSTICAS Y ESTRUCTURA DE LA PELÍCULA LAGRIMAL2
La película lagrimal es una capa líquida que cubre la superficie externa de la córnea y
conjuntiva.
El volumen total normal oscila alrededor de 7µl y un espesor de entre 4 y 8µm mayor
sobre la córnea que sobre la conjuntiva.
La distribución de la lágrima, el 90% corre a cargo del párpado superior y el 10% del
párpado inferior.
Su composición química es de 0,97% solución salina semejante al plasma sanguíneo.
Contiene carbonatos y bicarbonatos que junto el CO2 ejercen un sistema tampón para
mantener el pH entorno al 7,47, haciendo que la lágrima sea un medio ligeramente
básico.
La película lagrimal está formada por las siguientes capas:
La capa lipídica
Es la capa más superficial, y es la responsable de evitar una rápida evaporación de la
película lagrimal. Su espesor oscila entre 0,05-0,1 µm.
Está formada por:
Capa anterior (no polar). Compuesta fundamentalmente por esteres de colesterol y cera
Capa interna (altamente polar). Compuesta por colesterol libre, ácidos grasos libres,
fosfolípidos, etc.
Esta capa es producida principalmente por tres glándulas:
Glándulas de Meibomio: son glándulas túbulo -acinares de secreción sebácea y
desemboca en el borde libre posterior de los párpados, su número es de 20 a 30 en el
párpado superior e inferior
Las glándulas de Zeiss: son glándulas acinoalveolares que desembocan en el interior
de los folículos de las pestañas y de la carúncula su número es aproximadamente 250.
las glándulas de Moll: son glándulas tubuloalveolares apocrinas, situadas en la parte
anterior del borde palpebral. Unas desembocan en los folículos de las pestañas, otras
en el borde libre de los párpados y otras en la carúncula lagrimal.
12
La capa acuosa
Es la capa de mayor contribución al volumen lagrimal representando más del 90% del
espesor de la película lagrimal. Su espesor oscila alrededor de 7 µm. Proporciona
oxígeno y nutrientes a la córnea.
Esta capa está compuesta principalmente por:
Glándula lagrimal principal (glándula primaria seromucosa)
Glándulas accesorias (Krause y Wolfring): Las glándulas, de Krause y Wolfring, son
seromucosas con un número de aproximadamente 50. Las primeras se encuentran en
las proximidades del fondo saco y las segundas en la conjuntiva supratarsal del párpado
superior.
Sales inorgánicas disueltas, glucosa, urea, proteínas y glicoproteínas.
La capa mucosa
Capa más interna de la película lagrimal. Se encuentra en contacto directo con las
microvellosidades del epitelio corneal. Su espesor oscila entre 0,05-0,02 µm.
En esta capa se encuentran:
Las células caliciformes mucíporas o de Globet, cuyas funciones son la de englobar los
cuerpos extraños, y por lo tanto ejerciendo una acción antimicrobiana, ayudar a
humectar la córnea y bajar la tensión superficial del agua de la película lagrimal (agua
70 dinas/cm → 40 dinas/cm) facilitando que se extienda así la lágrima sobre el epitelio
corneal (que es una superficie hidrófoba). Hay aproximadamente una cantidad de 1,5
millones en el ojo.
Criptas mucosas de Henle: pequeñas oquedades del epitelio conjuntival
Glicocáliz o mucina epitelial (arborización glicoproteica). Las células superficiales del
epitelio producen una glucoproteina, glycocalyx, que también se produce en la superficie
de la conjuntiva y de otras mucosas.
2.2. COMPOSICIÓN2
Está compuesta fundamentalmente por agua (98,2%), y contiene glucoproteínas (0,7%),
glúcidos, electrolitos (Na+, Ca2+, CO3H-), proteínas (factores de crecimiento,
interleuquinas, albúmina, lactoferrina, lisozima (las dos últimas con funciones
antibacterianas), y lípidos (colesterol, fosfolípidos, etc).
Entre los glúcidos destaca la:
- Glucosa: 1gr/dm3
Entre las principales proteínas, que engloban un total de aproximadamente del 7% de
los componentes de la lágrima se encuentran: 3
13
- IgA: 1,93 mg/cm3
- Lactoferrina3,4: 1,65 – 1,77 ± 0,47 mg/cm3
- IgM: 1 µg/µl
- Albúmina,4: 0,46± 0,66 mg/cm3
- Lisozima3,5: 1,4 - 2,07 mg/cm3
Entre las sales y otros componentes orgánicos importantes:
- NaCl: 8 g/dm3
- KCl: 400 cm3/dm3
- NaHCO3: 350 cm3/dm3
Y entre los principales electrolitos destacamos30:
- Na+: 120-170 mmol/dm3
- Potasio: 26-42 mmol/dm3
- Magnesio 0,3-0,6 mmol/dm3
- Calcio2+ 0,5 mmol/dm3
- Cloruro 120-135 mmol/dm3
- Bicarbonatos 26 mmol/dm3
2.3. FUNCIONES6
Cinco son las principales funciones que tiene la lágrima, o película lagrimal (PL) en el
ojo:
- Óptica: La PL mantiene una interfase ópticamente uniforme entre el aire y la
córnea.
- Nutritiva: La PL proporciona al epitelio corneal oxígeno, glucosa, aminoácidos,
vitaminas,etc.
- Limpiadora: La PL elimina sustancias de desecho del metabolismo corneal, CO2,
lactato, detritos, células descamadas, gracias a la acción de los parpados.
- Lubricante: La PL permite un deslizamiento suave de los párpados sobre la
superficie anterior de la LC y de esta sobre el globo ocular durante el parpadeo
- Antimicriobiana: La PL contiene elementos defensivos como proteínas,
anticuerpos, células fagocíticas y otros mecanismos que impiden la infección
ocular.
2.4. CAPA LIPÍDICA Y SU INTERACCIÓN CON LA LC7
La capa lipídica se relaciona con la evaporación y la estabilidad de la lágrima. Cuánto
más gruesa, más estable será la PL. Una capa fina puede producir ojo seco. Las LC
14
desestructuran la película lagrimal (PL) y por tanto pueden ser causa productora de ojo
seco y producir síntomas y signos de ojo seco en sujetos predispuestos.
La capa lipídica es un componente crítico para la estabilidad de la película lagrimal (PL)
y el confort de las LC. Su evaluación clínica, se realiza:
• Con la Lámpara de hendidura, mediante la técnica de reflexión especular, pero el
inconveniente, es que, el área de observación se restringe a unos pocos milímetros,
(como la capa lipídica, no es uniformemente gruesa), lo cual requiere la observación de
un área más extensa.
• Tearscope, subsana los inconvenientes anteriores.
●Keratograph
2.5. RELACIÓN ENTRE EL ESPESOR DE LA CAPA LIPÍDICA Y EL
COLOR: PATRONES INTERFERENCIALES 6.
