Властивості матеріалів для контактних лінз

19 Sep 2010

В даний час існує безліч матеріалів для м'яких контактних лінз. Кожен має в своєму складі різні хімічні компоненти, і відрізняється фізичними властивостями і клінічними характеристиками. Існує кілька основних фізичних властивостей, які беруться до уваги при розробці матеріалів для м'яких контактних лінз.

Сюди відносяться такі механічні властивості, як:

- киснева проникність;

- міцність на розрив;

- вміст води;

- показник заломлення (рефракції);

- біосумісність.

Враховуються також наступні аспекти:

- здатність до осадження білків;

- стабільність параметрів (здатність матеріалу не міняти характеристик з часом);

- простота в обігу;

- зверхвипаровуваність.

При розробці нового матеріалу для лінз основне завдання полягає в тому, щоб поєднувати очну характеристику із зазначеними показниками, не погіршуючи жодного з важливих клінічних показників.

Киснева проникність

Протягом кількох останніх років було багато дискусій щодо кисневої характеристики контактних лінз. Киснева проникність і пропускність є складними процесами і в істотній мірі залежать від вмісту води в матеріалі, конструкції лінз, температури і типу мономера. Хіміки і конструктори працюють разом, з метою забезпечити оптимальне поєднання проникності з конструкцією лінзи для досягнення найкращих клінічних характеристик.

Киснева характеристика має важливе значення тоді, коли лінза поміщена на рогівку, так як лінза в цьому випадку перериває доступ повітря до рогівки. Коли оку у великому обсязі не вистачає кисню, в рогівці порушуються фізіологічні процеси, що може привести до короткочасних або довготривалих порушень зору.

Короткочасні порушення:

- затуманення центральної частини рогівки;

- вертикальні борозенки;

- мікроцисти;

- витончення епітелію і строми.

Довготривалі порушення:

- деформація рогівки;

- розрив ендотелію;

- зміни в рефракції ока.

Існує чотири найбільш поширених методу визначення кисневої характеристики лінзи. До них відносяться:

- вимір кисневої проникності;

- вимір кисневої пропускності;

- визначення еквівалента кисневої характеристики;

- вимір нічного набрякання рогівки.

Вимірювання кисневої проникності

Найбільш поширений метод для розрахунку кисневої характеристики матеріалу для контактної лінзи полягає в вимірі показника Dk або показника кисневої проникності. Величина Dk відповідає властивою матеріалу здатності пропускати через себе кисень. Цей метод дозволяє визначити проникність «ін вітро», тобто в лабораторних умовах, при цьому не використовуються живі тканини. Матеріал випробовується в полярографічній камері, де вимірюється кількість кисню, що проходить через шар лінзового матеріалу в даний період часу.

Метод заснований на формулі Р = D × k де:

Р - проникність,

D - диффузіонна компонента,

K - киснева проникність даного матеріалу.

Такий метод не враховує товщину лінзи, і тому з клінічної точки зору його корисність обмежена. Наприклад, за цим методом лінза товщиною 0,1 мм і лінза товщиною 1,0 мм матимуть однаковий Dk. Але більш товста лінза пропускає тільки одну десяту тієї кількості кисню, яке має бути, тому що чим товще лінза, тим вище опір потоку кисню незалежно від того, що показники Dk однакові.

Метод Dk також залежить від температури. Якщо випробування проводяться в лабораторії при вищій температурі, то значення Dk збільшується. Оскільки температура й інші умови, за яких досліджуються матеріали, сильно різняться в різних лабораторіях, то існують розбіжності в значеннях Dk.

Метод визначення кисневої пропускності

Більш корисним показником лабораторної кисневої характеристики є Dk / L, яким позначається пропускність і який виходить шляхом ділення Dk (проникності) на товщину в центрі лінзи (L). Прийнято вимірювати товщину в центрі лінзи в міліметрах (також, іноді товщину в центрі лінзи позначають буквою t). Оскільки в цьому випадку до уваги приймається товщина центральної частини лінзи, то цей показник більш зручний для лікаря, ніж Dk.

Вимірювання еквівалента кисневої характеристики (ЕОР)

Цей метод являє собою вимір ступеня кисневого голодування рогівки при носінні лінз. Вимірювання по методу ЕОР проводяться на живому оці шляхом розміщення на рогівці датчика з кисневою камерою. Кисень абсорбується рогівкою, при цьому заміряється час, протягом якого кисень з камери переходить в рогівку.

Всі контактні лінзи викликають зниження кількості кисню, що надходить в око, і через це рогівка випробовує «кисневий голод», так як кисень необхідний для відновлення нормального стану очі.

Якщо рогівці не вистачає кисню, то камера датчика дуже швидко спустошується.

Тести на визначення ЕОР зазвичай проводяться з матеріалами різної товщини. На підставі результатів тестів отримують графіки, що показують ЕОР в процентах. Це дозволяє лікарю порівнювати характеристику лінз з різних матеріалів і з різною центральної завтовшки.

Набрякання рогівки

Набрякання рогівки - це найточніший показник реальної клінічної характеристики. Товщина рогівки вимірюється з великою точністю за допомогою комп'ютеризованих приладів (оптичного або цифрового пахометра). Наприклад, якщо припухлість рогівки становить від 0,5 мм до 0,55 мм, то показник опухання рогівки дорівнює 10%. Знижене кисневе живлення ока призводить до набряку, який викликає припухлість рогівки.

