GONZÁLEZ-MÉIJOME JM, LÓPEZ-ALEMANY A, PARAFITA MA

Se ha medido el contenido de agua de diferentes tipos de lentes hidrofílicas (LCH) utilizando tres refractómetros manuales. El refractómetro Atago N-2E es el que permite medir mayor número de lentes con hidratación entre 38% y 72%. Para lentes de alta hidratación (>70%) y de baja hidratación (<38%) se puede utilizar cualquiera de los otros dos refractómetros, proporcionando valores que no son estadísticamente diferentes de los medidos con el refractómetro Atago N-2E.

Se obtuvo una alta correlación entre los valores referidos por el fabricante y los medidos por un observador con experiencia para las LCH convencionales (r²=0,966; p<0,001) y para las lentes de hidrogel de silicona (LCHS) (r²=0,975; p=0,002). Mientras que en el primer caso, las diferencias no fueron significativas (diferencia media = -1,19; p=0,056) en el caso de las LCHS, el refractómetro proporciona medidas más altas que la hidratación real del polímero (diferencia media = -15,55; p=0,003). Se compararon las medidas de lentes positivas y negativas para 9 muestras diferentes sin existir diferencias estadísticamente significativas (p=0,994), demostrando también la buena reproducibilidad del instrumento para medir muestras distintas del mismo material. La experiencia del observador no ha demostrado ser un factor definitivo en la variabilidad.

La refractometría manual permite realizar medidas precisas del contenido de agua de las LCH. Es necesario diferenciar claramente entre los materiales de hidrogel de silicona y los materiales de hidrogel convencionales cuando se pretenden medir cambios en el contenido de agua de las diferentes lentes como consecuencia de la utilización o para evaluar la capacidad de una LCH para hidratarse con fármacos para su utilización terapéutica, puesto que la refractometría manual sobreestima significativamente los valores reales de hidratación para las LCHS.

Palabras clave: Refractometría manual, HEMA, hidrogel de silicona, índice de refracción, hidratación, lentes de contacto, Atago N2-E.

La hidratación o capacidad de un polímero para absorber agua es la propiedad más importante que caracteriza los materiales hidrofílicos utilizados en la fabricación de lentes de contacto (LC) blandas. Existen diversos factores, tanto inherentes al paciente como externos que afectan la hidratación de las lentes hidrófilas (LCH) en el ojo y, por tanto, a la comodidad, al paso de gases, a la adherencia de depósitos, o a la capacidad para retener y liberar medicamentos administrados a través de las LC terapéuticas, entre otros. Se puede calcular el contenido en agua de un material hidrogel mediante el método gravimétrico, recomendado por la norma ISO como estándar para la obtención de este parámetro (1). Este método consiste en pesar la LC en estado húmedo y nuevamente tras su total deshidratación, obteniéndose así el porcentaje de agua en el interior del polímero. No obstante, este método es demasiado lento y no aplicable a la investigación clínica de un modo fácil y sistemático.

En la refractometría, el contenido de agua de un material o solución se determina midiendo su índice de refracción con relación al índice de refracción de un prisma incluido en el refractómetro. En los polímeros de LC, el índice de refracción lo determina la proporción entre la fase sólida del polímero y la fase hidratada del mismo. Curiosamente, el índice de refracción de los materiales de hidrogel convencionales guarda una íntima relación con su grado de hidratación, similar a la que se verifica para una solución de sacarosa, para cuya medida fueron diseñados inicialmente los refractómetros manuales que actualmente se utilizan para medir las LC (2). Según esta propiedad, cuanto mayor sea el contenido en agua de un polímero y menor la proporción de su «fase seca», mayor será su índice de refracción y viceversa.

El estudio sistematizado de la hidratación de los materiales permite conocer cómo cambia esta propiedad con el uso de las LC y cómo afecta a otras propiedades, como la interacción mecánica con la superficie ocular, la transmisibilidad a los gases y fluidos, o la adhesión de depósitos sobre la superficie de las LC. Además, gracias a la relación inversa entre el contenido en agua y el índice de refracción de los materiales hidrogel (3,4), se puede obtener el índice de refracción a partir de la hidratación del material y viceversa (5-7).

Actualmente existen instrumentos de alta precisión para la medida del índice de refracción (8). Entre otros refractómetros típicamente utilizados en la investigación clínica y experimental relacionada con las LC cabe citar los refractómetros de Abbe (1,9,10) o el Atago CL-1 (5,7,11).