2.5.1. PATRONES INTERFERENCIALES
Para poder observar los patrones interferenciales y poder así estimar qué grosor tiene
la película lagrimal del sujeto y por lo tanto identificar si es un buen candidato a utilizar
LC o si es posible que desarrolle un ojo seco, se utiliza el Tearscope en combinación al
biomicroscopio.
El Tearscope es un instrumento que permite determinar de manera no invasiva el estado
de la capa lipídica lagrimal. Este se basa en el principio de interferometría, es capaz, de
establecer el grosor de una capa (en este caso la lipídica) a partir de patrones
interferenciales que aparecen cuando la luz se refleja en las interfases aire-lípido y
lípido-agua de distinto índice de refracción. Los patrones son clasificados por su color y
su morfología. Generalmente la capa lipídica es responsable de cualquier franja de
color, sin embargo, si la capa lipídica es más delgada de 60nm solamente se verá un
patrón blanco.
Los diferentes patrones que se pueden dar en un individuo son:
Capa lipídica ausente: (0-13nm)
Marmóreo abierto (15-30 nm): capa lipídica muy fina. Problemas de sequedad con la LC
debido al aumento de la evaporación. Color gris-blanco
Marmóreo cerrado (30-50 nm): capa lipídica más gruesa y estable. Color gris-blanco
Marmóreo fluido (50-80 nm): Apariencia ondulada, generalmente estable. Más
propensos a desarrollar depósitos lipídicos. Pueden ser buenos candidatos a LC. Color
gris-amarillo
Marmóreo Amorfo (80-90 nm): Muy estable debido a una gruesa y homogénea mezcla
de lípidos. Normalmente buenos candidatos a LC. Ocasionalmente problemas con
depósitos lipídicos. Color amarillo
Marmóreo coloreado:
15
- De primer orden (90-140 nm)
- De segundo orden (140-180)
Capa lipídica gruesa y estable. Buenos candidatos a LC, especialmente el coloreado
de primer orden. Pero para espesores > 150 nm, la adaptación puede ser
problemática por la gran cantidad de lípidos. Colores: amarillo/marrón,
marrón/amarillo, marrón, marrón/azul.
Marmóreo patológico: (>180 nm) imagen globular de la capa lipídica no candidatos a
LC. Sujetos con blefaritis, meibomitis, etc.
A B C
D E F
Figura 1. Patrones interferenciales: (A) Marmóreo abierto. (B) Marmóreo
cerrado. (C) Fluido. (D) Amorfo. (E) Coloreado. (F) Patológico
16
2.6. PREVALENCIA ESTRUCTURA LAGRIMAL6
MARMOREO ABIERTO 21%
MARMOREO CERRADO 10%
FLUIDO 23%
AMORFO 24%
COLOREADO 15%
- primer orden 10%
- segundo orden 5%
PATOLÓGICO 7%
2.7. OJO SECO8
2.7.1. DEFINICIÓN8
La definición de ojo seco ha sido un quebradero de cabeza durante años y ha cambiado
a lo largo de toda la historia, ya que ninguna definición parecía ser la más precisa y
completa, a continuación, se definen la antigua y la más actual6:
El Informe del International DryEye Workshop (DEWS) de 2007 define el Síndrome de
Ojo Seco (SOS) como: “Una enfermedad multifactorial de la película Lagrimal y de la
superficie ocular que causa síntomas de incomodidad, molestias visuales e inestabilidad
de la película lagrimal, con daño potencial a la SO. Se acompaña de un aumento de la
osmolaridad de la PL e inflamación de la SO”.
“El ojo seco es una enfermedad multifactorial de la superficie ocular, que se caracteriza
por una pérdida de la homeostasis de la película lagrimal y que va acompañada de
síntomas oculares, en la que la inestabilidad e hiperosmolaridad de la superficie ocular,
la inflamación y daño de la superficie ocular, y las anomalías neurosensoriales
desempeñan papeles etiológicos.” (DEWS de 2017)
2.7.2. PREVALENCIA 9
Su prevalencia e incidencia ha aumentado en los últimos años debido a varios factores
que desestabilizan la película lagrimal como por ejemplo ambientes nocivos (polución,
humos, compuestos orgánicos volátiles, etc), aumento de tareas visuales que
disminuyen la tasa de parpadeo (sobre todo con el uso de pantallas electrónicas) una
mayor utilidad de fármacos (antihistamínicos, antihipertensivos, antidepresivos, etc) el
17
aumento de la esperanza de vida que hacen que aumenten el número de enfermedades
oculares y sistémicas con repercusión en la PL, ya que con la edad tanto la producción
como la estabilidad de la PL disminuye.
Hoy en día afecta en un 10-35% de la población y en caso de ser usuario de LC la cifra
asciende hasta más del 50%. En Estados Unidos, uno de cada cinco individuos padece
síndrome de ojo seco (SOS), y entre siete y diez millones requieren actualmente el uso
de lágrimas artificiales para tratar sus síntomas.
2.7.3. FACTORES DE RIESGO 10
Existen algunos factores que predisponen a que la persona pueda presentar ojo seco,
entre ellos destacan:
- Mayores de 50 años, ya que la síntesis de lágrima tiende a disminuir a edades
avanzadas.
- Sexo femenino. Sobre todo, en ciertos estados como en el embarazo, uso de
píldoras anticonceptivas o menopausia.
- Trasplantes de médula ósea/cáncer: las células trasplantadas atacan algunos
tejidos del huésped como por ejemplo a las glándulas lagrimales, o por efectos
secundarios de la quimioterapia.
- Consumir una baja dieta en Vit A y déficit de grasas esenciales (omega 3) alteran
la secreción de las glándulas de meibomio8.
- Ambientes con baja humedad
- Uso de LC frecuentemente o a lo largo de mucho tiempo.
- Tras cirugías oculares: refractiva, catarata.
2.7.4. CLASIFICACIÓN11
- Clasificación según el DryEye Workshop (DEWS)
- Clasificación según su etiología
- Clasificación según las glándulas y tejidos afectados
- Clasificación según la gravedad
- Ojo seco post-lasik
18
Clasificación según el DyeEye Workshop (DEWS):
Ojo seco por déficit lagrimal (ojo seco hiposecretor): debido a una insuficiente
producción de lágrima que dejan expuestas a las células superficiales del epitelio que
se muestran como puntos en la tinción corneal. Pudiendo estar:
- Asociado a Síndrome Sjogren, pudiendo ser primario o secundario.
- No asociado a Síndrome Sjogren: pudiendo ser por:
- Falta de secreción lagrimal
- Obstrucción del conducto de la glándula lagrimal
- Bloqueo del reflejo
- Fármacos sistémicos
Ojo seco evaporativo: la función lagrimal suele ser normal (secreción, cantidad,
volumen, etc) pero existe una excesiva evaporación de la lágrima. Es el tipo de ojo seco
más frecuente. Pudiendo ser debido a:
- Factores extrínsecos
- Déficit de vitamina A5 (brócoli, zanahorias, pescado, etc.)
