Badania naukowe

Rogówka pokryta jest cienką warstwą filmu łzowego, który ochrania ją, odżywia i nadaje optycznie gładką powierzchnię. W codziennej praktyce klinicznej pomiar jakości filmu łzowego przeprowadzany jest głównie metodami inwazyjnymi lub subiektywnymi, które są mało powtarzalne i przez to mało wiarygodne. Dlatego też od kilku lat zajmuję się rozwijaniem nieinwazyjnych, obiektywnych metod ilościowej oceny filmu łzowego.

projekty          

Testowanie biokompatybilności nowatorskich nano-nośników leków z filmem łzowym
Zarówno u osób z jaskrą regularnie stosujących krople obniżające ciśnienie wewnątrzgałkowe (CW) oraz u osób po przebytej operacji usunięcia zaćmy często pojawia się jatrogenny zespół suchego oka. Zastosowanie preparatów z nanoliposomowymi nośnikami, zawierającymi fosfolipidy, oprócz obniżenia CW może również prowadzić do polepszenia stabilności filmu łzowego poprzez suplementację deficytów w jego warstwie lipidowej. Za pomocą czułych metod pomiarowych takich jak interferometria można sparametryzować stabilność i dynamikę filmu łzowego oraz proces wygładzania się filmu łzowego, który, jak wykazano w poprzednich eksperymentach, zależy m.in. od jakości warstwy lipidowej, w szczególności od fosfolipidów.
Modelowanie dynamiki filmu łzowego po mrugnięciu i powiązanie jej z rolą lipidów polarnych filmu łzowego
Przypuszczalnie początkowa faza stabilizowania się filmu łzowego po mrugnięciu zawiera ważne informacje dotyczące jakości filmu łzowego i jego zachowania w całym interwale między mrugnięciami. Celem projektu jest zbadanie zależności pomiędzy szybkością wygładzania się filmu łzowego po spontanicznym mruganiu ze zmianami występującymi tuż przed kolejnym mrugnięciem u osób ze zdrowym filmem łzowym i u osób z ZSO. Wstępne wyniki wskazują, że dynamika zewnętrznej niepolarnej warstwy lipidowej zależy od jakości amfifilowej monowarstwy lipidowej, której zadaniem jest ułatwienie kontaktu ze znajdującą się pod nią warstwą wodną i ułatwienie równomiernego rozprowadzania się zewnętrznej niepolarnej warstwy lipidowej.
Badanie efektywności sztucznych łez w zespole suchego oka
W raporcie DEWS II (2017r) podkreślono wagę nieinwazyjnych i obiektywnych metod pomiarowych w diagnozie zespołu cuchego oka i monitorowania postępów leczenia. Preparaty sztucznych łez pozostają leczeniem pierwszego wyboru. Różnią się one między sobą składnikami, a więc właściwościami chemicznymi i fizycznymi, które mogą warunkować ich skuteczność kliniczną w zależności od etiologii choroby. Celem projektu jest skonfrontowanie tradycyjnych metod klinicznych, tj. obserwacji za pomocą biomikroskopu z lampą szczelinową i subiektywnej oceny lekarza z nowymi obiektywnymi metodami dostępnymi komercyjnie w celu określenia ich możliwości w diagnostyce suchego oka.
Opisanie pełnej dynamiki powierzchni filmu łzowego między mrugnięciami na oku zdrowym, oku z zaburzeniami homeostazy filmu łzowego oraz na soczewkach kontaktowych
Stabilizowanie się filmu łzowego po mrugnięciu jest zagadnieniem mało poznanym, a ostatnie doniesienia naukowe wskazują, że ta faza może dostarczyć ważnych informacji o jakości filmu łzowego. Celem projektu jest poznanie fizjologii filmu łzowego zaraz po mrugnięciu, dostarczenie bazowej wiedzy o kinetyce filmu łzowego oraz poznanie zależności pomiędzy fazą stabilizowania się filmu łzowego a jego zachowaniem podczas całego okresu między mrugnięciami. Wykazaliśmy ostatnio, iż za pomocą Interferometru typu lateral shearing (LSI), można wyróżnić aż do pięciu faz kinetyki filmu łzowego (patrz rysunek). Rozwinięcie i udoskonalenie interferometru umożliwi przeprowadzenie dokładnych pomiarów jakości powierzchni filmu łzowego na oku, a zarejestrowane interferogramy będą stanowić podstawę do opracowania metody analizy numerycznej zachowania się filmu łzowego w pierwszej fazie zaraz po mrugnięciu. Celem projektu jest opracowanie kluczowych parametrów, które opiszą w sposób ilościowy kinetykę i biofizyczne własności filmu łzowego, i pomogą w przyszłości znaleźć związki pomiędzy procesem stabilizowania się filmu łzowego po mrugnięciu a chorobami oka związanymi z zaburzoną stabilnością cieczy łzowej. Przy realizacji projektu współpracuję z Robertem Iskanderem z Instytutu Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej Politechniki Wrocławskiej.

