El cristalino del ojo joven: una fuente de inspiración para lentes ...

nº4El cristalino del ojojoven: una fuente deinspiración para lentesintraocularesSusana Marcos (Instituto de Óptica “Dazade Valdés, Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas)No cabe duda de que la cirugía de cataratases uno de los procedimientos que más deprisaha evolucionado en los últimos años. A ello hacontribuido la adopción de nuevas técnicasquirúrgicas, avances en los materiales (quehan permitido el plegado de las lentes y suinserción por incisiones cada vez más pequeñas),y, en buena medida, la sofisticación delos diseños ópticos de las lentes intraoculares.De este modo, la cirugía de cataratas ha pasadode tener como único objetivo la eliminaciónde la opacidad cristaliniana -devolviendo latransparencia del ojo joven-, a ser también unprocedimiento refractivo. Pero es más, en losúltimos años, diseños asféricos tienen comoobjetivo la eliminación de la aberración esférica,y crece el número de diseños multifocales–que persiguen dotar al ojo de una profundidadde foco extendida- y más lejos aún, dediseños acomodativos –que pretenden emularla capacidad acomodativa del ojo joven-. Elfuncionamiento del cristalino del ojo joven esfuentes de inspiración para estos nuevos diseñosde lentes intraoculares. La investigaciónde las propiedades ópticas y estructurales delcristalino, del proceso de acomodación y desu envejecimiento es esencial para el avancede nuevos diseños.Imagen de Scheimpflug corregida del segmento anterior del ojo (Rosaleset al. JOV 2006)El cristalino del ojo: Investigaciónde sus propiedades ópticasy estructuralesEl cristalino humano es extremadamente complejo.Hasta la fecha los datos en la literaturasobre sus propiedades ópticas y geométricas

han sido bastante controvertidos, debido fundamentalmentea las diferencias entre medidasrealizadas sobre cristalinos aislados invitro (máximamente acomodados) y el cristalinoin vivo, y sobre todo a las distorsiones delas medidas in vivo mediante técnicas de imagen.Técnicas de imagen como Scheimpflug oSección OCT de un cristalino in vitro (41 años) y correspondientereconstrucción tomográfica del gradiente de índice (de Castro et al.JMO 2011)Tomografía de Coherencia Óptica distorsionanlas imágenes por la configuración geométricadel instrumento, y por la observación del cristalinoa través de superficies refractivas, por loque deben ser corregidas para la obtención dedatos cuantitativos. Además, el cristalino delojo se trata de una estructura de gradiente deíndice (índice de refracción variable del centroa la periferia) Curiosamente, en el ojo joven, laaberración esférica de la cornea se compensaparcialmente con las aberraciones del cristalino(cuya aberración esférica tiende a ser negativa).Además el cristalino del ojo joven escapaz de cambiar la forma de sus superficiespara enfocar objetos lejanos y cercanos (capacidadque se conoce como acomodación).El cristalino se encuentra conectado al músculociliar a través del cuerpo ciliar y las zónulasalrededor del ecuador del cristalino. Unestímulo acomodativo provoca la contraccióndel músculo ciliar, el avance del cuerpo ciliary la relajación de las zónulas, de manera quela cápsula elástica que contiene el cristalino lomoldea en una forma más esférica, permitiendoenfocar los objetos más cercanos.Con el envejecimiento, disminuyen los radiosde curvatura del cristalino y cambia la distribucióndel gradiente de índice, provocandoun cambio de su aberración esférica haciavalores más positivos, de modo que se pierdela compensación de la aberración esféricapositiva de la cornea que ocurre en el ojojoven. Además, con la edad, a pesar de queel músculo ciliar y la cápsula conservan lamayor parte de su función, el cristalino pierdesu elasticidad, de modo perdiendo por tanto lacapacidad de acomodación.Imitando la aberración esféricadel cristalino joven: lentes intraocularesasféricasLas lentes intraoculares monofocales convencionalesestán dotadas de superficies esféricas.Con esta geometría es posible conseguirla potencia deseada, pero la aberración esféricade la lente es inevitablemente positiva. Sinembargo, la aberración esférica del cristalinojoven es negativa, compensando, al menosPrimera imagen tridimensional OCT de un cristalino (de Castro etal. Opt. Express 2010)parcialmente la aberración esférica de la cornea.En los últimos años se ha desarrollado