- colirios tópicos con conservantes o de líquidos de LC
- Uso de LC
- Enfermedades de la superficie ocular (alergias, o exposición a
ambientes adversos).
- Factores intrínsecos
- Disfunción de las glándulas de Meibomio (DGM)
- Trastorno de apertura palpebral
- Baja frecuencia parpadeo
- Acción farmacológica
Tabla 1. Esquema de la clasificación de los tipos de ojo seco
19
Clasificación según las glándulas y tejidos afectados. Se divide en:
1) Deficiencia acuoserosa
2) Deficiencia lipídica
3) Deficiencia mucínica
Clasificación según la gravedad. Contempla los grados
1) subclínico
2) leve
3) medio
4) grave
5) incapacitante
Ojo seco post-lasik
Ojo seco post-lasik en donde la córnea está anestesiada durante 3-6 meses lo que
provoca una disminución de la producción de lágrimas. Lo más frecuente es que
presenten esta sintomatología aquellos pacientes que ya presentaban ojo seco antes
de la intervención quirúrgica. Presentarán mayor riesgo de padecerlo el sexo femenino,
los que tengan una cantidad de lágrima reducida o al límite, tinciones conjuntivales y
corneales.
2.7.5. SINTOMATOLOGÍA12
El ojo seco es el síntoma más común en la práctica optométrica, por lo que hay que
conocer cuáles y como son sus sintomatologías. Entre ellos destacan:
- Sensación de sequedad
- Falta de lubricación
- Sensación de arenilla y/o de cuerpo extraño (92%)
- Ojos irritados (75%)
- Picor, fotofobia (37%)
- Dificultad para abrir los ojos al despertarse (48%)
- Lagrimeo. El lagrimeo es un mecanismo de defensa del ojo en casos de
sequedad evaporativa. (75%)
- Ardor (83%)
20
2.7.6. SIGNOS 12
- Disminución del menisco lagrimal
- Disminución del tiempo de ruptura de la lagrima
- Hiperemia conjuntival
- Lesiones corneales y conjuntivales, típico una queratitis punteada superficial en
zona inferior (patrón en modo de sonrisa)
- Blefaritis
- Visión borrosa fluctuante
2.7.7. COMPLICACIONES13
El ojo seco medio/severo es una enfermedad complicada ya que puede llegar a provocar
las siguientes complicaciones:
Úlceras corneales
Conjuntivitis
Intolerancia para usar LC
Dificultades para abrir los ojos por la mañana al despertarse8
Disminuir la calidad de vida7. El ojo seco puede dificultarte realizar tareas cotidianas
como leer, conducir, etc.
2.7.8. TRATAMIENTO14
El ojo seco tiene múltiples posibles tratamientos dependiendo de su grado y severidad.
Estos pueden ser:
- Tratamiento etiológico (el de la causa).
o Evitar la causa del ojo seco, si es posible, es la mejor opción.
o Supresión de fármacos (si es posible)
o Administración de vitamina A en caso de escasez de esta
o Disminución del uso de LC si es la causa del ojo seco
o Ante mal posiciones palpebrales (ectropión, parálisis facial, etc), opción
quirúrgica
- Tratamiento no farmacológico:
21
o Lágrimas artificiales: es el principal tratamiento, suele ser suficiente en
síndromes secos leves o moderados, inicialmente se deben administrar
a menudo y posteriormente se tiene que espaciar en el tiempo. En casos
severos se recomienda el uso de colirios sin conservantes o pomadas
por la noche.
o Aumentar la ingesta de agua
o Aumentar ingesta de ácidos grasos Omega 3 y Omega 6: ya que por
ejemplo el ácido graso Omega 6 es un precursor de la prostaglandina
(PG1) estimuladora de la producción de lágrima y también puede tener
efectos antiinflamatorios. Y por otro lado, el ácido graso Omega 3 puede
bloquear el paso de Omega 6 a ácido araquidónico, precursor
proinflamatorio15.
o Gafas protectoras de desecación.
o Higiene palpebral y de pestañas con calor, toallitas húmedas y masaje
palpebral (de abajo hacia arriba) contra el ojo seco evaporativo.
- Otras terapias:
o Parpadeo forzado: útil ante casos de blefaritis, usuarios que utilizan a
menudo ordenadores o usuarios con flacidez palpebral.
o Compresas calientes
o Terapia ocular/frío: Thear Pearl, contiene perlas, a base de agua y
glicerina que mantienen la temperatura terapéutica (tanto calor como frío)
durante 20 minutos. Previamente introducidos en el microondas y
congelador.
Aplicar calor: calentar la máscara en el microondas (10-15
segundos) y aplicar la máscara sobre los ojos cerrados, realizar
masaje palpebral y posteriormente limpieza palpebral.
Aplicar frío: dejar la máscara en el congelador al menos 2h y
aplicar la máscara sobre los ojos cerrados.
o Secretagogos: parasimpaticomiméticos como la pilocarpina oral que
aumenta la producción lagrimal mejorando la sintomatología de
sequedad ocular. Útil en el síndrome de Sjogren.
