Modelo Tridimensional del Ojo Humano

Bibiana Andrea Avella Molano 1, Mara Camila Beltrn Ramrez 2, Diana Nataly Lozano Daz 3, Ana Mara Molano Pulido 4, Oscar Yesid Moreno Rocha 5, Daniel Alejandro Queremel Milani 6

Laboratorio de Anatoma, Estudiante de Pregrado, Facultad de Medicina 1,2,3,4,5,6, Universidad de los Andes, Bogot D.C., Colombia

The human eye is a highly developed sense organ containing numerous accessory structures that modify visual stimuli before they reach the photoreceptors. The extraocular muscles move the eyeball, thus causing the image of the object viewed to fall on the fovea, the retinal area of highest visual acuity. The shape of the eyeball, its surfaces, and the refractive properties of the tear film, cornea, lens, and aqueous and vitreous humors assist in focusing the image on the retina. To allow viewing of near and far objects, this focus can be adjusted by the action of the ciliary muscle, which changes the shape of the lens. The intensity of the light reaching the retina is controlled by the muscles of the iris, which vary the size of the pupillary aperture. Incident light must traverse most of the retinal layers before it reaches the photoreceptor cells lying in the outer part of the retina. Beyond the photoreceptors is a layer of pigment cells, which eliminates back reflections by absorbing any light passing through the photoreceptor layer. (Jones, Burns, & Aminoff, 2013, p. 9 11).

El ojo humano es un rgano sensorial muy desarrollado que contiene numerosas estructuras accesorias que modifican estmulos visuales antes de que lleguen los fotorreceptores. Los msculos extraoculares mueven el globo ocular, lo que provoca la imagen del objeto visto a caer en la fvea, la rea de la retina de alta agudeza visual. La forma de el globo ocular, sus superficies, y las propiedades de refraccin de la pelcula lagrimal, crnea, el cristalino, humores acuoso y vtreo ayudan a centrar la imagen en la retina. Para permitir la visualizacin de los objetos cercanos y lejanos, este enfoque puede ser ajustado por la accin del msculo ciliar, que cambia la forma de la lente. La intensidad de la luz que llega a la retina es controlada por los msculos de el iris, que vara el tamao de la abertura pupilar. La intensidad de luz debe atravesar la mayor parte de las capas de la retina antesque llegue a las clulas fotorreceptoras que yacen en la parte externade la retina. Ms all de los fotorreceptores es una capa dede las clulas de pigmento, lo que elimina las reflexiones posteriores absorbiendo cualquier luz que pasa a travs de la capa del fotorreceptor. (Jones, Burns, & Aminoff, 2013, p. 9 11).

INTRODUCCIN Las rbitas son cavidades seas bilaterales en el esqueleto facial que contienen a los ojos y sus estructuras visuales accesorias. El ojo es el rgano de la visin y est formado por el globo ocular y el nervio ptico (Moore, Dailey y Agur, 2013, p. 889). El propsito de este proyecto fue recrear, mediante un modelo en tres dimensiones, el globo ocular humano junto con su nervio principal. En su mayora, se considera que el sentido de la visin permite un mejor aprendizaje de nuestro alrededor que cualquiera de los otros cuatro sentidos (Malik, 2013). Con el fin de brindar una herramienta para el estudio de la anatoma del ojo humano, se planteo y se llevo a cabo este modelo. La importancia del proyecto desarrollado radica en que el pizarrn y los tradicionales atlas impresos son ejemplos de otras herramientas en la docencia que estn siendo reemplazadas por modelos tridimensionales e imgenes digitales,

con las cuales interacta el alumno (Narvez y Murillo, 2014, p. 1). De este modo se pretende ofrecer al estudiante una herramienta innovadora para el aprendizaje de algunos de los conceptos esenciales de la anatoma humana.

Objetivo: generar una herramienta de estudio que permita detallar espacialmente las diferentes estructuras que componen el globo ocular a travs de la visualizacin de una estructura tridimensional.

MARCO TERICO

Fig 1. Rohen, Yokochi, Ltjen-Drecoll, & Lutjen-Drecoll, 2010, p. 136.

Cuando los anatomistas discuten el rgano visual (Organum visus) lo primero que describen es el globo ocular (Bulbus oculi) y, en segundo lugar, las estructuras auxiliares en su entorno inmediato (Structurae oculi accessoriae). A excepcin de los prpados (Palpebree), todas las estructuras auxiliares -incluyendo el globo ocular- estn encerrados dentro de la rbita (Orbital).

En el rgano visual del modelo a presentar se realizaron las siguientes partes: - Esclera: "parte dura y opaca de la capa fibrosa del globo ocular; cubre posteriormente sus cinco sextas partes y proporciona insercin a los msculos extrnsecos e intrnsecos del globo ocular" (Moore et al., 2013, p. 894). - Crnea: parte transparente de la capa fibrosa, que cubre anteriormente la sexta parte del globo ocular y tiende a sobresalir del globo ocular cuando se observa lateralmente (Moore et al., 2013).

