Estudio de la biomecánica corneal: modelo viscoelástico y aplicaciones

Marcellán Vidosa, María Concepción
Remón Martín, Laura (dir.) ; Ávila Gómez, Francisco Javier (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2025

Abstract: Esta tesis desarrolla nuevos métodos para evaluar las propiedades biomecánicas de la córnea, dada su relevancia en patologías ectásicas corneales, cirugía refractiva, así como en el diagnóstico y tratamiento del glaucoma. Con este objetivo, se ha propuesto un modelo teórico viscoelástico para caracterizar biomecánicamente la córnea. El desarrollo de dicho modelo ha permitido obtener expresiones analíticas que posibilitan, por primera vez, el cálculo in vivo de las componentes elástica y viscosa. Asimismo, se ha identificado el tiempo de retardo corneal como un biomarcador de la hipertensión ocular, lo que evidencia su importancia en la enfermedad ocular hipertensiva. Por otra parte, la influencia de la geometría corneal en la biomecánica ha sido analizada mediante tonometría de aire, demostrando la necesidad de incluir factores de corrección relacionados con el astigmatismo, de forma similar al enfoque aplicado al espesor central corneal. También se ha observado una relación entre la transparencia corneal, la macroestructura de la córnea y sus propiedades biomecánicas.
Finalmente, se ha desarrollado y calibrado un prototipo de resonador corneal basado en sonido de baja frecuencia, con el objetivo de caracterizar in vivo los modos de resonancia corneal, considerando aspectos geométricos, biomecánicos y aberrométricos.


Abstract (other lang.): This thesis presents new methods for evaluating the biomechanical properties of the cornea, given its relevance in ectatic corneal diseases, refractive surgery, and the diagnosis and treatment of glaucoma. To this end, a theoretical viscoelastic model has been proposed to characterize corneal biomechanics . The development of this model has enabled the derivation of analytical expressions that, for the first time, allow the in vivo calculation of both the elastic and viscous components. Furthermore, corneal retardation time has been identified as a potential biomarker for ocular hypertension, underscoring its significance in hypertensive eye disease. In addition, the influence of corneal geometry on biomechanics has been analyzed using air-puff tonometry, demonstrating the need to incorporate correction factors related to astigmatism—similar to those applied for central corneal thickness. A relationship has also been observed between corneal transparency, corneal macrostructure, and biomechanical properties. Finally, a corneal resonator prototype based on low-frequency sound has been developed and calibrated, with the objective of characterizing the cornea's resonance modes in vivo, considering geometric, biomechanical, and aberrometric parameters.

Pal. clave: biomecánica corneal ; viscoelasticidad ; glaucoma ; resonancia corneal ; tonometría ; biomarcadores

Titulación: Programa de Doctorado en Física

Plan(es): Plan 488

Knowledge area: Ciencias

Nota: Presentado: 20 11 2025

Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2025

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