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tratar la miopía sin cirugía: técnica no invasiva para corregir la visión

2018-11-27



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El nuevo método utiliza un láser ultrarrápido de baja potencia y se basa en los efectos fotoquímicos para alterar las propiedades bioquímicas y biomecánicas del tejido colágeno sin causar daño celular ni interrupción del tejido

Nueva York, NY, 25 de mayo de 2018: la miopía o miopía es un problema creciente en todo el mundo. Ahora hay el doble de personas en los EE. UU. Y Europa con esta condición que hace 50 años. En Asia oriental, entre el 70 y el 90 por ciento de los adolescentes y adultos jóvenes son miopes. Según algunas estimaciones, alrededor de 2.500 millones de personas en todo el mundo pueden verse afectadas por la miopía para 2020.

 

Los lentes y lentes de contacto son soluciones simples; Una más permanente es la cirugía refractiva corneal. Pero, aunque la cirugía de corrección de la visión tiene una tasa de éxito relativamente alta, es un procedimiento invasivo, sujeto a complicaciones postquirúrgicas y, en casos raros, pérdida permanente de la visión. Además, las cirugías de corrección de la visión asistidas por láser, como la queratomileusis in situ con láser (LASIK) y la queratectomía fotorrefractiva (PRK), todavía utilizan tecnología ablativa, que puede adelgazar y en algunos casos debilitar la córnea.

 
La investigadora de Columbia Engineering, Sinisa Vukelic, ha desarrollado un nuevo enfoque no invasivo para corregir de forma permanente la visión que muestra una gran promesa en los modelos preclínicos. Su método utiliza un oscilador de femtosegundo, un láser ultrarrápido que emite pulsos de muy baja energía a alta tasa de repetición, para la alteración selectiva y localizada de las propiedades bioquímicas y biomecánicas del tejido corneal. La técnica, que cambia la geometría macroscópica del tejido, no es quirúrgica y tiene menos efectos secundarios y limitaciones que los observados en las cirugías refractivas. Por ejemplo, los pacientes con córneas delgadas, ojos secos y otras anomalías no pueden someterse a cirugía refractiva. El estudio, que podría conducir al tratamiento de la miopía, la hipermetropía, el astigmatismo y el astigmatismo irregular, se publicó el 14 de mayo en Nature Photonics.

Topografía corneal antes y después del tratamiento, combinada con una visión virtual que simula los efectos del cambio de potencia refractivo inducido.
 
"Creemos que nuestro estudio es el primero en utilizar este régimen de salida de láser para el cambio no invasivo de la curvatura de la córnea o el tratamiento de otros problemas clínicos", dice Vukelic, profesor de disciplina en el departamento de ingeniería mecánica. Su método utiliza un oscilador de femtosegundos para alterar las propiedades bioquímicas y biomecánicas del tejido colágeno sin causar daño celular ni rotura del tejido. La técnica permite suficiente potencia para inducir un plasma de baja densidad dentro del volumen focal establecido, pero no transmite suficiente energía para causar daño al tejido dentro de la región de tratamiento.

 

"Hemos visto plasma de baja densidad en imágenes de múltiples fotos en las que se considera un efecto secundario no deseado", dice Vukelic. "Pudimos transformar este efecto secundario en un tratamiento viable para mejorar las propiedades mecánicas de los tejidos colágenos".

 

El componente crítico para el enfoque de Vukelic es que la inducción de plasma de baja densidad causa la ionización de las moléculas de agua dentro de la córnea. Esta ionización crea una especie de oxígeno reactivo, (un tipo de molécula inestable que contiene oxígeno y que reacciona fácilmente con otras moléculas en una célula), que a su vez interactúa con las fibrillas de colágeno para formar enlaces químicos o enlaces cruzados. La introducción selectiva de estas reticulaciones induce cambios en las propiedades mecánicas del tejido corneal tratado.

 

Cuando su técnica se aplica al tejido corneal, el entrecruzamiento altera las propiedades del colágeno en las regiones tratadas, y esto finalmente produce cambios en la macroestructura general de la córnea. El tratamiento ioniza las moléculas diana dentro de la córnea y evita la degradación óptica del tejido corneal. Debido a que el proceso es fotoquímico, no altera el tejido y los cambios inducidos permanecen estables.

 

"Si ajustamos estos cambios con cuidado, podemos ajustar la curvatura de la córnea y cambiar así el poder de refracción del ojo", dice Vukelic. "Esta es una desviación fundamental del tratamiento con láser ultrarrápido convencional que se aplica actualmente en entornos clínicos y de investigación y se basa en el desglose óptico de los materiales objetivo y la posterior formación de burbujas de cavitación".

 

"La cirugía refractiva ha existido durante muchos años, y aunque es una tecnología madura, el campo ha estado buscando una alternativa viable y menos invasiva durante mucho tiempo", dice Leejee H. Suh, Miranda Wong Tang Profesora Asociada de Oftalmología en el Centro Médico de la Universidad de Columbia, que no participó en el estudio. "La modalidad de próxima generación de Vukelic es una gran promesa. Esto podría ser un gran avance en el tratamiento de una población mundial mucho más grande y abordar la pandemia de la miopía ".

 

El grupo de Vukelic está construyendo actualmente un prototipo clínico y planea comenzar los ensayos clínicos para fines de año. También está buscando desarrollar una forma de predecir el comportamiento corneal en función de la irradiación con láser, cómo podría deformarse la córnea si se tratara un pequeño círculo o una elipse, por ejemplo. Si los investigadores saben cómo se comportará la córnea, podrán personalizar el tratamiento; podrían escanear la córnea de un paciente y luego usar el algoritmo de Vukelic para realizar cambios específicos para mejorar su visión.

 

"Lo que es especialmente emocionante es que nuestra técnica no se limita a los medios oculares, se puede usar en otros tejidos ricos en colágeno", agrega Vukelic. "También hemos estado trabajando con el laboratorio del profesor Gerard Ateshian para tratar la osteoartritis temprana, y los resultados preliminares son muy, muy alentadores". Creemos que nuestro enfoque no invasivo tiene el potencial de abrir vías para tratar o reparar el tejido colágeno sin causar daño tisular ".

 

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Columbia Engineering

Columbia Engineering, con sede en la ciudad de Nueva York, es una de las mejores escuelas de ingeniería de los EE. UU. Y una de las más antiguas de la nación. También conocida como la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Fundación Fu, la Escuela amplía el conocimiento y la tecnología avanzada a través de la investigación pionera de sus más de 200 profesores, mientras educa a estudiantes de pregrado y posgrado en un entorno de colaboración para convertirse en líderes informados por una base firme en Ingenieria. La facultad de la Escuela se encuentra en el centro de la investigación interdisciplinaria de la Universidad, contribuyendo al Instituto de Ciencia de Datos, el Instituto de la Tierra, el Instituto Zuckerman Mind Brain Behavior, la Iniciativa de Medicina de Precisión y la Iniciativa Nano de Columbia. Guiada por su visión estratégica, "Columbia Engineering for Humanity", la Escuela pretende traducir ideas en innovaciones que fomenten una humanidad sostenible, saludable, segura, conectada y creativa.