- Coroides: "capa de color marrn rojizo oscuro situada entre la esclera y la retina; es la parte de mayor tamao de la capa vascular [...] Dentro de su lecho vascular, hay vasos gruesos situados extrernamente (cerca de la esclera)" (Moore et al., 2013, p. 894). -Cuerpo Ciliar: "engrosamiento anular de la capa posterior a la unin esclerocorneal; conecta la coroides con la circunferencia del iris" (Moore et al., 2013, p. 896). -Cristalino: "estructura transparente y biconvexa que se halla encerrada en una cpsula [...] Cambia constamente su convexidad para afinar el enfoque sobre la retina de los objetos cercanos o distantes" (Moore et al., 2013, p. 897). -Humor vtreo: "lquido acuoso englobado en la trama del cuerpo vtreo [...] Adems de transmitir la luz, el humor vtreo mantiene la retina en su lugar y soporta el lente" (Moore et al., 2013, p. 898). -Mcula: "pequea rea ovalada de la retina con conos fotorreceptores especializados en la agudeza visual. Se encuentra inmediatamente lateral al disco ptico" (Moore et al., 2013, p. 897). -Fvea: depresin que constituye el rea de mayor agudeza visual y se encuentra en el centro de la mcula (Moore et al., 2013, p. 897). MATERIALES Y MTODOS Con la finalidad de elaborar un ojo verstil para el aprendizaje de las diferentes partes que lo componen, se utilizaron los siguientes materiales:

- Porcelanicrn, para representar y servir como materia prima para diversas estructuras como la esclera y la coroides.

- Esferas de icopor, empleadas como base para las diferentes estructuras circulares presentes en el modelo.

- Gelatina sin sabor, cido ctrico, agua, azcar blanca y sorbato; utlizados para formar la representacin del humor vtreo.

- Pinturas a base de leo, para dar color, y as poder distinguir a las venas, arterias, nervios, capa vascular, iris, entre otros.

- Pegante lquido (colbn), utilizado para proteger y otorgar brillo a diferentes estructuras.

- Pequeos imanes, empleados para dar soporte y mantener las estructuras de mayor masa en el modelo ocular.

- Lmina PET-G (Espectar) de 0.1mm utilizado para representar la cornea.

METODOLOGA El diseo del ojo consisti en los siguientes pasos. Para la esclera se extendi el porcelanicron en una superficie y se coloc sobre una bola de icopor en la cual se esper a que este se deshidratara. Con el fin de aumentar la resistencia de la estructura, se agreg una segunda capa de porcelanicron, aumentando el dimetro. Dos semanas despus, cuando la estructura se encontraba seca, se lijaron las capas para que tuvieran una forma

lisa y redondeada. Posteriormente, se agregaron dos capas de vinilo mezclado con agua y pegante lquido (colbn) con el fin de darle color a la esclera. Y por ltimo, se agreg una capa con pegante lquido (colbn) para otorgarle lucidez.La mitad de la coroides se realiz bajo el mismo procedimiento utilizado para elaborar la esclera, pero se adicion color al porcelanicron antes de moldearlo, utilizando pinturas a base de leo hasta obtener un color caf. Luego se empleo otra porcin de porcelanicrn, el cual se molde para realizar venas, arterias e iris (cada estructura con su color representativo). Finalmente, se aadi una capa de pegante lquido (colbn) para brindar lucidez. El procedimiento para hacer la otra mitad de la coroides fue el mismo, sin embargo, en esta capa se representaron nuevas estructuras, tales como los nervios, el cuerpo ciliar, la mcula y la fvea. La crnea se realiz con una lmina espectar que fue termoformada mediante un molde de icopor con capas superficiales de pegante lquido y anillos de cartn paja. Posteriormente, se recortaron los bordes hasta obtener la forma deseada. Por ltimo, para representar el humor vtreo se mezcl y calent (sin dejar hervir) una taza de agua, una libra de azcar blanca refinada, una cucharadita de cido ctrico y una pizca de sorbato. Simultneamente, en otro recipiente se agregaron dos tazas de agua y cientoveinte gramos de gelatina sin sabor. Una vez mezclado, el producto fue llevado a un microondas durante cuatro minutos hasta obtener una consistencia liquida. El producto resultante se introdujo en un recipiente en forma de esfera y se dej enfriar toda la noche.

DISCUSIN Y RESULTADOS

En anexos se encontraran las fotografias de las estructuras mencionadas a continuacin.

En la figura 2, 3 y 4 se observa la mitad de la capa correspondiente a la coroides (capa vascular) la cual contiene las venas, arterias y el iris de el ojo, las venas estan representadas en color azul, las aterias en color rojo y el iris en color verde/azul. En otra mitad de la esclera se ve representada la mcula, fova, el cuerpo ciliar los nervios de esta capa.