o Suero autólogo5 y plasma rico en factores de crecimiento: en casos de
ojo seco grave (utilización de su propia sangre que se congela y se
administra posteriormente vía tópica)9
22
A continuación, se muestra un cuadro a modo de resumen de los posibles tratamientos
acorde con la severidad del ojo seco
Gravedad Signos y Síntomas Guía terapéutica
1 Síntomas leves o moderados
No signos en lágrima Signos leves o moderados
en conjuntiva
Medidas preventivas, Lágrimas con
conservantes, control ambiental, beber líquidos
2 Síntomas moderados a graves
Signos en lágrima BUT QPS leve
Tinción conjuntival Alteración calidad visual
Lágrimas sin conservantes
Geles, pomadas Antiinflamatorios
Secretagogos Soporte nutricional
3 Síntomas graves QPS marcada
Tinción corneal central
Tetraciclinas Oclusión punto lagrimal
4 Síntomas graves QPS grave, erosiones Cicatrización corneal
Antiinflamatorios sistémicos
Gafas especiales
Tabla 2. Síntomas, signos y guías de tratamiento para el ojo seco según
severidad
2.7.9. FÁRMACOS RELACIONADO CON OJO SECO16
La mayoría de fármacos que provocan ojo seco son aquellos que tienen una actúan a
nivel del sistema nervioso vegetativo. Entre ellos destacamos:
Fármacos sistémicos:
- Ansiolíticos: oxacepan, bromazepan, diacepan
- Antidepresivos: Imipramina, amitriptilina
- Antipsicóticos: fenotiazítico, butirofenona, tioridazina
- Antiparkinsionanos: biperideno, trihexifenidilo, levodopa + benserazida
- Antihistamínicos: hidroxicina, dexclorfeniramina, pseudoefedrina
- Anticolinérgicos: atropina
- Anti-HTA: espironolactona, metildopa, clonidina, clortalidona, prazosina,
furosemida
- Diuréticos: espironolactona, captopril, xipamida, clortalidona
- Antiestrógenos: tamoxifen
23
- Tranquilizantes: nitrazepan
- Anticonceptivos
- Derivados de Vitamina A: isoretinoína, acitretina, estretinato, retinilpalmitato,
retinilacetato
- Toxina botulínia
Fármacos tópicos:
- Anestésicos: tetracaína, proparacaína, benoxinato, cocaína, lidocaína
- Antimicrobianos: neomicina, anfotericina
- Anticolinérgicos: atropina, escopolamina
- Alfa-adrenérgicos: fenilefrina, nafazolina, antazolina, tetrazolina
- Beta bloqueantes adrenérgicos para el glaucoma: timolol, propanolol
FÁRMACOS ASOCIADOS A OJO SECO
Antibióticos Tetraciclinas
Antihistamínicos Medicamentos antialérgicos Somníferos Medicamentos para la sinusitis
Betabloqueantes tópicos
Anticonceptivos
Diuréticos Furosenida Clorotiazidas
Antihipertensivos Metildopa Reserpina
Medicamentos dermatológicos Isotreína
Toxina botulínica
Alcaloides de Belladona Bellergal Propantelina
Psicomiméticos Tioridazina Clordiacepóxido
Tabla 3. Ejemplos de fármacos asociados a ojo seco
2.8. LÁGRIMAS ARTIFICIALES
Las lágrimas artificiales son un producto farmacéutico/sanitario administrado por vía
tópica y que tienen la finalidad de aliviar la sintomatología del paciente con ojo seco
aumentado la humectación y lubricación ocular.
Tanto en el ojo seco por déficit lagrimal como en el ojo seco evaporativo, se generan
una hiperosmolaridad lagrimal y ésta, genera daño en las células epiteliales de la
superficie ocular, provocando inflamaciones, irritaciones, rojez, en definitiva, alterando
la superficie ocular. Es por ello, que en casos de SOS se utilicen estas lágrimas
artificiales hiposmolares intentando equilibrar la lágrima y que la resultante sea una
lágrima sana.
24
Como ya mencionamos anteriormente en su definición, las lágrimas artificiales se
comercializan en farmacias, ópticas y para-farmacias y su administración es por vía
tópica sobre el epitelio corneal y la conjuntiva para hidratar y lubricar la superficie ocular
durante el parpadeo. Se utilizan principalmente en situaciones de sequedad ocular y en
el síndrome del ojo seco.
Cabe destacar que ninguna lágrima artificial reproduce exactamente igual a la lágrima
natural ni mantiene su ordenamiento.
Las funciones de la lágrima artificial son: mantener el metabolismo de la superficie
ocular, humectar la superficie ocular, lubricar la superficie ocular para facilitar el
parpadeo, mantener una superficie lisa para conseguir una buena visión, y acción
antimicrobiana, limpiadora, etc.
2.8.1. FORMAS DE PRESENTACIÓN
Se pueden presentar en forma de colirios, geles, pomadas o ungüetos (utilizadas
principalmente bien durante la noche bien al despertarse, ya que son más viscosas y
pueden llegar a producir visión borrosa), espráis o también llamados nebulizador
oftálmico (liposomas), o en forma de baños oftálmicos.
2.8.2. COMPOSICIÓN
Las lágrimas artificiales fundamentalmente son agua en un 97-99% y están
acompañadas de otros componentes, pero en mucha menor medida como:
- Soluciones salinas isotónicas o hipotónicas disueltas en el agua como cloruro de
sodio, cloruro potásico, bicarbonato sódico, etc
- Sustancias que alargan la permanencia sobre la superficie ocular tanto
monosacáridos y disacáridos como el glicerol (humectante) sorbitol, manitol, etc
como polisacáridos como ésteres de celulosa, o mucopolisacáridos siendo el
más conocido el ácido hialurónico (0,1%,0,15%,0,18%) o el condroitín-6- sulfato
sódico.
- Polímeros sintéticos derivados del polietilénglicol
- Lípidos formados por ésteres de ácidos grasos insolubles en agua y solubles en
disolventes orgánicos.
- Aditivos como conservantes para prevenir la contaminación bacteriana del
producto como el cloruro de benzalconio, nutrientes, antisépticos y antibióticos
(lisozima, lactoferrina).
25
2.8.3. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS
En este apartado hablaremos sobre los aspectos físico-químicos principales que deben
presentar las lágrimas artificiales: pH, osmolaridad, tensión superficial y
viscosidad/lubricidad.
- pH: el pH debe ser neutro o ligeramente alcalino para alterar lo menos posible el
epitelio.
- Osmoralidad: viene determinada en función de los electrolitos. En la sequedad
ocular se produce un aumento de la osmolaridad de la lágrima bien por una
disminución de la secreción de agua o por aumento de la evaporación. Se
considera que una lágrima superior a 308 mOsm/l indica un ojo seco inicial y una
lágrima superior a 316 mOsm/l correspondería con un ojo seco severo-grave 9.
En este caso las lágrimas artificiales se pueden clasificar en:
o Lágrimas isoosmolares: para casos en los que la sequedad es leve o
ambiental y la película lagrimal es normal.
o Lágrimas hipoosmolares: en casos de sequedad ocular leve-moderada
para poder compensar esa hiperosmolaridad patológica de la lágrima
natural del paciente. Ej: en casos de ojo seco evaporativo.
La mayoría de las lágrimas son isoosmorales (300mOs/l). Ya que las
lágrimas hiperosmolares dañan al epitelio y con una osmolaridad inferior a
100-150 mOsm/l causarían edema e irritación.
- Tensión superficial: la tensión superficial de la lágrima debe ser menor o igual
que la energía superficial de la córnea o LC.
- Viscosidad: se define como la resistencia a la fricción entre las moléculas que
constituyen un fluido. Con esta propiedad que tienen las lágrimas se pretende
retener la película lagrimal sobre la superficie ocular durante más tiempo. Esta
propiedad tiene la capacidad de absorber agua y retenerla sobre la superficie
ocular y reduce el coeficiente de fricción producido por el parpadeo aumentando
la lubricación. Atendiendo a esta característica se pueden clasificar en:
o Lágrimas poco viscosas: el tiempo de permanencia en el ojo será más
corto. Ej: soluciones salinas.
o Lágrimas que adaptan su viscosidad a las necesidades del paciente: el
sistema de gelificación y viscosidad se adapta al grado de sequedad
ocular del paciente. La gelificación es progresiva dependiendo de la
severidad de ojo seco, siendo mejor este cuanto mayor es el grado de
ojo seco y menor ante ojos secos más leves. Ej: Systane Ultra.
o Lágrimas con alta viscosidad: su principio activo tiene una alta viscosidad
produciendo visión borrosa. Ej: hialuronatos sódicos (ácido hialurónico),
carbómeros o geles. Estas lágrimas se reservarían por lo tanto en casos
de ojos secos más severos.
