Studio in vitro della generazione di emulsioni di olio siliconico in occhi vitrectomizzati

Abstract

La vitrectomia consiste nel rimuovere l'umor vitreo dalla camera vitrea e sostituirlo con un liquido tamponante, come l'olio di silicone. Tra le principali complicazioni c'è la formazione di un'emulsione, composta da goccioline di olio in soluzione acquosa, dovuta alla continua rotazione saccadica dell'occhio insieme alla presenza di proteine surfattanti. Sono stati condotti studi sperimentali, utilizzando un modello 3D della camera vitrea, per esaminare la formazione dell'emulsione e le sue caratteristiche. Lo scopo di questo progetto è continuare gli studi precedenti, migliorarli e riprodurre sempre più fedelmente le condizioni reali dell'occhio. È stato dimostrato che il comportamento dell'emulsione è governato principalmente dall'albumina, per cui solo questa proteina è stata considerata per l'esecuzione dei nostri esperimenti. Lo sviluppo introdotto nel progetto di tesi è l'uso di una nuova funzione come segnale da imporre al motore controllato dal computer. Gli esperimenti vengono eseguiti facendo variare la concentrazione di albumina e selezionando diverse ampiezze saccadiche. Il campione di emulsione viene osservato utilizzando un microscopio ottico. Le immagini vengono analizzate ed elaborate per ottenere la distribuzione delle dimensioni delle gocce, in funzione della concentrazione di albumina e dell'ampiezza della rotazione saccadica. Osservando i risultati si può affermare che la presenza della proteina tensioattiva e l'energia meccanica, rappresentata dalla saccade, influenzano la formazione e la caratterizzazione dell'emulsione in un occhio vitrectomizzato. È quindi importante intraprendere studi su questo fenomeno, per permettere agli oftalmologi di intervenire sulla comparsa dell'emulsione.

Vitrectomy consists in removing the vitreous humor from the vitreous chamber and replacing it with a tamponade fluid, such as silicone oil. Among the main complications is the formation of an emulsion, composed of oil droplets in aqueous solution, due to the continuous saccadic rotation of the eye along with the presence of surfactant proteins. Experimental studies, using 3D models of the vitreous chamber, have been conducted to examine the formation of the emulsion and its characteristics. The aim of this project is to continue previous studies, to improve them and to reproduce ever more faithfully the real conditions of the eye. It has been shown that the behaviour of the emulsion is mainly governed by albumin, for that reason only this protein has been considered for the execution of our experiments. The development introduced in the thesis project is the use of a new function as a signal that is imposed on the computer-controlled motor. The experiments are performed by changing the concentrations of albumin and selecting different saccadic amplitude. The sample of oil droplets is observed using an optical microscope. The images are analysed and processed to obtain the distribution of droplet size as a function of albumin concentration and of the amplitude of the saccadic rotation. Observing the results, it can be stated that the presence of the surfactant protein and the mechanical energy, represented by the saccade, influence the formation and characterization of the emulsion in a vitrectomized eye. Therefore, it is important to undertake studies on this phenomenon, to allow ophthalmologists to intervene on the occurrence of the emulsion.