Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Επιλογή Συντάκτη - 2019

Η θεραπεία για ξηροφθαλμία θα μπορούσε να είναι μια αναλαμπή μακριά

Anonim

Μια θεραπεία για ξηροφθαλμία - μια καυτή, σκληρή κατάσταση που μπορεί να βλάψει την όραση και να προκαλέσει βλάβη στον κερατοειδή - θα μπορούσε κάποια στιγμή να προκύψει από προσομοιώσεις υπολογιστών που χαρτογραφούν τον τρόπο που τα δάκρυα μετακινούνται στην επιφάνεια του ματιού.

διαφήμιση


Ο Καρά Μάκη, επίκουρος καθηγητής στη Σχολή Μαθηματικών Επιστημών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Ρότσεστερ, συνέβαλε σε μια πρόσφατη μελέτη του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών που αποσκοπεί στην κατανόηση της βασικής κίνησης της ταινίας δακρύων που διέρχεται από το μάτι. Το "Dynamic Film Tear με την εξάτμιση, το υγρό και το χρόνο που εξαρτάται από την οριακή ροή της κατάστασης σε έναν τομέα με σχήμα ματιών", που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physics of Fluids στις 6 Μαΐου, είναι μια επέκταση της διδακτορικής έρευνας του Maki με τη συμβουλευτική της διατριβής και τον συντάκτη Richard Braun, καθηγητής στο Τμήμα Μαθηματικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Delaware.

«Ελπίζουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τη βασική δυναμική της μεμβράνης δακρύων, τότε μπορούμε να αρχίσουμε να καταλαβαίνουμε τι συμβαίνει εάν έχετε ξηροφθαλμία και αρχίσουμε να σκεφτόμαστε πιθανές θεραπείες μελετώντας τις προσομοιώσεις», δήλωσε ο Maki.

Το ξηρό μάτι είναι μια κοινή κατάσταση χωρίς θεραπεία. Πολλές αιτίες, συμπεριλαμβανομένης της διαδικασίας γήρανσης, συμβάλλουν στην ταλαιπωρία που προκύπτει είτε από έλλειψη δακρύων είτε από δάκρυα που εξατμίζονται πολύ γρήγορα. Μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, περίπου 5 εκατομμύρια άνθρωποι ηλικίας 50 ετών και άνω υποφέρουν από ξηροφθαλμία, σύμφωνα με το National Eye Institute, μέρος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείας. Οι γυναίκες υποφέρουν κυρίως από την πάθηση, με περισσότερα από 3 εκατομμύρια διαγνωσμένα με ξηροφθαλμία λόγω ορμονικών αλλαγών που σχετίζονται με την εμμηνόπαυση. Η θεραπεία για την ανακούφιση των συμπτωμάτων περιλαμβάνει οφθαλμικές σταγόνες και προσωρινά ή χειρουργικά βύσματα για να σταματήσουν τους δακρυγόνους αγωγούς στις εσωτερικές γωνίες των ματιών και να συγκρατούν το υγρό.

Για να καταλάβει το ξηρό μάτι, ο Maki έπρεπε να ξεκινήσει με τη φυσική και τη χημεία των δακρύων. Η μεμβράνη δακρύων αποτελείται από ένα στρώμα νερού που περιβάλλεται από ένα ελαιώδες στρώμα λιπιδίων στο εξωτερικό για να αποφευχθεί η εξάτμιση και μια εσωτερική στρώση βλεννογόνου για να εξαπλωθεί το νερό πάνω από το μάτι.

Ο Kara ανέπτυξε ένα μαθηματικό μοντέλο για να προσομοιώσει την κατεύθυνση της ταινίας δακρύων που ταξιδεύει όταν εισέρχεται στο μάτι από τους δακρυϊκούς αδένες πάνω από το άνω βλεφάρων. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα λογισμικού Overture, αναδημιουργούσε τη ροή των δακρύων στην επιφάνεια ενός ανοιχτού ματιού, μετακινώντας από την άνω γωνία και αποστραγγίζοντας μέσω των αγωγών στην απέναντι γωνία.

"Ένα πράγμα που μπορέσαμε να βρούμε είναι ότι όταν τα μάτια σας είναι ανοιχτά, τα δάκρυα λεπτύνουν στην άκρη του ματιού και αυτό αναφέρεται ως« μαύρη γραμμή », είπε ο Maki. "Αυτό έχει δει κλινικά και μπορεί να αναπαραχθεί στις προσομοιώσεις μας".

Τα δάκρυα, εξηγεί ο Maki, ανεβαίνουν στο βλέφαρο και ενώνουν μια στήλη υγρού που ταξιδεύει κατά μήκος των καπακιών. Η χαμηλότερη πίεση αναρροφά το υγρό στον μηνίσκο και μακριά από το κέντρο, δημιουργώντας τη μαύρη γραμμή και τα ξηρά σημεία στο δακρυϊκό φιλμ που μπορεί να θέσουν σε κίνδυνο την όραση και να ερεθίσουν τον κερατοειδή χιτώνα.

Ο Maki κορεσμένο το μάτι με υγρό για να διεισδύσει στη μαύρη γραμμή. Ήθελε να μάθει εάν το υγρό θα έφτανε στο μπροστινό μέρος του ματιού και θα ανακουφίσει την αραίωση της μεμβράνης δακρύων.

"Βρήκαμε ότι έπρεπε πραγματικά να πλημμυρίσουμε το μάτι στις προσομοιώσεις μας. Το υγρό θα προτιμούσε να ταξιδεύει στον μηνίσκο", είπε ο Maki. "Διαχωρίζει το ταξίδι κατά μήκος του ανώτερου καπακιού και του κατώτερου καπακιού.Έχουμε επιβεβαιώσει ότι το αναβοσβήνισμα είναι απαραίτητο για να σταματήσει αυτή η αραίωση να συμβαίνει.Κάθε φορά που αναβοσβήνετε, το δάκρυ φιλμ παίρνει επαλειφόμενο στο μπροστινό μέρος του ματιού σας.Είναι σημαντικό να έχετε λείο δάκρυ δάπεδο για την οπτική ποιότητα. "Το επόμενο βήμα για τον Maki και την ομάδα με επικεφαλής τον Braun είναι να προσομοιώσει τη δυναμική των δακρυγόνων σε ένα μάτι που αναβοσβήνει.

"Το ωραίο να έχεις ένα μοντέλο είναι ότι μπορείς να κάνεις ρεαλιστικά πράγματα", είπε ο Maki. "Για παράδειγμα, μπορούμε να πλημμυρίσουμε το μάτι και να δούμε πού πηγαίνουν τα δάκρυα, ή μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει όταν οι οπές αποστράγγισης είναι βουλωμένες." "Πού πηγαίνει το υγρό;" "Μπορείτε να αρχίσετε να διερευνώνετε αυτά τα πράγματα με έναν ασφαλή τρόπο".

διαφήμιση



Ιστορία Πηγή:

Υλικά που παρέχονται από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Rochester . Πρωτότυπο γραμμένο από Susan Gawlowicz. Σημείωση: Το περιεχόμενο μπορεί να επεξεργαστεί για στυλ και μήκος.


Βιβλιογραφία :

  1. Longfei Li, RJ Braun, KL Maki, WD Henshaw, ΡΕ King-Smith. Η δυναμική της ταινίας των δακρυγόνων με εξάτμιση, διαβροχή και χρονικά εξαρτώμενη συνθήκη οριακής ροής σε έναν τομέα με σχήμα ματιού . Φυσική υγρών, 2014; 26 (5): 052101 DOI: 10.1063 / 1.4871714