Die Verdunstungsrate der Tränenflüssigkeit beim Menschen verglichen mit einem physikalischen Modell

Zusammenfassung

ie Verdunstung der Tränenflüssigkeit geschieht über Diffusion, freie (thermische) und erzwungene Konvektion. Unter Ruhebedingungen spielt nur die Diffusion und die freie Konvektion eine Rolle. Deshalb sollte eine Testanordnung angewendet werden, bei der nur diese zwei Parameter wirksam werden. Bei der hier angewendeten Versuchsanordnung wird ein stationärer, bekannter Wasserdampfdruckgradient über der Augenoberfläche geschaffen. Es wird eine Tränenverdunstungsrate von 24,4±6,8 mg·cm^-2·h^-1 gefunden. Die Untersuchung erfolgte an 21 gesunden Probanden. Sie waren keine Brillen- oder Kontaktlinsenträger. Augenkrankheiten bestanden nicht. Das Durchschnittsalter betrug 25,6 Jahre. Der in der gleichen Anordnung über einen Thermostaten und einer entsprechend großen Wasseroberfläche gefundene Wert betrug 43 mg·cm^-2·h^-1 und der unter vereinfachenden Voraussetzungen errechnete Wert 54 mg·cm^-2·h^-1. Ein Vergleich dieser Ergebnisse legt den Schluß nahe, dass über der Augenoberfläche ein Wasserdampfpartialdruck von unter der Hälfte des Sättigungswasserdampfdruckes bei 32° C herrscht. Bei 32° C (50% Luftfeuchtigkeit) an der Augenoberfläche und 22° C (50% Luftfeuchtigkeit) Raumtemperatur, ergibt sich rechnerisch ein Wert von 230 mg pro Auge pro 16 Stunden. Wird als Tränensekretionsmenge mit Schirmer 0,6 g pro Auge pro 16 Stunden angenommen, so verdunstet etwa 40% der sezernierten Tränenmenge unter normalen Umständen.

Summary

Evaporation of tears occurs by diffusion, free (thermal), and forced convection. Under resting conditions only diffusion and free convection play a role. Therefore, a device should be applied with only these two parameters working. Creating a stationary known pressure gradient of water vapor over the eye, the evaporation rate was found to be 24.8±6.8 mg·cm^-2·h^-1 in 21 test persons (no spectacle or contact lens wearers, no known general or eye disease, average age 25.6 years). The same test arrangement over a water surface of 1.7 cm² gave a value of 43 mg·cm^-2·h^-1 and simplified calculation, applying Fick's law of diffusion, 54 mg·cm^-2·h^-1. These results suggest that there is a water vapor pressure of less than half the saturation water vapor pressure corresponding to 32°C over the surface of the eye. Calculation yields a value of 230 mg per eye per 16 hours, corresponding to 32°C (50% air humidity) over the surface of the eye and 22°C (50% air humidity) room temperature. Assuming a tear secretion of 0.6 g per eye per 16 hours (Schirmer), about 40% of this amount evaporates under normal conditions.