Por lo tanto, ante esta propiedad las mejores lágrimas serían aquellas que
fuesen isoviscosas o hiperviscosas ligeras ya que aportarían una mejor
lubricación.
26
Por lo tanto y como conclusión a estas propiedades mencionadas, la lágrima artificial
ideal sería si presentase estas características:
- Bien tolerada. Alta biodisponibilidad
- No ser tóxica. Sin conservantes
- Propiedades: humectantes, lubricantes, y muco-adhesivas
- Tener un largo periodo de permanencia en el ojo
- Preferiblemente hiposmolar
- Ph fisiológico similar al de la lágrima natural
- No alterar la visión
- Con indicación de que la puedan usar portadores de LC
2.9. LÁGRIMAS ARTIFICIALES LIPÍDICAS: LÍPIDOS Y ESPRAIS 17
Las lágrimas artificiales lipídicas son un tipo de lágrimas artificiales que utilizan
componentes lipídicos para restaurar la capa lipídica de la película lagrimal. Uno de
estos componentes es la lecitina, que se puede aplicar en soluciones de pulverización
que contienen liposomas de lecitina.
Estas lágrimas lipídicas están indicadas en aquellos casos cuyo paciente presente
síntomas o signos más severos de ojo seco, y más en concreto frente al ojo seco
evaporativo. Se utilizan cuando la capa lipídica está defectuosa/alterada y presenta
principalmente una disminución de su espesor.
Existen dos tipos de lágrimas artificiales lipídicas: lípidos y espráis.
2.9.1. LÍPIDOS
Los lípidos forman parte de la familia de las ceras como el petrolatum (parafina,vaselina)
y la lanolina. Tienen un efecto lubricante sin disolución con la lágrima natural por lo que
producen visión borrosa. Su uso está limitado a los ojos secos severos, pacientes con
metaplasia escamosa y normalmente se restringe su uso a aplicaciones nocturnas por
su menor interferencia con la visión. Un ejemplo es el Lipolac que incorpora triglicéridos
como excipiente de un polímero sintético (carbómero) con la finalidad de aportar el
componente lipídico a la lágrima artificial.
Ejemplos: Lipolac, Aquoral Lipo.
2.9.2. ESPRAIS
Los espráis o nebulizadores oftálmicos contienen liposomas. Los liposomas son
microvesículas de cubierta fosfolipídica que contienen ácidos grasos esenciales,
27
vitaminas E, vitaminas F. Su administración es por vía tópica, con los ojos cerrados. Su
función es estabilizar la capa lipídica impidiendo una rápida evaporación lagrimal. La
técnica con los liposomas también se está aplicando para la administración de ciertos
fármacos oculares.
A continuación, se mencionan algunas de las lágrimas lipídicas en espray que están
disponibles en el mercado: Todas las lágrimas que se muestran tienen unas
composiciones muy similares entre ellas12.
INNOXA:
- Contiene liposomas.
- Composición (lecitina de soja, NaCl, etanol…
Opticalm Lipomyst:
- Restaura la capa lipídica
- Contiene coloides (de fosfolípidos)
- Composición: lecitina de soja, NaCl, etanol….
OPTREX:
- Contiene liposomas (formados por lípidos)
- Composición (lecitina de soja, NaCl, etanol, fenoxietanol, palmitato de vitamina
A, vitamina E y agua purificada.
Zero de DISOP:
- Composición: lecitina de soja, NaCl, etanol...
3. LABORATORIO
Este trabajo presenta también una parte experimental donde se estudió el
comportamiento físico-químico de la lágrima artificial lipídica Óptrex con otros compones
presentes de la lágrima (glucosa y proteínas) a través de isotermas mediante la técnica
de Langmuir.
La técnica de Langmuir nos permite poder simular la capa lipídica de la lágrima y poder
así realizar un estudio físico-químico de ella mediante la formación de películas lipídicas
y la obtención de las isotermas presión-superficial- área, π-A. Para poder obtener las
isotermas presión superficial-área se utiliza una balanza de Wilhelmy que mide la
presión superficial y la representa. Sabiendo la concentración y el volumen dispensado,
se puede calcular el número de moléculas del compuesto y así representar el área por
molécula en la isoterma.
Las películas de Langmuir se forman por extensión de un compuesto anfipático, es decir,
moléculas que presentan en un extremo una parte hidrofílica a fin con el agua y otra
28
parte lipofílica (apolar) que no interacciona con el agua, como es el caso de las
moléculas fosfolipídicas presentes en la lágrima humana, sobre agua.
La técnica de Langmuir es útil también para estudiar y formar monocapas sobre otros
líquidos o soluciones (aparte del agua) a las que denominaremos subfases, y observar
su influencia en la capa lipídica y cómo interaccionará con los lípidos presentes en el
Óptrex.
A continuación, se muestran unos apartados en el que se realizan unos cálculos
sencillos relacionados con la aplicación de fosfolípidos del tipo fosfocolina (cuya masa
molecular es de 760,06 g/mol) con una lágrima en spray, y así saber aproximadamente
la cantidad de lípidos que puede llegar a entrar en el ojo al instalar un spray.
3.1. Cálculos teóricos monocapa
● Cantidad de lípidos en moles y en moléculas que se aplican en un espray: se
estima que 10mL sirven para 100 espráis y la concentración de liposomas es de
10mg/ml.
1 spray x 10𝑚𝐿
100 𝑠𝑝𝑟𝑎𝑦𝑠 = 0,10 ml
0,10ml x 10 𝑚𝑔
𝑚𝑙 = 1mg x
1 𝑔𝑟
1000𝑚𝑔 = 0,001 gr
0,001gr x 1 𝑚𝑜𝑙
760,06 𝑔𝑟 = 1,31 x10-6 moles en un spray
1,31x 10-6 mol x 6,022𝑥 1023
1 𝑚𝑜𝑙 = 7,88x 1017 moléc. En un spray
● Cantidad de lípidos en moles y moléculas que se usa en la formación de una
película de Langmuir con 4,5µl y 5µl de espray
- Volumen 4,5 µl
4,5 µl x 1𝑚𝑙
1000µ𝑙 = 4,5x10-3ml x 10
𝑚𝑔
𝑚𝑙 = 0,045 mg
0,045 mg x 1𝑔𝑟
1000𝑚𝑔 x
1 𝑚𝑜𝑙
760,06 𝑔𝑟 = 5,92x 10-8 moles
5,92x 10-8 mol x 6,022𝑥1023
1 𝑚𝑜𝑙 = 3,56x1016 moléculas
- Volumen 5 µl
29
5 µl x 1𝑚𝑙
1000µ𝑙 = 5x10-3 ml x 10
𝑚𝑔
𝑚𝑙 = 0,05 mg
0,05 mg x 1𝑔𝑟
1000𝑚𝑔 x
1 𝑚𝑜𝑙
760,06 𝑔𝑟 = 6,58x10-8 moles
6,58x10-8 mol x 6,022𝑥1023
1𝑚𝑜𝑙 = 3,96x1016 moléculas
Como se puede apreciar la cantidad de lípidos que penetrarían en el ojo tras la acción
de un spray es muy superior a la que haría falta para formar una monocapa de éstos,
por lo que tras la aplicación de un espray se liberan un gran exceso de lípidos, pudiendo
ayudar así al ojo seco.
