Simulación de la queratoplastia y del proceso de cicatrización de heridas en la córnea

Este proyecto se ha realizado dentro del Departamento de Ingeniería Mecánica, en el área de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras. El ojo humano es uno de los órganos más importantes del ser humano ya que gracias a él, obtenemos la visión. Existen muchas enfermedades asociadas a la visión y en especial a la córnea. Para corregir algunos de estos problemas de visión, se realizan diferentes cirugías, entre ellas queratoplatias o transplante de córnea. En este proyecto fin de carrera se ha simulado mecánicamente los distintos tipos de transplante de córnea o queratoplastia que se practican. También se han simulado el proceso de cicatrización de las heridas que se generan en las posibles cirugías corneales. La queratoplastias se realizan cuando el tejido esta dañado, por ello,se ha simulado un ojo enfermo y se ha simuladon 7 tipos de queratoplastias: lamelar anterior superficial, lamelar anterior profunda, penetrante con corte tipo circulo recto, penetrante con corte tipo Top-hat, penetrante con corte tipo Mushroom, penetrante con corte tipo Zig-zag y penetrante con corte tipo Christmas Tree. A estos tipos de corte, se le han añadido los dos tipos de suturas más representativas, la continua y puntos independientes o suelta. Estos modelos se sometieron a las condiciones del ojo humano, es decir, se les aplicó la presión intraocular. En todos los casos, se ha evaluado la tensión principal máxima, tensión principal mínima y la tensión de Tresca. Para analizar el proceso de cicatrización de la herida para cada forma del corte hay que tener en cuenta la tensión de compresión y la tensión de cortadura. Un valor elevado de tensión de compresión es beneficiosa para el proceso de cicatrización de las heridas mientras que un valor alto de la tensión de cortadura es perjudicial para él, de aquí la importancia de su estudio. Al final, los mejores resultados se obtuvieron con los casos de queratoplastia penetrante con corte tipo Mushroom y Zig-zag para el tipo de sutura continua, pero todo esto, depende de las patologías que presente el paciente. Y por otro lado, se ha desarrollado un modelo mecanobiológico que ha permitido simular la velocidad de cicatrización en el tejido corneal. Esto permite definir el tipo de incisión más adecuado en cada cirugía con la finalidad de mejorar la calidad visual tras la intervención. La implementación del modelo matemático de cicatrización se ha basado en un modelo matemático de cicatrización de la piel y se ha implementado, modificando los valores de los parámetros para la simulación del proceso de cicatrización de la córnea. Los modelos existentes, se centraban únicamente en dos factores, los fibroblastos y el factor de crecimiento. En el modelo utilizado se han tenido en cuenta, a parte de estos valores otros como la presencia de miofibroblastos, el colágeno y sobre todo la parte mecánica que influye en la velocidad de cicatrización y en la calidad de la visión final del paciente. Se ha creado un modelo matemático muy completo que los resultados concuerdan que las referencias, pero que se puede ir mejorando según avance la investigación en este campo