Diseño y construcción de un sistema de microinyección de lágrimas artificiales para el tratamiento de sequedad ocular severa

Abstract

n this thesis, a portable automated microinjection system is presented as a practical solution for patients suffering from severe dry eyes. In patients with this syndrome, their lacrimal system does not adequately lubricate the surface of the eye, presenting a wide variety of symptoms, generally characterized by a constant itching and burning sensation caused by the death of corneal epithelial cells and a decrease in the quality of the patient's vision, among others. The reasons why dry eye syndrome occurs are generally multifactorial in origin. The electronic device for controlled and continuous injection of artificial tears is designed, assembled and tested for performance and stability. It is controlled via Wi-Fi from an Android programmable device. Its design is based on the physicochemical properties of artificial tears, and takes into account production costs and portability. The device has the ability to control the flow of tears to be injected, emulating the ow values produced by the human tear system. Artificial tear fluid is transported from a reservoir within the device to the corner of the eyelids through a flexible, biocompatible microcapillary. The system was modeled according to the methodology V of the association for German professional engineers VDI 2206 standard. The dimensions of the device are 2:5 x 4:5 x 8:5 cm, which makes it practical for transport by the patient. The microinjector handles a wide range of internal variables such as tear flow rate (0.13 to 60 μL/min), tear viscosity (up to ~1000 mPa.s), temperature (up to 60 °C), injected volume of tears and time between consecutive injections.

En esta tesis se presenta un sistema de microinyección automatizado portátil como una solución práctica para pacientes que sufren de sequedad ocular severa. En pacientes con este síndrome, su sistema lagrimal no lubrica adecuadamente la superficie del ojo, presentando una amplia variedad de síntomas, generalmente caracterizados por una sensación constante de comezón y ardor causada por la muerte de las células epiteliales corneales y una disminución en la calidad de la visión del paciente, entre otros. Las causas que producen el síndrome del ojo seco son generalmente de origen multifactorial. El dispositivo electrónico para la inyección controlada y continua de lágrimas artificiales está diseñado, ensamblado y probado para ser de uso práctico y estable. Se controla a través de Wi-Fi desde un dispositivo programable con Android. Su diseño se basa en las propiedades fisicoquímicas de las lágrimas artificiales, y toma en cuenta los costos de producción y la portabilidad. El dispositivo tiene la capacidad de controlar el flujo de lágrimas a inyectar, emulando los valores de flujo producidos por el sistema lagrimal humano. El fluido lagrimal artificial se transporta desde un deposito dentro del dispositivo hasta la comisura de los párpados a través de un microcapilar flexible biocompatible. El sistema fue modelado según la metodología V de la asociación para ingenieros profesionales alemanes estándar VDI 2206. Las dimensiones del dispositivo son 2:5 x 4:5 x 8:5 cm, lo que lo hace práctico para su transporte por parte del paciente. El microinyector maneja una amplia gama de variables internas como velocidad de flujo de lágrimas (0.13 a 60 μL/min), viscosidad de lagrimas (hasta ~1000 mPa.s), temperatura (hasta 60 °C), volumen inyectado de lágrimas y tiempo entre inyecciones consecutivas.