3.2. Módulo de compresibilidad
Estados físicos
La inversa del módulo de compresibilidad Cs-1 proporciona información sobre la
elasticidad y la compresibilidad de la monocpa correspondiente y se utiliza para la
identificación del estado físico Cs-1, se obtiene a partir de las isotermas π –A calculadas
según la ecuación 1, donde A es el área media por molécula (A2. Molécula-1), π la
presión superficial (Mn.m-1) y T la temperatura absoluta (K).
Cs−1 = −A (
dπ
dA)
T Ecuación 1
Estudio termodinámico
La estabilidad de la mezcla se correlaciona con su energía de mezcla (∆Gmix) y se
obtiene de la siguiente ecuación en la que AE representa el área en exceso A1 y A2 el
área por molécula para los componentes individuales, A12 el área media por molécula
para la mezcla, NA el número de Avogrado, R la constante del gas y T la temperature
absoluta
Ecuación 2
Ecuación3 𝐺𝐸 = 𝑁𝐴 ∫ 𝐴𝐸 𝑑𝜋
𝜋
0
Ecuación 4 ∆Gmix = ∆Gid + GE
)( 221112 AxAxAAE
30
Ecuación 5 AGid = RT (x1 ln x1 + x2 ln x2)
Para poder obtener información e identificar las diferentes fases y estados que puede
sufrir la monocapa se utiliza el inverso del módulo compresibilidad.
Cs-1= -A (
𝑑𝜋
𝑑𝐴)
Los valores de dichas fases según el módulo de compresibilidad son:
- Fase gaseosa: entre 0-12,5 mN/m
- Fase líquido expandido (LE): monocapa fluida, poco rígida: 12,5 a 50mN/m
- Fase líquido condensado (LC): monocapa rígida: 100 a 250 mN/m
- Fase sólida (S): por encima de 250 mN/m
Figura 2. Estados, organización y fluidez de la monocapa
3.3. INSTRUMENTACIÓN
El equipo de Langmuir consta de las siguientes estructuras:
1. canal o cubeta de KSV-NIMA
2. dos barreras móviles
3. una balanza de “Wilhelmy” con un papel de filtro “Whatman #1”.
4. soporte anti-vibratorio completamente cerrado para evitar que ingrese
corrientes de aire
31
Figura 3. Estructura completa de Langmuir
Figura 4. Soporte antivibratorio
3.4. MATERIAL
●Lágrima lipídica Óptrex (fabricante: optima medical Swiss AG, distribuidor:
ReckittBenckiserHealthcare.)
- Composición Óptrex:
32
CARACTERÍSTICAS OPTREX ROJO (ojos secos e irritados)
Composición 1 ml
10 mg lecitina de soja
8 mg cloruro de sodio
8 mg de etanol
5 mg Fenoxietanol
0,25 mg de palmitato de vitamina A
0,02 mg vitamina E
Agua purificada
Tabla 4. Composición de lágrima lipídica Óptrex
Figura 5. Lágrima lipídica Óptrex
● Para el experimento se utilizaron diferentes subfases:
1. Agua ultra pura obtenida a través del sistema Mili Q
Figura 6. Sistema Mili Q
33
2. PBS (phosphatebufferedsaline): solución tampón comúnmente utilizada en la
investigación biológica. Es una solución salina a base de agua. Presente en
todas las preparaciones.
- Casa comercial: Fisher BioReagents.
- Composición: Buffer fosfato (0,01M), cloruro de potasio (0,0027M), cloruro de
sodio (0,137M)
- Preparación: 5 pastillas de PBS disueltas en 1L de agua pura, ya que en las
indicaciones del envase indica que se debe utilizar una pastilla por cada 200ml.
Figura 7. Phosphate Buffere dSaline Tablets (PBS)
3. Glucosa: glúcido (monosacárido) que se encuentra presente en la lágrima
natural humana:
- Casa comercial: Sigma Aldrich
- Concentración: 1g/L. Este valor es la concentración encontrada para glucosa en
lágrima, similar a la glucosa en sangre.
- Preparación: 1g/L de glucosa disuelta en 1L de agua pura.
34
Figura 8. Glucose
4. Proteínas:
Albúmina (BSA): proteína presente en la lágrima humana.
- Casa comercial: Sigma Aldrich
- Concentración: 0,2 gr/l, ya que con 1g la disolución resultante era muy densa y
difícil de trabajar.
- Preparación: 0,2 gr/l de BSA + 5 pastillas de PBS.
Figura 9. Albúmina Serum
35
Lisozima: proteína presenta en la lágrima humana.
- Casa comercial: Sigma Aldrich
- Concentración: 0,2 gr/l, ya que con 1 g la disolución resultante era muy densa y
difícil de trabajar.
- Preparación: 0,2 gr/l de Lisozima + 5 pastillas de PBS.
Figura 10. Lysozyme
Tanto la glucosa como las proteínas son dos moléculas orgánicas que se encuentran
en abundancia en la lágrima humana, y con una mayor concentración que el resto de
componentes, y es por ello que hemos utilizado esas subfases para observar su
interacción con los lípidos del Óptrex.
3.5. PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO
Lo primero de todo era que el recipiente que incluye la sustancia a analizar, los
liposomas de la lágrima lipídica Óptrex, debía permanecer en la nevera (ambiente frío)
cuando no era usado, para que permanezcan sus características.
