Optical and structural properties of the crystalline lens: accomodation and aging

Los objectivos de esta tesis incluye 1) medir la forma de las superficies del cristalino de mamiferos ex vivo y la distribucion del GRIN para determinar su contribucion a las aberraciones opticas del ojo 2) estimar los cambios en la forma de la superficie y el perfil del GRIN en funcion de la acomodacion en cristalinos de primates y cuantificar la contribucion de la forma de las superficies y el GRIN a los cambios en la aberracion esferica con la acomodacion 3) estimar la contribucion de la geometria 3D del cristalino y del GRIN a la aberracion esferica en funcion de la edad 4) evaluar la topografia del cristalino y estimar la contribucion de las superficies del cristalino y del GRIN al astigmatismo del cristalino en funcion de la edad 5) tomar imagenes de las propiedades estructurales de cristalinos de mamiferos usando microscopia confocal.El GRIN 2D o 3D de de varias cristalinos de mamiferos ex vivo fue reconstruido utilizando un metodo de optimizacion basado en algoritmos geneticos. La diferencia de camino optico entre superficies se obtuvo utilizando imagenes de tomografia de coherencia optica (OCT) del cristalino en dos orientaciones. Un metodo de optimizacion busco los parametros de un modelo GRIN de 3 (2D) o 4 (3D) variables que se adaptase mejor a la superficie posterior distorsionada. La aberracion esferica de los cristalinos se estimo por medio de trazado de rayos computacional. Para estimar los cambios en la forma de la superficie y el perfil del GRIN en funcion de la acomodacion, se utilizo un stretcher motorizado controlado por ordenador. Para tomar imagenes de las propiedades estructurales de cristalinos de mamiferos se ustilizo microscopia confocal. Como conclusiones del trabajo encontramos:1) Cuando se compara con un cristalino con un indice de refraccion equivalente, el cristalino con el GRIN desplaza la aberracion esferica hacia valores mas negativos. 2) Con acomodacion simulada, los radios de curvatura del cristalino anterior y posterior disminuyen al aumentar la potencia del cristalino. La constante conica de la superficie anterior se desplaza hacia valores menos negativos con acomodacion. La aberracion esferica del cristalino con la distribucion GRIN es negativa. La aberracion esferica es mayor en magnitud para el cristalino con GRIN que para el cristalino con un indice de refraccion equivalente. Con acomodacion, el cristalino GRIN desplaza la aberracion esferica mas lejos, en comparacion con el cristalino con indice de refraccion homogeneo.3) El espesor y los radios de curvatura de las superficies de cristalinos donantes humanos aumentan con la edad. La constante conica es negativa en cristalinos jovenes y se desplaza hacia valores mas positivos a medida que aumenta la edad. El indice de refraccion superficial aumenta significativamente con la edad. El exponente de potencia meridional del GRIN aumenta con la edad, lo que indica un aplanamiento de la distribucion del GRIN. 4) El astigmatismo es el termino predominante entre los terminos de Zernike de los mapas de elevacion de la superficie del cristalino. El astigmatismo de la superficie anterior del cristalino disminuye significativamente con la edad. El eje de cristalino con GRIN y el eje del cristalino con un indice de refraccion equivalente se correlacionan con la superficie anterior. 5) La microscopia confocal es adecuada para la cuantificacion de las estructuras del cristalino. Las fibras del cristalino de conejo ex vivo tienen una anchura media de 20,9 µm en la periferia del cristalino, y se estrecha a una anchura de 5,9 µm en el apice del cristalino. Todas las fibras son paralelas entre si con una orientacion predominante. El epitelio del cristalino es una capa de celulas delgada debajo de la capsula, con el tamano de los nucleos de las celulas entre 10 µm y 25 µm de diametro.