اشک سطح چشم را می‌پوشاند و برای محافظت از چشم در برابر محیط، روان‌سازی سطح چشم، حفظ یک سطح صاف برای شکست نور و حفظ سلامت ملتحمه و قرنیه بدون عروق خونی ضروری است. حجم لایه اشک تقریباً 3 تا 10 میکرولیتر، ضخامت آن 3 میکرومتر و با سرعت 1 تا 2 میکرولیتر در دقیقه ترشح می‌شود. pH   اشک تقریباً 7.45 است.  

سه نوع مختلف اشک وجود دارد که هر کدام دارای بیوشیمی منحصر به فردی هستند:

1.  اشک‌های پایه معمولاً روی سطح چشم وجود دارند و مواد مغذی را به سطح چشم می‌رسانند، راحتی چشم را حفظ می‌کنند و سطح چشم را از آلودگی‌ها پاک می‌کنند.
2. اشک‌های رفلکسی در پاسخ به محرک‌ها از جمله مواد شیمیایی و اجسام خارجی، آزاد می‌شوند. اشک‌های رفلکسی در مقادیر بیشتری نسبت به اشک‌های پایه تولید می‌شوند و باعث شستشوی سطح چشم از محرک‌ها می‌شوند.
3. اشک‌های چشم بسته آنهایی هستند که از خشک شدن چشم‌ها در طول خواب جلوگیری می‌کنند.

لایه اشک به طور کلاسیک به سه لایه مجزا تقسیم می‌شود:

1. لایه داخلی موسین: این لایه در تثبیت لایه آبی و لوبریکانت یکنواخت سطح چشم کمک می‌کنند. لایه موسین حاوی ایمونوگلوبولین‌ها، اوره، نمک‌ها، گلوکز و پروتئین‌ها است.
2.  لایه میانی آبی: این لایه حاوی پروتئین‌ها، متابولیت‌ها، نمک‌های معدنی، گلوکز، اکسیژن و الکترولیت‌ها (منیزیم، بی‌کربنات، کلسیم، اوره) است که برای حفظ سلامت سطح چشم و همچنین شستشوی آلودگی‌ها و سموم ضروری هستند.
3. لایه خارجی لیپیدی: لایه لیپیدی رابط محیطی- اشکی است و برای به تأخیر انداختن سرعت تبخیر اشک ضروری است. این لایه لیپیدی سطحی حاوی کلسترول، استرهای موم، اسیدهای چرب و فسفولیپیدها است. بیش از 600 لیپید منحصر به فرد از 17 کلاس مختلف لیپیدی در اشک شناسایی شده‌اند.

ترکیبات محصولات اشک مصنوعی

افزایش‌دهنده ویسکوزیته

اکثر محصولات اشک مصنوعی بر پایه آب هستند و حاوی عوامل افزایش‌دهنده ویسکوزیته مانند کربومر 940، کربوکسی متیل سلولز (CMC) که یک مشتق سلولزی از گیاهان است، دکستران، اسید هیالورونیک، سدیم هیالورونات (که اندازه مولکولی کوچک‌تری دارد)، هیدروکسی پروپیل گوار (HP-guar)، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC هیپروملوز)، پلی وینیل الکل، پلی وینیل پیرولیدون و پلی اتیلن گلیکول هستند که به روان‌سازی کمک کرده و زمان ماندگاری روی چشم را افزایش می‌دهند. این ترکیبات به دلیل ساختار خود شبیه به موسین اشک هستند و مانند موسین در تثبیت لایه آبی و لوبریکانت یکنواخت سطح چشم کمک می‌کنند.

الکترولیت‌ها

الکترولیت‌های طبیعی لایه اشکی تعادل اسمزی سطح چشم را حفظ می‌کند و یکی از مکانیسم‌های منجر به خشکی چشم، هایپراسمولاریته لایه اشکی است. به همین دلیل، ترکیبات اسمزی مانند الکترولیت‌ها (سدیم، پتاسیم، کلرید، منیزیم و کلسیم) به طور گسترده‌ای در محصولات اشک مصنوعی استفاده می‌شوند.