Badania w kierunku rozwoju nowoczesnych biokompatybilnych materiałów soczewek kontaktowych oraz kropli nawilżających w świetle zmniejszenia ryzyka chorób cywilizacyjnych (Zainteresowanie badawcze zapoczątkowene realizacją projektu POMOST, FNP, POiG I.1.2)
Coraz częściej spotykamy się z zespołem suchego oka wywołanym noszeniem soczewek kontaktowych. Najpopularniejszym sposobem zmniejszenia objawów zespołu suchego oka jest stosowanie kropli nawilżających – sztucznych łez. Wybór zarówno kropli nawilżających, jak i materiałów i rodzajów konstrukcji soczewek kontaktowych jest bardzo szeroki. Istnieje, zatem potrzeba opracowania metody oceny stabilności filmu łzowego in vivo pozwalającej rozróżnić materiały soczewek między sobą, by wskazać materiał najbardziej odpowiedni dla danego pacjenta pod względem biokompatybilności z jego indywidualnym filmem łzowym. Wykorzystując interferometrię, szybką wideokeratoskopię i Koherentną Tomografie Optyczną (OCT) zajmuję się opracowaniem odpornych estymatorów opisujących zachowanie się filmu łzowego na oku, na soczewce kontaktowej oraz po podaniu kropli nawilżających. Przy realizacji projektu współpracuję z Robertem Iskanderem z Instytutu Inżynierii Biomedycznej i Pomiarowej Politechniki Wrocławskiej oraz grupą prof. Michaela Collinsa z Queensland University of Technology, Australia.

Rozwijanie obiektywnych metod diagnostycznych zespołu suchego oka (Nieinwazyjne metody oparte na interferencji, wideokeratoskopii, aberrometrii)
Celem projektu jest rozwijanie trzech nieinwazyjnych technik pomiarowych szybkiej wideokeratoskopii (HSV), aberrometrii (DWS) oraz interferometrii z poprzecznym przesunięciem czoła fali (LSI) do pomiaru stabilności filmu łzowego na oku oraz sprawdzenie ich czułości w diagnozie zespołu suchego oka zarówno w warunkach wstrzymanego mrugania jak i przy naturalnym mruganiu. Wyniki uzyskane za pomocą tych technik zostały porównane z wynikami standardowego badania diagnostycznego przeprowadzonego w lampie szczelinowej. Na podstawie badania klinicznego wyróżniona została grupa osób z zespołem suchego oka i grupa osób z normalnym filmem łzowym. Interferometria i szybka videokeratoscopia wykazały dobrą czułość w diagnozie osób z suchym okiem zarówno w warunkach wstrzymanego mrugania (SBC), jak i w warunkach naturalnego mrugania (NBC) (patrz krzywa ROC (Receiver Operating Characteristics) – ocena jakości klasyfikatora).