Команда математиков и оптометристов из США работает над тем, чтобы изменить это, получив лучшее понимание внутренних механизмов распределения слезной пленки по поверхности глаза. Это, в свою очередь, может привести к более эффективному лечению или излечению от болезни слезной пленки, известной как «сухой глаз».
Они описывают свою работу в журнале Physics of Fluids.Болезнь сухого глаза поражает миллионы людей во всем мире с такими симптомами, как боль, сухость, покраснение, снижение остроты зрения и ощущение песка. Хотя капли могут обеспечить временное облегчение, состояние сухого глаза может повредить роговицу и со временем привести к снижению зрительной функции.Когда слезная пленка функционирует должным образом, тонкая жидкая пленка покрывает поверхность глаза во время моргания верхним веком, создавая гладкую оптическую поверхность для зрения и позволяя нам видеть ясно.
«При сухом глазу эта оптическая функция нарушается либо недостаточным объемом слезной жидкости, либо чрезмерно быстрым испарением воды из слезной пленки», — объясняет Ричард Браун, профессор факультета математических наук Университета Делавэра. «В любом случае слезная пленка не может образовывать гладкую оптическую поверхность в течение достаточно длительного времени, чтобы обеспечить нормальное функционирование глаз».Слезная пленка на поверхности глаза представляет собой очень тонкий жидкий слой — толщиной всего несколько миллионных метра.
Эта толщина менее чем в 1000 раз превышает размер глазного отверстия, что составляет примерно 1 сантиметр.Браун и его коллеги «воспользовались этой разницей в размерах для разработки упрощенных математических моделей, которые достаточно хорошо работают для отражения экспериментально наблюдаемых явлений in vivo», — сказал он.Как только команда создала математическую модель, они смогли решить ее, используя численные методы на компьютере, подходящие для решения уравнений для областей неправильной формы, таких как форма открытой области глаза. «Мы используем и расширяем вычислительную структуру под названием« Overture », которая изначально была разработана в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса», — добавил Браун.
Исходя из предположений своей модели, команда количественно оценила динамику по всей экспонированной поверхности глаза, и результаты хорошо согласуются с наблюдениями in vivo слезной пленки, полученными с помощью флуоресцентной визуализации. «Наши математические результаты показали, как слезная жидкость проходит через веки к дренажным отверстиям, называемым« точка », во внутреннем углу глаза», — сказал он.Среди ключевых результатов команды было подтверждение того, что для распространения слезной пленки требуется «мгновение». «Выделившуюся слезную пленку на передней части глаза невозможно восполнить, просто доставив больше новой слезной жидкости из слезной железы», — отметил Браун.
Браун считает, что их результаты «могут помочь в разработке более эффективных методов лечения сухого глаза, а также добавить ценный контекст и понимание современных методов визуализации, используемых для наблюдения за динамикой слезной пленки».