En la figura 5, 6 y 7 se observan diferentes vistas de la esclera y la cornea, siendo esta la capa mas externa del globo ocular. Las dos mitades correspondientes a esta estructura se encuentran unidas por medio de un iman que representar al nervio optico (par craneal NII)

En la figura 8 y 9, se observa el humor vitreo el cual tiene un color diferente al de la estructura real, el cual permite diferenciar esta estructura de otras que tambien sean transparentes, como lo son la cornea y el lente.

Para el desarrollo de este modelo tridimensional de ojo humano surgieron varios imprevistos. En primer lugar hubo un cambio en los materiales planteados en el anteproyecto, como lo

son la arcilla polimrica y alambres de aluminio. Las razones por las que no se us el primero de estos materiales fueron su alto costo y que el proceso de manipulacin era poco productivo, ya que requera de una constante limpieza del horno donde se calentaba. En su lugar se utiliz porcelanicrn, un material ms econmico y de fcil manipular. Por otro lado, se usaron pequeos imanes para sostener las estructuras en vez de alambres de aluminio por razones estticas y de practicidad.

En segundo lugar, el acontecimiento menos esperado fue que el porcelanicon se encogi al secarse en dferentes proporciones, originando pequeas deformaciones en las estructuras y ocacionando que fuera de distintos tamaos. Debido a esto, capas como la esclera y la coroides que fueron elaboradas por mitades, debieron repetirse, ya que no haba simetra en ellas. As mismo, el porcelanicron requiere un tiempo de varios das para que puedan secarse sobre el sustancias como pinturas y pegante lquido, lo que requiri mayor tiempo de trabajo.

En tercer lugar, se hizo una bsqueda profunda sobre diversas formas de hacer el humor vtreo para que fuese semejante a la realidad y que se conservara con el tiempo. El resultado obtenido fue casi ideal con la excepcin de que se obtuvo un color diferente al esperado.

Por ltimo, para la elaboracin del cristalino, y su diferenciacin del humor vitreo, se prosigui a darle un color que lo pudiese distinguir. Por consiguiente, se estableci hacerlo de color blanco y as conseguir esta distincin entre ambas estructuras.

CONCLUSIONES

Un modelo tridimensional en el cual se puedan diferenciar las diferentes partes de un rgano o estructuras anatomicas es un metodo prctico para estudiar con una ayuda visual.

Dada la complejidad de la estructura era necesaria la presencia de una estructura del ojo (anexa a las ya existentes (2)) dentro del laboratorio de anatoma. Se espera que en los proximos semestres, este modelo sea de gran utilidad para el aprendizaje de diferentes entes acadmicos.

La realizacin de un modelo anatomico tridimensional, si bien consta de ciertos imprevistos, es una herramienta invaluable para quienes la desarrollan en el acercamiento de la estructura, y el entendimiento de cada una de sus partes. Tambin se convierte en un acercamiento tangible al rea investigativa y de creacin dentro de la facultad.

BIBLIOGRAFA

Jones, R. H., Burns, T., & Aminoff, M. J. (2013). The Netter Collection of Medical Illustrations: Nervous System: Volume 7, Part 2: Spinal Cord and Peripheral Motor and Sensory Systems (2nd ed.). Edinburgh: Elsevier Science Health Science div.Moore K, Dalley A, Argur A. (2013). Anatoma con orientacin clnica (7ma ed). Madrid: Mdica Panamericana.

Malik, N. (31 de enero del 2011). Eyes. Importance in our lives. Bubblews.com. Recuperado el 31 mayo 2015, de: http://www.bubblews.com/news/183021-eyes-importance-in-our-life

Narvez Hernndez, E. N. y Murillo Rbago, E. I. (2014). Herramientas de estudio utilizadas por alumnos de ciencias de la salud en la materia de Anatoma. Tijuana: Revista de Investigacin en Educacin Mdica. Recuperado el 31 mayo 2015, de: http://riem.facmed.unam.mx/node/338.

Netter, F. H. (2006). Atlas of human anatomy (4th ed.). Philadelphia, PA: Saunders (W.B.) Co.

Rohen, J. W., Yokochi, C., Ltjen-Drecoll, E., & Lutjen-Drecoll, E. (2010). Color Atlas of Anatomy: A Photographic Study of the Human Body [With Access Code] - 7th Edition (7th ed.). Philadelphia, PA: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins.

Sobotta, J., Paulsen, F., & Waschke, P., Dr. Jens. (2011). Sobotta Atlas of Anatomy: Head, Neck and Neuroanatomy: Volume 3: Head, Neck and Neuroanatomy (15th ed.). United Kingdom: Elsevier/Urban & Fischer.

ANEXOS

Fig. 2, 3 y 4 Vistas Superiores del modelo.

F i g . 5, 6 y 7 Esclera y Cornea.

Fig. 8 y 9 Humor Vtreo.