Recientemente se ha comercializado el refractómetro automático CLR 12-70, que permite obtener la medida del índice de refracción de la muestra con una mínima influencia de la experiencia del observador e incluso ha demostrado gran repetibilidad en las medidas realizadas por diferentes observadores (8). No obstante, la refractometría manual sigue siendo un método altamente eficiente, de bajo coste y fácil de utilizar para determinar el contenido en agua de las LCH (12).

La valoración objetiva del contenido hídrico de las LCH es interesante en estudios que pretendan determinar las variaciones de hidratación de los polímeros de LC. La capacidad de los polímeros para hidratarse y conservar su hidratación durante el uso condicionan aspectos tan importantes como la tolerancia física de las lentes, su resistencia a la acumulación de depósitos y por tanto su durabilidad, la permeabilidad a los gases del material o la capacidad de estos polímeros para ser utilizados con fines terapéuticos como vehículos para la liberación retardada de fármacos a la superficie ocular. Estas propiedades adquieren mayor importancia en la actualidad, ya que han surgido en el mercado nuevos materiales que en algunos casos reclaman para si una especial resistencia a la deshidratación como principal ventaja diferencial frente a otros materiales hidrofílicos. También han surgido en el mercado nuevos materiales de hidrogel de silicona cuya medida de hidratación mediante las técnicas de refractometría convencionales ha sido puesta en duda. A pesar de no ser el objeto de este estudio, siendo este aspecto ampliamente tratado en otros trabajos de los autores que serán publicados en breve, con el presente estudio se demostrarán también los márgenes de fiabilidad y reproducibilidad de la refractometría manual en las medidas de diversos materiales (materiales de hidrogel convencionales, nuevos hidrogeles y hidrogeles de silicona).

El objetivo de este estudio consiste en determinar la aplicabilidad de tres refractómetros manuales, que teóricamente permiten medir la capacidad de absorber y retener agua de LC con hidratación entre 8 y 100%, incluyendo entre estas hidrataciones todas las LC existentes actualmente en el mercado. También se pretende conocer en qué medida factores como la experiencia el observador, la potencia de la lente o el modelo de instrumento utilizado pueden influir en la precisión de las medidas. De modo semejante, la repetición de las medidas por parte de un observador entrenado permitirá conocer el índice de repetibilidad de la refractometría manual, de gran importancia en la investigación clínica.

Se utilizaron los refractómetros Atago N-1E y Atago N-2 E (Atago, Tokio, Japan) y Zuzi 58-92 Brix (Zuzi, Auxilab S.L, España). Este último, en cuanto a rango de medida, es equivalente al Atago N-3E. Los instrumentos, junto con el aspecto de sus respectivas escalas vistas a través del ocular de observación, se muestran en la figura 1. Las especificaciones de rangos de medida Brix e hidratación equivalente se muestran en la tabla 1.

Figura 1. Refractómetros manuales Atago N-1E, Atago N-2E y Zuzi (A) y escalas de medida vistas a través de los respectivos oculares (B).

Se utilizaron un total de 22 LCH de 16 marcas diferentes, correspondiendo 12 al grupo de LCH convencionales de baja permeabilidad y 4 a LCHS. Sus características técnicas se presentan en las tablas 2 y 3. La potencia de las LC era -3.00 D y, en algunos casos (n=9) se midió también una LC del mismo material con potencia +3.00 D, para confirmar que en las medidas de refractometría no afecta la potencia refractiva (de la que depende el espesor y cantidad de agua absoluta presente en la LC).

Las condiciones ambientales del laboratorio se mantuvieron controlada, siendo la temperatura 20 ±1 ºC y la humedad relativa 55 ± 3% durante todas las sesiones de medida. La calibración de los refractómetros se realizaba antes de cada sesión de medida, según los procedimientos recomendados por cada fabricante, realizando el correspondiente ajuste de la escala. Las medidas fueron realizadas con el refractómetro Atago N-2E por un observador con experiencia y por otro que nunca antes había realizado medidas con un refractómetro manual. Además, el observador con experiencia realizó medidas en dos sesiones diferentes con el mismo refractómetro para comparar la variabilidad de las medidas.