Pasos a seguir en el laboratorio:
1. Sacar de la nevera el Óptrex
2. Encender el equipo
3. Limpiar el Langmuir mediante cloroformo
4. Dejar pasar 5 minutos tras la limpieza con cloroformo para que se evapore
36
5. En un vaso precipitado con 80 ml de agua ultra pura se coloca el papel de
filtro en contacto para que se vaya mojando mientras esperamos que la
cubeta esté limpia, y así no tener variaciones en la presión
6. Introducir en la “piscina” la subfase de agua para verificar si quedó limpio.
Para ello se debe ir al software poner en “ISO”, cambiar la velocidad del cierre
de las barreras a 100mm/min y colocar a cero tanto la presión como la
distancia de las barreras. Repetir este procedimiento tantas veces sea
necesario hasta que en la isoterma no marque picos, es decir, que la presión
no suba de 0, ya que indicaría suciedad
7. Una vez limpio, retirar el agua mediante el aspirador y poner la primera
subfase a analizar con el Óptrex y la colocación del papel de filtro en un
gancho en la electrobalanza
8. Para formar las monocapas se utilizó Óptrex y las diferentes subfases
mencionadas anteriormente (glucosa y proteínas). Para la extracción del
Óptrex se utilizó una pipeta de 30µl cogiendo una cantidad de 4,5 µl para la
formación de las monocapas. Para la introducción de los 4,5 µl del Óptrex en
la película de Langmuir se debe hacer cuidadosamente y casi tocando con
la superficie de la subfase puesta anteriormente. Tras ello, esperar 10
minutos (tiempo necesario para que los liposomas se organicen y se
dispongan en vertical, proceso que ocurría en la fase de condensación).
9. Pasado los 10 minutos se podría empezar la isoterma cambiando la
velocidad de las barreras que pasaría de 100 mm/min a 15 mm/min siendo
así mucho más lento su cierre. A medida que se van cerrando las barreras
los lípidos se van comprimiendo y se superpondrán hasta que la monocapa
se rompe. El tiempo de duración del cierre de las barreras son otros 10min,
por lo que el tiempo total para la obtención de una isoterma oscila alrededor
de unos 20min.
10. Todos estos procesos se han realizado bajo una temperatura constante de
23ºC.
4. RESULTADOS Y DISCUSION
PBS+OPT
Se ha evaluado la actividad superficial del Óptrex en la subfase PBS (Figura 1). Se
puede observar que el propio Óptrex ya presenta una marcada actividad superficial que
se debe a la presencia de diversos compuestos superficialmente activos en su
composición (principalmente lípidos). En consecuencia, definimos la actividad
superficial observada como la respuesta combinada de los diversos compuestos activos
presentes en el Óptrex.
En las curvas de Cs-1 se observan cambios en función de la presión superficial, pero
los valores máximos de Cs-1 se mantienen alrededor de 30 mN/m o por debajo,
indicando que la fluidez de la película se mantiene.
37
Figura 1. Isoterma representativa (presión superficial- área) de Óptrex en subfase
PBS a 23ºC.
38
Figura 2. Representación de la inversa del módulo de compresibilidad vs presión
superficial correspondiente a la isoterma π-A de la Figura 1.
Glucosa + OPT
En la figura 2 se evalúa la influencia de la glucosa en el Óptrex. La glucosa es un
componente de la lágrima natural que está presente en una concentración de
aproximadamente de 1gr/l en el ojo sano, y menor en el ojo seco. La glucosa y su forma
de almacenamiento (glucógeno) son unos de los principales elementos metabólicos
utilizados por el epitelio corneal como fuente de energía para mantener la actividad
metabólica y así mantener una óptima actividad celular. La glucosa se obtiene
principalmente a través del humor acuoso (90%) y de la lágrima y vasos límbicos (10%).
La forma de la isoterma de Óptrex con glucosa es similar a la observada para el Óptrex
solo, lo que indica una interacción menor de la glucosa con el Óptrex.
Cuando en la subfase hay presencia de glucosa, como ocurre en la lágrima natural, la
isoterma presenta presiones superficiales ligeramente superiores y los valores de Cs -1
también son ligeramente superiores a los de Optrex en subfase sin glucosa. Esto indica
que la glucosa produce una ligera expansión de la película lipídica, pero a la vez confiere
una cierta rigidez, debido a las interacciones entre la glucosa y los fosfolípidos de la
lágrima Óptrex.
39
Figura 3. Isoterma representativa (presión superficial-área) de Óptrex en subfase
glucosa disuelta en PBS (1gr/l) a 23ºC.
Figura 4. Representación de la inversa del módulo de compresibilidad vs presión
superficial correspondiente a la isoterma π-A de la Figura 3.
40
BSA + OPT
La figura 5 representa la influencia de la albúmina BSA en el Óptrex. La albúmina es
una proteína presente en la lágrima cuya concentración oscila entre 0,46± 0,66 mg/cm3.
La albúmina junto a otras proteínas presentes en la lágrima (lactoferrina, lipocalina,
lisozima, etc) interviene en mecanismos de defensa del ojo, antimicrobiano e
inmunológico, así como en otras propiedades fundamentales para mantener una buena
lubricación de la superficie ocular como son la viscosidad y tensión superficial.
Figura 5. Isotermas representativas (presión superficial-área) de la subfase BSA
disuelta en PBS (0,2gr/l) y de Óptrex usando como subfase PBS y subfase
BSA+PBS a 23ºC.
41
Figura 6. Representación de la inversa del módulo de compresibilidad vs presión
superficial correspondiente a las isotermas π-A de la Figura 5.
Lisozima + OPT
La figura 7 analiza la interacción de óptrex con la acción de otra proteína presente en la
lágrima humana, la lisozima. La lisozima cuya proporción en la lágrima oscila entre 1,4
– 2,07mg/cm3 interviene al igual que la albúmina en funciones de defensa y barrera
ocular.
42
Figura 7. Isoterma representativa (presión superficial-área) de Óptrex en subfase
lisozima disuelta en PBS (0,2gr/l) a 23ºC
Figura 8. Representación de la inversa del módulo de compresibilidad vs
presión superficial correspondiente a las isotermas π-A de la Figura 7.
43
Como se puede observar, las formas de las isotermas de Óptrex con las proteínas
albúmina y lisozima ya son diferentes al de los dos compuestos anteriores. En este caso,
las interacciones de las proteínas con los lípidos del óptrex es mayor, esto se debe a
que los lípidos localizan su fracción polar en la interfase lípido-agua e interaccionan con
estas proteínas en la fase acuosa. Esto ayuda a una disminución de la tensión superficial
y por lo tanto a una mayor lubricación, disminuyendo la sintomatología del ojo seco.
Observando ahora el efecto entre las dos proteínas, BSA y lisozima, también presentes
en la lágrima natural, vemos unos efectos muy diferentes. Cuando la proteína BSA está
presente en la subfase, se produce un desplazamiento de la isoterma de Optrex hacia
áreas menores, acercándose al comportamiento de la propia proteína BSA.
En cambio, cuando la proteína lisozima está presente en la subfase, la isoterma de
Optrex se desplaza hacia áreas mayores, alejándose del comportamiento tanto de la
lágrima Optrex como de la propia proteína lisozima.