una nueva generación de lentes con superficiesasféricas que pretenden emular estacaracterística del ojo joven. Existen lentes conSección OCT de un cristalino humano acomodando, in vivo(Grulkowski et al. Opt Expr 2010)geometría asférica en la cara posterior, en lacara anterior o ambas caras, y dependiendodel modelo, están diseñadas con una aberraciónesférica negativa tal que corrija total oparcialmente la aberración esférica positivapromedio de la población, o no inducir aberraciónesférica. Este tipo de lentes mejoranla calidad óptica del ojo al disminuir sus aberraciones,reduciendo también en general latolerancia al desenfoque. Al tratarse de lentesmonofocales, el paciente sólo estará corregidode lejos y dependerá de gafas u otros métodospara la realización de tareas cercanas.Imitando la capacidad dinámicaacomodativa del cristalino joven:lentes acomodativasEl ojo joven es capaz de cambiar su radio decurvatura para acomodar a distintas distancias.La lente intraocular ideal a implantar enuna cirugía de cataratas (y en edades mástempranas en sustitución del cristalino présbitatransparente, de funcionar de maneraenteramente satisfactoria) sería aquélla capazde cambiar su potencia dinámicamente paraenfocar de lejos y de cerca, restaurando portanto la capacidad acomodativa del ojo.Existen varias propuestas de lentes acomodativas,y aunque algunas han alcanzado elmercado sólo un modelo ha sido hasta ahoraaprobado por la Food and Drug Administration(FDA) americana. Estas lentes pretendenaprovechar la acción del mecanismo acomodativopara cambiar la potencia del ojo, biendesplazando la lente intraocular axialmente,modificando la distancia (axial o lateral) entredos lentes de una lente intraocular compuesta,o variando el radio de curvatura de las superficiesde la lente intraocular. Hasta la fecha,y a pesar de importantes avances técnicos,ninguna de estas lentes ha demostrado proporcionaruna amplitud acomodativa significativao ajustar correctamente la refracciónen el estado desacomodado. También se haexplorado el rellenado de la cápsula medianteun polímero en sustitución del cristalino,aunque esta opción se ha topado, entre otrosproblemas, con la opacificación de la cápsulaposterior. No duda cabe que, si bien las lentesintraoculares acomodativas son la solucióndel futuro para la corrección de la presbicia,aún quedan importantes avances científicos ytécnicos por acometer hasta que se conviertanen una alternativa realmente eficaz.

Más Información:Rosales P, Dubbelman M, Marcos S, van der HeijdeR. Crystalline radii of curvature from PurkinjeandScheimpflug imaging”. J. Vision 2006; 6: 1057-67.Grulkowski I, Gora M, Szkulmowski M, GorczynskaI, Szlag,D, Marcos S, Kowalczyk A,Wojtkowski M Anterior segment imaging withSpectral OCT system using a high-speed CMOScameraOpt. Express. 2009; 17: 4842-58.Ortiz S , Siedlecki D, Grulkowski I, Remon L,Pascual D, Wojtkowski M, Marcos S. Opticaldistortion correction inOCT for quantitative ocularanterior segment by three-dimensional imaging.Opt. Express 2010; 18: 2782–96.de Castro A, Ortiz S ,Gambra E, Siedlecki D ,Marcos S. Three-dimensional reconstruction of thecrystalline lens gradient index from OCT Imaging.Opt. Express 2010; 18: 21905-17.de Castro A, Siedlecki D, Borja D, Uhlhorn S,Parel JM, Manns F, Marcos S. Age-dependentvariation of the gradient index profile in humancrystalline lenses. J. Mod. Op. 2011. Publishedonline March 16, 2Marcos S, Barbero S, Jiménez-Alfaro I. Opticalquality and depth of field of eyes implanted withspherical and aspheric intraocular lenses. J. Refract.Surg. 2005; 21, 223-35Glasser A . Restoration of accommodation: surgicaloptions for correction of presbyopia. Clin. Exp.Optom. 2008; 91: 279-95.