En cada sesión cada observador realizó tres medidas. Cada LC fue presentada de forma aleatoria y convenientemente colocada en el refractómetro por un tercer investigador, para evitar que cada observador pudiese conocer el tipo de LC que estaba midiendo en cada momento. En ningún caso los observadores tuvieron contacto con las LC que median. Las medidas eran anotadas por el mismo investigador que preparaba las LC. La colocación de la LC se hace en la parte superior del prisma (fig. 2a) y posteriormente se aplica la placa difusora, pudiendo ejercer una leve presión con el dedo para que la LC se aplane perfectamente contra el prisma sin quedar burbujas de aire o dobleces del material. A pesar de que las medidas se realizan normalmente con luz natural, se ha optado por hacerlo utilizando una fuente de luz directa para obtener mayor contraste en la detección de la medida sobre la escala (fig. 2b y 2c).

Figura 2. Colocación de la LC sobre el prisma del refractómetro (A) y observación de la escala de medida del refractómetro Atago N-2E en el momento de la medida (B), indicando el valor de 34,4% Brix según se puede apreciar en la imagen inferior aumentada (C).

Figura 3. La nitidez con que se observa la separación entre ambos campos con algunos materiales (A,B) contrasta con las dificultades encontradas con otros (C,D). En algunos casos mejora al reorientar el refractómetro respecto a la fuente de luz.

Las diferencias entre las diferentes condiciones de medida (observador con vs sin experiencia; 1.ª vs 2.ª) se representaron frente al valor medio de ambas medidas según lo descrito por Bland y Altman (13). El mismo procedimiento fue utilizado para el estudio comparativo entre los valores de hidratación obtenidos por el observador con experiencia y los valores facilitados por los respectivos fabricantes. Mediante regresión lineal se obtuvieron las respectivas ecuaciones que relacionan el valor medido con el dado por el fabricante para las distintas LC. Se analizaron separadamente las LCH de baja permeabilidad y los correspondientes a las LCHS. Para analizar la influencia del factor potencia de la LC, así como para evaluar el nivel de significación estadística de las diferencias entre las distintas variables consideradas se utilizó el test «t» de Student-Fisher. En todos los casos se considero que las diferencias entre medidas eran significativas si p<0,05.

En la figura 4 se representan las diferencias entre las medidas obtenidas por un observador con experiencia y por un observador sin experiencia con respecto a la media entre ambos. Se puede observar la presencia de dos valores aberrantes correspondientes a las muestras de LC Proclear^® (Omafilcon A 62%), que se justifican por la dificultad en la medida de estas lentes con el refractómetro Atago N-2E. La diferencia media, marcada como línea de puntos fue de –0,08 ± 1,68% con límites de confianza del 95%, superior e inferior, en 3,20 y -3,36%, respectivamente. Nótese que para la mayoría de las muestras los valores quedan dentro del rango ±1% y, en todos los casos, en el rango de ±1,5%, exceptuando los dos valores aberrantes ya comentados.

Figura 4. Representación de las diferencias interobservador (con- vs sin- experiencia) en relación con el valor medio de ambos. Medidas obtenidas con el refractómetro Atago N-2E. La zona sombreada corresponde al intervalo de confianza 95% (C/Exp: observador con experiencia; S/Exp: observador sin experiencia).

La experiencia del observador no ha demostrado ser un factor definitivo en la variabilidad de las medidas, siendo 0,67% para el observador sin experiencia y 0,42% para el observador experimentado, cuando se comparan los valores obtenidos para tres medidas repetidas. Por otra parte, este valor es relativamente bajo en ambos casos, lo que prueba que el método goza de una buena repetibilidad.

Comparando los resultados de ambos observadores con los valores dados por el fabricante, sin tener en cuenta las LCHS, las diferencias medias para ambos observadores fueron muy similares, 1,24% y 1,19% para el observador con y sin experiencia, respectivamente.

En la figura 5 se representan las diferencias entre las medidas obtenidas por un observador con experiencia, en dos sesiones diferentes, con el refractómetro Atago N-2E. La diferencia media entre ambas sesiones fue de 0,59 ± 0,82% con límites de confianza del 95%, superior e inferior, en 2,19 y –1,01%, respectivamente. Se puede observar la presencia de un valor aberrante correspondiente a la lente Aspheric^® (Methafilcon A 55%). Aunque dentro del intervalo de confianza 95%, otros dos valores llaman la atención con diferencias significativamente diferentes de las restantes muestras. Corresponden a la lente Purevision^® (Balafilcon A 36%) y a una de las muestras de Proclear^® (Omafilcon A 62%). La otra muestra de Proclear^® que no presenta variabilidad se debe a que en la primera sesión solamente pudo registrarse una medida con esta LC. Por tanto, el hecho de que ambas medidas coincidan puede deberse a una casualidad más que a la ausencia de variabilidad, que obviamente debe existir por las dificultades ya comentadas en la medida de este material. En este caso, se puede asegurar, que exceptuando el valor aberrante de la lente de Methafilcon A, un observador experimentado puede obtener diferencias entre sesiones de media inferiores a 1,60% en el grado de hidratación. Si excluimos el material Omafilcon A y Balafilcon A, esta variabilidad seria incluso inferior a una unidad porcentual (<1%).

