Atomic force microscopy and Langmuir–Blodgett monolayer technique to assess contact lens deposits and human meibum extracts

PurposeThe purpose of this exploratory study was to investigate the differences in meibomian gland secretions, contact lens (CL) lipid extracts, and CL surface topography between participants with and without meibomian gland dysfunction (MGD).MethodsMeibum study: Meibum was collected from all participants and studied via Langmuir–Blodgett (LB) deposition with subsequent Atomic Force Microscopy (AFM) visualization and surface roughness analysis. CL Study: Participants with and without MGD wore both etafilcon A and balafilcon A CLs in two different phases. CL lipid deposits were extracted and analyzed using pressure-area isotherms with the LB trough and CL surface topographies and roughness values were visualized using AFM.ResultsMeibum study: Non-MGD participant meibum samples showed larger, circular aggregates with lower surface roughness, whereas meibum samples from participants with MGD showed more lipid aggregates, greater size variability and higher surface roughness. CL Study: Worn CLs from participants with MGD had a few large tear film deposits with lower surface roughness, whereas non-MGD participant-worn lenses had many small lens deposits with higher surface roughness. Balafilcon A pore depths were shallower in MGD participant worn lenses when compared to non-MGD participant lenses. Isotherms of CL lipid extracts from MGD and non-MGD participants showed a seamless rise in surface pressure as area decreased; however, extracts from the two different lens materials produced different isotherms.ConclusionsMGD and non-MGD participant-worn CL deposition were found to differ in type, amount, and pattern of lens deposits. Lipids from MGD participants deposited irregularly whereas lipids from non-MGD participants showed more uniformity.

ResumenObjetivoEl objetivo de este estudio exploratorio fue el de investigar las diferencias entre las secreciones de las glándulas de Meibomio, los extractos lipídicos de las lentes de contacto (LC), y la topografía de la superficie de las lentes entre los participantes, con y sin disfunción de las glándulas de Meibomio (DGM).MétodosEstudio de las Glándulas de Meibomio: Se recogieron las secreciones glandulares de todos los participantes, estudiándose mediante película de Langmuir–Blodgett (LB) y posterior visualización, utilizando un microscopio de fuerza atómica (AFM) y analizando la rugosidad superficial. Estudio de las LC: Los participantes con y sin DGM usaron lentes de etafilcon A y balafilcon A en dos fases diferentes. Se extrajeron y analizaron los depósitos lipídicos utilizando isotermos de área de presión con la usaron, y visualizándose las topografías de la superficie de la LC y los valores de la rugosidad mediante AFM.ResultadosEstudio de las Glándulas de Meibomio: Las muestras de la secreciones de los participantes sin MGD reflejaron un conglomerado mayor y circular con una superficie menos rugosa, mientras que las muestras de las secreciones de los participantes con DGM reflejaron unos conglomerados más lipídicos, con mayor variabilidad de tamaño, y una mayor rugosidad en la superficie. Estudio de las LC: Las LC de los participantes con DGM mostraron una mayor cantidad de depósitos de película lagrimal, con una superficie menos rugosa, mientras que las LC de los participantes sin DGM reflejaron una menor cantidad de depósitos y una mayor rugosidad en la superficie. Las profundidades de los poros de balafilcon A eran menores en las lentes de los participantes con DGM, que en los participantes sin DGM. Los isotermos de los extractos lipídicos de las LC de los participantes con o sin DGM reflejaron un incremento no significativo de la presión de superficie a medida que disminuía el área; sin embargo, los extractos procedentes de los dos diferentes materiales reflejaron isotermos distintos.ConclusionesLas secreciones de las LC de los participantes, con o sin DGM, mostraron diferencias en cuanto a tipo, cantidad y patrón de los depósitos de las lentes. Los lípidos procedentes de los participantes con DGM se depositaron de modo irregular, mientras que los de los participantes sin DGM reflejaron más uniformidad.