اسموپروتکتانت‌ها

پیامد اصلی هایپراسمولاریته لایه اشکی، آپوپتوز سلول‌های اپیتلیال قرنیه و ملتحمه است. برای جلوگیری از این آپوپتوز، اسموپروتکتانت‌ها مانند ال-کارنیتین، اریتریتول، بتائین، سوربیتول، گلیسیرین، تائورین و ترهالوز در محصولات اشک مصنوعی استفاده شده‌اند.

ترکیبات چربی و سورفکتانت‌ها

وجود لیپیدها و پروتئین‌ها در لایه لیپیدی نقش حیاتی در کشش سطحی لایه اشکی و مرطوب‌سازی سطح چشم ایفا می‌کند. تبخیر اشک در بیماران با تغییرات در لایه لیپیدی افزایش می‌یابد که این قطره‌ها به شکل قطره‌های نانو-امولسیون یا اسپری‌های لیپوزومی هستند.

مواد نگهدارنده

برخلاف محصولات یک بار مصرف، محصولات کلاسیک معمولاً نیاز به استفاده از مواد نگهدارنده برای جلوگیری از رشد میکروبی در بطری و افزایش ماندگاری آنها دارند. سمیت شناخته شده بنزالکونیوم کلراید، رایج‌ترین ماده نگهدارنده مورد استفاده در محلول‌های قطره چشمی، منجر به ساخت مواد نگهدارنده از جمله پلی‌کواترنیوم-1، سدیم کلریت، ادتات دی‌سدیم شد.

مقایسه قطره‌های اشک مصنوعی

• آرتلاک: حاوی ماده مؤثره هیپروملوز یا هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) است.
• محلول آی ویت 0.32 درصد: حاوی ماده مؤثره هیپروملوز یا هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) است.
• آرتیپیک 0.32 %: حاوی ماده مؤثره هیپروملوز یا هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) به میزان  3.2 میلی‌گرم در میلی‌لیتر است.
• سینالون : هر ۱۰۰ میلی لیتر حاوی ۰٫۳ گرم هیدروکسی پروپیل متیل سلولز می باشد.
• تیرلوز سینا دارو: حاوی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و دکستران است.
• آرتلاک ادونسد: هر میلی‌لیتر از محلول حاوی ۲ میلی‌گرم اسید هیالورونیک می‌باشد.
• آرتیپیک ادونسد 0.15 %: هر میلی‌لیتر از محلول حاوی 1.5 میلی‌گرم اسید هیالورونیک می‌باشد.
• آرتیپیک ادونسد 0.4 : هر میلی‌لیتر از محلول حاوی 4 میلی‌گرم اسید هیالورونیک می‌باشد.
• سینالون ادونسد 0.2 %: هر میلی‌لیتر از محلول حاوی ۲ میلی‌گرم اسید هیالورونیک می‌باشد.
• زیلویال: حاوی هیالورونات سدیم و پلی‌ساکارید گیاهی دانه تمبر هندی TSP، هرکدام با غلظت ۰.۲ درصد است.
• اشک مصنوعی Hye: حاوی 0.4 درصد هیالورونات سدیم است.
• قطره چشمی آکوایس دیساپ: حاوی هیالورونیک اسید است.
• سینا تی یرز سینا دارو: حاوی ماده موثره پلی وینیل الکل است.
• قطره استریل چشمی اشک مصنوعی تیر آی: حاوی  ۱.۴ گرم پلی‌وینیل الکل در هر ۱۰۰ میلی‌لیتر است
• قطره چشمی اسنوتیرز 1.4 درصد: حاوی پلی وینیل الکل است.
• اشک مصنوعی بایوتیرز 1.4درصد: حاوی پلی وینیل الکل است.
• ژل افتاژل : حاوی ماده موثره کربومر است.
• ژل چشمی لیپوزیک: حاوی ماده موثره کربومر است.
• ژل اشک مصنوعی ناژو تیرز: حاوی دکسپانتنول و کربومر 980 است.
• ژل آیژل: حاوی ماده موثره کربومر است.