Ciudad de México. 19 de abril de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- El doctor Eduardo Tepichín Rodríguez, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), desarrolló un modelo matemático que le permitió realizar una nueva descripción del perfil corneal del mexicano y predecir las aberraciones —ametropías— promedio. Su trabajo sienta las bases para, en un futuro, avanzar ese conocimiento hacia el desarrollo de córneas artificiales.
El proyecto propone que la asfericidad —que tanto se aleja de la forma esférica— o excentricidad —distancia de cualquier punto de la retina a su centro— para la superficie anterior de la córnea varía por regiones y logró reproducir los valores de forma continua a través de datos clínicos de pacientes nacionales.
“Este trabajo, a diferencia de las técnicas topográficas ya existentes, nos pone en condiciones de modelar exactamente cómo se ve físicamente la superficie corneal de un ojo que tiene un nivel de visión 20/20 —esto significa que el ojo puede observar a una distancia de seis metros, aproximadamente, un objeto de 8.8 milímetros de altura—”.
¿Cómo se forman las imágenes dentro del ojo?
Como elemento formador de imagen, el ojo humano está integrado por cinco superficies, entre ellas la córnea, el cristalino y la retina. La córnea y la retina son superficies refractoras, es decir, dirigen los rayos que capta el ojo hacia la fóvea localizada en la retina, que es donde se recibe la información para después transmitirse al cerebro a través del nervio óptico, situación que describe el funcionamiento de un ojo con visión normal.
Para la formación de imágenes los elementos más importantes son la córnea y el cristalino. La córnea en particular es responsable de 80 por ciento del poder refractor del ojo, esto quiere decir que es ahí donde se desvía la mayor cantidad de rayos luminosos cuando entran al ojo; mientras que el cristalino se encarga del enfoque fino.
Cuando todos esos rayos convergen sobre la retina a nivel de la fóvea (punto focal), la calidad de la imagen que se forma es la ideal; no obstante, cuando hay problemas —deformaciones— en las superficies oculares, ese punto se forma antes o después de la retina y genera problemas de visión, como miopía para el primer caso e hipermetropía para el segundo. A esta condición se agrega el astigmatismo, producido por la falta de simetría de rotación de las citadas superficies.
A partir de esas tres grandes ametropías o aberraciones oculares, los problemas de visión que conocemos son una serie de combinaciones entre ellas.
En ese contexto, la literatura científica da cuenta de varias descripciones oculares que inciden directamente en la refracción del ojo, la clásica describió la córnea como una esfera, después se evolucionó a superficies cónicas (parábolas, hipérbolas y elipses) y en los modelos más recientes se reportó una combinación de ambas.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Eduardo Tepichín Rodríguez explicó que con la evolución de los modelos descriptivos, se llegó a la conclusión de que algunas superficies oculares son esféricas y otras cónicas.
“Estamos hablando de cuatro variables, es decir, cuatro superficies —anterior y posterior— para la córnea y el cristalino, conocimiento que permitió entender y realizar correcciones a los problemas de visión de una manera muy sencilla: cuando el paciente enfoca antes de la retina, se recorre el foco hacia atrás y cuando enfoca atrás de la retina, se corre el foco hacia delante mediante los anteojos de diferentes curvaturas o dioptrías”.
La innovación tecnológica que puso en duda la teoría
A esta descripción se le detectaron carencias con la aparición de los lentes de contacto, ya que deben ajustarse a la superficie de la cara anterior de la córnea y formar así una lente continua entre la superficie del lente, la cara anterior de la córnea y la capa de lágrima entre los dos, pero si el ajuste no es el correcto, el comportamiento del lente no es el adecuado.
“Es así como entendimos que describir la cara anterior de la córnea exclusivamente por superficies cónicas no es correcto, sino que debíamos contar con un modelo más complejo que explicara por qué los lentes de contacto no ajustaban a la perfección a la córnea”.
A partir de esa necesidad de desarrollar un nuevo modelo de la superficie corneal que explicara las deficiencias en el ajuste de los lentes de contacto, el doctor Tepichín Rodríguez propuso un modelo corneal de esfericidad variable.
“El proyecto se planteó saber si era posible describir la superficie de la cara anterior de la córnea con más de un modelo esférico —qué tanto se aleja de una esfera— y con base en datos clínicos logramos comprobar que sí es posible esta descripción”.
Un nuevo modelo adaptado al ojo del mexicano
Una de las primeras propuestas planteadas por la comunidad científica internacional fue segmentar el ojo por partes, por ejemplo, la parte central de la córnea podría ser una esfera, el punto intermedio, una parábola y la parte interior, una hipérbola o elipse. El problema para esta propuesta es que en la frontera —entre los segmentos— los valores no pueden ser escalonados.
“Imaginemos una superficie por pedacitos, pero las fronteras entre ellos no se encuentran escalonadas, así que utilizamos una de las medidas queratométricas más simples que consiste en la proyección de una serie de anillos concéntricos sobre la cara anterior de la córnea, posteriormente medimos el radio y la deformación de la superficie para determinar la curvatura para cada uno de los pedacitos que integran la córnea”. Derivado de ese trabajo, el investigador se dio cuenta que el valor de excentricidad va cambiando y con base en ello concretó un perfil que permite moverlo en forma continua.
Las potenciales aplicaciones para este perfil son muchas, por ejemplo, mejorar el ajuste de los lentes de contacto, evitando así la falta de visión por desajuste, y aunque la tecnología está muy desarrollada y hay muchas propuestas para solucionar ese problema, el trabajo siguió esa línea de investigación porque hace uso de datos clínicos de pacientes mexicanos y porque en el largo plazo podría derivar en una aplicación más importante, la creación de córneas artificiales.
Hacia una córnea artificial
A partir del conocimiento generado, el doctor Tepichín Rodríguez entabló una colaboración con el doctor Ángel Sinué Cruz Félix, de la Universidad Tecnológica de la Mixteca, con miras a sintetizar el perfil de la cara anterior de la córnea descrito en un material plástico.
“Queremos concretar un perfil de la cara anterior de la córnea funcional y operativo, es decir, desarrollar córneas artificiales que en el largo plazo se utilicen en seres humanos; no somos los únicos trabajando esto en el mundo, pero la ventaja que nos da nuestro modelo es que podemos reproducir perfectamente la córnea de un ojo emétrope, es decir, con un nivel de visión 20-20”.
