Un modelo computacional para la hemodinámica retiniana bajo variaciones gravitacionales y posturales

Área de la Ciencia:

• Oftalmología
• Medicina Aeroespacial
• Ingeniería Biomédica

Sus antecedentes:

• El síndrome neuro-ocular asociado a los vuelos espaciales (SANS) presenta riesgos para los astronautas debido a cambios retinianos poco comprendidos.
• La circulación ocular y la presión intraocular (PIO) se ven afectadas significativamente por la microgravedad y los cambios posturales.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un modelo computacional que simule la hemodinámica retiniana en condiciones gravitacionales alteradas.
• Investigar los mecanismos que vinculan los cambios hidrostáticos, los cambios de la PIO y las alteraciones del flujo sanguíneo retiniano relevantes para el SANS.

Principales métodos:

• Se creó un modelo de parámetros agrupados, que integra una red vascular retiniana de cinco compartimentos con un módulo dinámico de PIO.
• Se simularon experimentos de inclinación de cabeza hacia abajo para imitar los cambios de fluidos cefálicos inducidos por la microgravedad.
• Los resultados del modelo se validaron con datos experimentales de PIO, presión de perfusión ocular y flujo sanguíneo retiniano.

Principales resultados:

• La PIO simulada aumentó un 81% durante la inclinación de cabeza hacia abajo, mientras que la presión de perfusión ocular se mantuvo estable.
• Las predicciones del flujo sanguíneo retiniano se alinearon con las mediciones Doppler in vivo.
• Los segmentos de la arteria y arteriolas retinianas centrales se identificaron como los más vulnerables al estrés mecánico.

Conclusiones:

• El modelo validado proporciona información mecanicista sobre la patogénesis del SANS al integrar la biomecánica retiniana y ocular.
• Establece umbrales cuantitativos para el desarrollo de contramedidas y ayuda a comprender los trastornos oculares terrestres.
• El modelo sirve como una herramienta transferible para el estudio del glaucoma y la retinopatía hipertensiva.