Figura 5. Representación de las diferencias intersesión (1.ª vs 2.ª) obtenidas por el observador con experiencia en relación con el valor medio entre ambas. Medidas obtenidas con el refractómetro Atago N-2E. La zona sombreada corresponde al intervalo de confianza 95%.

En cuanto a la dificultad para realizar la medida, hay que destacar la lente de material Vifilcon A (55%) de la que fue imposible obtener medidas. La lente de material Omafilcon A (62%) también presentó dificultades notables, siendo la que mayor variabilidad presenta de las que se han podido medir. El observador menos experimentado no fue capaz de estimar el valor Brix % para esta LC en algunas ocasiones. La lente de Methafilcon A (55%) también presentó dificultades reflejándose en una mayor variabilidad. Nótese que esta LC tiene el mismo grado de hidratación que el material Vifilcon A. Por el contrario, las lentes de Lotrafilcon A y Lotrafilcon B fueron las más fáciles de medir en lo que respecta a la nitidez de la separación entre los campos de iluminación, lo que se traduce también en los más bajos valores de variabilidad, expresada por la desviación estándar de tres medidas (tabla 4).

En la tabla 4 se puede observar que las diferencias son casi inexistentes para aquellas LC medidas con dos de los refractómetros. Dado el reducido número de casos no se ha aplicado ningún test estadístico. Sin embargo, en todos los casos, las diferencias son inferiores a 0,33 unidades de hidratación (% agua) para la misma LC medida con dos instrumentos diferentes.

Para las nueve lentes en las que se compararon muestras de -3.00 y +3.00 D, no se obtuvieron diferencias significativas (Test-t, dif. media: 0,034; t: 0,007; p>0,05) para las 9 lentes analizadas (7 convencionales, 2 de hidrogel de silicona).

Cabe destacar que tanto la variabilidad entre dos observadores con distinto grado de experiencia, como la variabilidad entre dos sesiones de medida realizadas por el mismo observador experimentado, son substancialmente inferiores a las descritas recientemente por otros autores utilizando el refractómetro Atago N-2E (12). No obstante, en ese estudio, los autores no especifican si realizan más de una medida para obtener la lectura que será tenida en cuenta para el tratamiento estadístico. Asimismo, no consta si ambos son observadores con experiencia o con distinto grado de experiencia. Esto último, a la vista de lo observado en el presente estudio, no parece justificar sus resultados. En el estudio que se presenta, a pesar de la falta de experiencia de uno de los observadores, ambos utilizaron los mismos criterio de medida.

Durante la preparación de la muestra, el exceso de agua en la LC debe ser eliminado con un pequeño papel de filtro o sacudiendo la LC bien sujeta con las pinzas de puntas de silicona. La colocación de la LC debe hacerse en la parte superior del prisma, haciéndolo con la parte cóncava hacia abajo para evitar el arrugamiento del material mientras se coloca la placa difusora. Se recomienda realizar las observaciones contra una luz intensa que emita luz blanca. Es extremadamente importante calibrar regularmente los instrumentos, pues se pudo verificar que entre períodos relativamente cortos de tiempo, pueden existir variaciones leves aunque significativas, de hasta 0,5 unidades en la escala Brix %.

Al medir las LC contra la luz del día, la línea divisoria entre ambos campos era muy difícil de discernir en muchas ocasiones e imposible en algún caso. La mayor experiencia conseguida al realizar este trabajo ha permitido compensar este obstáculo utilizando una luz blanca de proyección directa y, además, realizando algunos ajustes en la orientación del refractómetro respecto a la fuente de luz. Todo ello ha podido contribuir a reducir significativamente las diferencias de las medidas entre observadores, así como con relación a los valores referidos por los fabricantes para las LCH convencionales.