Con respecto a las curvas de compresibilidad, el Optrex en lisozima se observa una
continua disminución de los valores de Cs-1 al aumentar la presión, al comprimir,
indicando una película más fluida al comprimir ésta. En la lágrima natural la compresión
se origina en el parpadeo, por lo que se puede deducir que por efecto de la lisozima se
produce una fluidización de la capa lipídica al parpadear, y por lo tanto una mayor
lubricación, y como ya mencionamos anteriormente, disminuyendo así la sintomatología
del ojo seco.
Comparación de los sistemas anteriores PBS+(GLUCOSA/BSA/LISOZIMA)
La figura 9 representa la influencia del Óptrex sobre las cuatro sustancias a analizar en
el estudio, PBS, glucosa, BSA y lisozima. Como se observa la glucosa y el PBS tienen
una actuación y una interacción muy similar entre ellas con respecto a los componentes
del Óptrex, en cambio, donde se aprecia el cambio entre las interacciones de dichos
componentes son con las proteínas.
44
Figura 9. Isotermas representativas (presión superficial-área) de Óptrex en las
distintas subfases a estudiar.
Figura 10. Representación de la inversa del módulo de compresibilidad vs
presión superficial correspondiente a las isotermas π-A de la Figura 9
45
5. CONCLUSIÓNES
● Al ojo seco no hay que menospreciarlo, puede provocar grandes daños a tu salud
ocular, por lo que una detección y diagnóstico precoz puede servir de gran ayuda.
● La lágrima lipídica óptrex por si sola presenta una marcada actividad superficial debido
a su composición (múltiples compuestos lipídicos), manteniendo cierta fluidez tras su
aplicación.
● La interacción del óptrex con la glucosa le proporciona una cierta expansión y rigidez
a la capa lipídica lagrimal, mientras que las proteínas, principalmente la lisozima, le
confiere una mayor fluidez y lubricación ayudándose del parpadeo, mejorando así la
sintomatología de ojo seco.
● Por todo ello, se puede concluir que la interacción de la lágrima lipídica óptrex con las
dos sustancias más abundantes en la lágrima humana (glucosa y proteínas) es
satisfactoria y le proporciona las propiedades básicas que ayudarían a una disminución
de la sintomatología.
46
6. ANEXOS
A continuación, se mostrarán todos los experimentos hechos con estas 4 sustancias a
analizar. En todas ellas se representa lo mismo, en el de abscisas (eje X) nos indica el
área molecular y el eje de ordenadas (eje Y) la presión.
Figura 1. Isotermas (presión superficial- área) de Óptrex en subfase PBS a 23ºC.
47
Figura 2. Isotermas (presión superficial-área) de Óptrex en subfase glucosa
disuelta en PBS (1gr/l) a 23ºC.
48
Figura 3. Isotermas (presión superficial-área) de Óptrex en subfase BSA disuelta
en PBS (0,2gr/l) a 23ºC.
Figura 4. Isotermas (presión superficial-área) de Óptrex en subfase lisozima
disuelta en PBS (0,2gr/l) a 23ºC
49
BSA solo
Figura 5. Isotermas (presión superficial-área) de Óptrex en subfase BSA disuelta
en PBS 0.2 gr/l a T 23ºC.
50
Lisozima solo
Figura 6. Isotermas (presión superficial-área) de Óptrex en subfase lisozima
disuelta en PBS 0,2 gr/l a T 23ºC
51
BIBLIOGRAFÍA
1. D.Ivonne Chiriboga Proaño. Características, comportamiento e interacciones de las
lágrimas artificiales lipídicas. TFM, FOOT-UPC, Junio 2019.
2. Ecured. Lágrima. Consultado el 22/02/2020. Disponible en:
https://www.ecured.cu/L%C3%A1grima
3. Philip Morgan, PhD. Tear Film Proteins: Examining Production, Role and Interaction
With Contact Lens. Contact lens spectrum/special. Edition 2010: 34-36.
4. Kaijun Li, Xialin Liu, Ziyan Chen, Qiang Huang, Kaili Wu. Quantification of tear
proteins and sPLA2-IIa alteration in patients with allergic conjunctivitis. Molecular
Vision. October 2010.
5. López García JS, García-Lozano. Rivas L, Martínez-Garchitorena J. Use of
autologous serum in ophthalmic practice. Arch Soc Esp Oftalmol. Enero 2007; 82: 9-
20.
6. Eva Yebra-Pimentel. Contactología Grado en Óptica-Optometría. Bloque Lágrima.
2017
7. Javier González-Cavada Benavides. Atlas de lámpara de hendidura y lentes de
contacto. Biomicoscopía ocular. Madrid. Grupo ICM, 2015.
8. Colegio Nacional de Ópticos-Optometristas. Actualización en el Síndrome de Ojo
seco y como personalizar el tratamiento. Consultado el 18/03/2020. Disponible en:
https://www.portalfarma.com/jornadas-congresos/II-Jornada-Profesional-Vocalia-
Optica-Acustica/Documents/SDE-OJO-SECO-Y-TRATAMIENTO.pdf
9. Allaboutvision. Dryeye síndrome: symptoms and signs. Consultado 9/03/2020.
Disponible en: https://www.allaboutvision.com/conditions/dryeye-syndrome.htm
10. Instituto Tecnológico. Estudio comparativo de la película lagrimal asociada a las
patologías del segmento anterior en relación a la contaminación ambiental. Consultado
el: 15/03/20. Disponible en:
http://www.dspace.cordillera.edu.ec/bitstream/123456789/2406/1/33-OPT-16-16-
1725915746-1721258067.pdf
11. Murube J, Benítez del castillo JM, Chenzhuo L. The Madrid triple classification of
dry eye. Arch Soc Esp Oftalmolvol. 78 nº 11 nov 2003.
12. Mayo clinic. Ojos secos. Consultado el 8/03/2020. Disponible en:
https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/dry-eyes/symptoms-causes/syc-
20371863
13. Health line. Complications and Risk sof Untreated Chronic DryEye. Consultado el
8/3/2020. Disponible en: https://www.healthline.com/health/dry-eye/untreated-
complications-risks
14. Sociedad española de superficie ocular y córnea (SESOC). Guías españolas para
el tratamiento de la enfermedad de ojo seco. Consultado el 26/03/2020: Disponible en:
http://www.lasuperficieocular.com/resources/documents/guias_ojo_seco_SESOC_THE
A.pdf
52
15. Ophthalmology Times. Studyingthe role of omegas in dryeyedisease. Consultado el
2/05/2020. Disponible en: https://www.ophthalmologytimes.com/dry-eye/studying-role-
omegas-dry-eye-disease-beyond-dream
16. María Isabel Lema Gesto. Medicación Ocular Tópica y Sistémica. Efectos tóxicos
oculares de medicamentos sistémicos tópicos. 2018
17. J. Torrent. Langmuir films study of lipid-containing artificial tears. Colloids and
Surfaces B 140 (2016) 185).
18. Jorge Ramiro Barrero S. Película lagrimal, bioquímica y fisiología. Rev.Fac.Med;
40(2): 203-221.