Las LC con hidratación entre 38 y 42% pueden medirse con el refractómetro Atago N-2 E o con el refractómetro Zuzi 58-92 Brix, no siendo las medias significativamente diferentes. Asimismo, las LC con hidratación entre 68 y 72% pueden medirse tanto con el refractómetro Atago N-2E como con el Atago N-2 E. A pesar de que tampoco fueron diferentes las medidas obtenidas con ambos instrumentos, pudo apreciarse que con el primero la visión de la separación de campo es normalmente más nítida para realizar la lectura. Con base en estos comentarios debe recomendarse el instrumento Atago N-2E para medir la hidratación de las actuales LCH. Apenas quedarán fuera de su rango de medida materiales con valores de hidratación inferiores a 38% y superiores a 72%. No obstante esta limitación puede no ser absoluta, ya que se ha comprobado que las LCHS (tres de las cuales son las únicas lentes actualmente comercializadas con valores de índice inferior a 38%) entran en la escala del refractómetro Atago N-2E. Esto se debe, como han comentado otros autores, a que el índice de refracción de la silicona es inferior, lo que es interpretado por el refractómetro como un material con más agua de la que realmente posee (12). Asimismo, las LC con hidratación 73 y 74% han sido medidas por el refractómetro Atago N-2E. Los valores, aunque inferiores a lo esperado, son corroborados por el refractómetro Atago N-1E cuyo rango de medida es el apropiado para estas LC. En conclusión, virtualmente todas las LC con hidratación entre 38% y 74%, así como todas las LCHS con hidratación inferior, pueden ser medidas por el mismo instrumento. Otro aspecto importante es la posibilidad de medir sobre pequeñas porciones de LC, no siendo necesaria toda la lente. No obstante, en este caso ha de centrarse la muestra en el área de medida, debiendo tener el fragmento al menos un tercio del área de una LC estándar de 14 mm de diámetro. Este aspecto puede ser importante cuando se apliquen varias técnicas de examen invasivas sobre una misma muestra.

Con la LC de Omafilcon A (62%) las dificultades de medida se compensaron, al menos en parte, reorientando el refractómetro respecto a la fuente de luz, consiguiéndose de este modo realizar medidas más precisas. La dificultad o imposibilidad para medir la LC de Vifilcon A (55%) ya había sido puesta en evidencia por otros autores (8,12).

La facilidad o dificultad para las medidas refractométricas no reflejan a priori en absoluto ninguna cualidad inherente a las LC o a su comportamiento clínico, cuya evaluación y caracterización no entra en los objetivos de este estudio. Como ya se dijo al principio, este estudio tampoco pretende determinar el grado de concordancia entre los valores medidos y los referidos por el fabricante, particularmente en lo que atañe a las LCHS, cuyas lecturas refractométricas son substancialmente diferentes de las facilitadas por el fabricante. Posiblemente la única forma fiable de medida en este tipo de lentes sea el procedimiento gravimétrico.

El presente trabajo pretende ser de punto de partida y guía para las medidas clínicas y de laboratorio del grado de hidratación de LCH, su grado de concordancia entre observadores y para un mismo observador en las condiciones experimentales. Ambos parámetros, tras la implementación de algunos ajustes metodológicos, principalmente la utilización de una fuente de luz directa y la realización de tres medidas por sesión, han demostrado ser substancialmente mejores que los relatados en la bibliografía más reciente.

Sin duda los resultados que se presentan deben ser de interés para investigadores y clínicos involucrados en estudios que contemplen la medida de la hidratación y la velocidad de deshidratación de los hidrogeles, en el estudio del efecto de ambientes adversos (cabinas de avión presurizadas, ambientes áridos, ambientes excesivamente acondicionados o en personas sujetas al uso continuado de videoterminales) que puedan experimentar niveles de deshidratación excesivos. También se podrán aplicar en la determinación precisa del grado correcto de hidratación de los hidrogeles para un cálculo correcto de la dosis de bio-disponibilidad de fármacos administrados por esta vía en la superficie ocular.

Este trabajo ha sido financiado en parte por la Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) – Ministério de Ciência e Ensino Superior (MCES) del Gobierno de Portugal y el Fondo Social Europeo (FSE) a través de la beca 8281/2002 concedida a JM G-M.

Los autores desean agradecer también a las respectivas casas comerciales la donación de las muestras. Ninguno de los autores tiene o ha tenido interés comercial o financiero en los productos y equipos mencionados en este estudio.

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