Товщина рогівки збільшується, коли око відчуває фізіологічний стрес, наприклад, при збереженні лінз на очах протягом всієї ночі. Випускаються в даний час лінзи тривалого носіння викликають припухлість рогівки в межах 9-12%, якщо їх не знімати на ніч. Закриття очей під час сну, навіть без лінз, викликає певну фізіологічну реакцію у вигляді припухлості рогової оболонки - зазвичай в межах 2-4%. Нічна припухлість рогівки найчастіше зникає через 30-60 хвилин після того, як людина відкрила очі.

Міцність на розрив

Розривна міцність лінзи позначається на таких її характеристиках, як простота звернення, довговічність і пригонка по оці.

Існує чотири види параметрів для оцінки фізичної міцності. До них відносяться:

- межа міцності на розрив;

- модуль пружності;

- коефіцієнт відносного подовження;

- міцність на роздирання.

Межа міцності на розрив

Межа міцності на розрив показує, яке зусилля повинно бути докладено до матеріалу, щоб його розірвати. Чим більше зусилля, тим вище міцність і довговічність матеріалу.

Модуль пружності

Модуль пружності показує гнучкість матеріалу. Матеріали з низьким модулем пружності є більш гнучкими, а ті у яких модуль високий - більш стійкі до вигину.

Більш жорсткі лінзи (менше гнучкі), вважаються більш зручними в користуванні, ніж ті, що зроблені з гнучких матеріалів. Жорсткість і гнучкість матеріалів грають істотну роль для посадочних характеристик лінзи. М'які лінзи, зроблені методом лиття в центрифузі, дуже гнучкі, і тому їх модуль пружності найнижчий серед всіх матеріалів для контактних лінз. Внаслідок цього вони прагнуть прийняти форму рогівки.

Коефіцієнт відносного подовження

Коефіцієнт відносного подовження показує, наскільки сильно треба розтягнути зразок, щоб розірвати його. Ця величина вимірюється у відсотках до розміру зразка лінзи. Наприклад, м'які лінзи, отримані методом лиття в центрифузі, мають коефіцієнт подовження 200%, що означає, що лінза може бути розтягнута на 200% від свого нормального розміру перш, ніж буде пошкоджена. Зазвичай, чим вище цей показник, тим стійкіша лінза до пошкоджень при поводженні з нею.

Вміст води в контактній лінзі

Вміст води в контактній лінзі визначається як відношення ваги води в контактній лінзі (Pw) до повної ваги, насиченою водою контактної лінзи (Pl) у відсотках.

СW = (РW / Pl × 100%)

Вміст води в контактній лінзі є одним з головних параметрів м'яких контактних лінз. Високий вміст води забезпечує комфортність носіння лінзи та постачання рогівки киснем.

Вода забезпечує просування кисню через матеріал гідрогелевими лінзи. Молекули кисню розчиняються у воді і переміщаються через матеріал лінзи до рогівки.

Однак вміст води в гідрогелевих контактних лінзах обмежена - якщо води дуже багато, то контактна лінза погано зберігає свою форму, нею важко користуватися, вона схильна сильної дегідратації (зневоднення) наприкінці дня, в результаті якої помітно погіршується комфорт носіння контактних лінз. Максимальний вміст води в існуючих на сьогоднішній день гідрогелевих контактних лінзах не більше 80%.

Показник заломлення (рефракції)

Це показник того, які зміни зазнає світловий пучок, що проходить через матеріал лінзи. Показник рефракції важливий для конструктора лінз для отримання відповідного оптичного ефекту. Хоча це не впливає на фізіологічну характеристику лінзи, але зміни в вмісті води приводять до зміни показника рефракції. У міру збільшення вмісту води в лінзі, показник рефракції знижується. Тому при використанні матеріалів з низьким показником такого роду лінза повинна бути товще, щоб забезпечити необхідний оптичний ефект або силу. Показник заломлення полімерів застосовуваних в контактній корекції зору зазвичай знаходиться в діапазоні від 1,35 до 1,52, і близький до показника заломлення рогівки - 1,37 при 34 ° С Майже ідентичний з рогівкою і слізної рідиною показник заломлення сприяють виправленню аномалій рефракції (заломлення променів світла) очі.

Завдяки тонкому сльозному шару, що утворюється між лінзою і рогівкою, створюється єдина оптична система, в результаті чого зменшується або усувається різна величина зображень на сітківці обох очей, обумовлена різницею рефракції правого і лівого ока. Контактні лінзи забезпечують також корекцію астигматизму (порушення заломлення променів, при якому промені, що вийшли з однієї точки, після заломлення не збираються в одному фокусі).

Біосумісність

Оскільки контактні лінзи взаємодіють з тканиною рогової оболонки, важливо оцінити фізіологічну дію матеріалу на очну середу. Це робиться в лабораторних умовах, щоб переконатися в її безпеці. Біосумісна контактна лінза - це лінза, що не викликає значних змін у фізіології очі. Матеріали для біосумісної контактної лінзи - це група полімерів, спеціально розроблених для поліпшення біосумісності шляхом імітації структури мембран природних клітин. Клінічні дослідження показали, що дані матеріали володіють значними перевагами, забезпечуючи чудовий комфорт і стійкість до дегідратації і відкладенням.

Існує ряд різних тестів для оцінки біосумісності.

Лінзові матеріали тестуються на цитотоксичність, щоб бути впевненим, що даний матеріал не вбиває живі клітини.

Двадцатіодноденний тест на подразнення очей проводиться на кроликах, яким лінзи одягаються на очі на 21 день. Після цього очі досліджується під мікроскопом на клітинні зміни.

Здатність до осадження білків

Білкові відкладення у вигляді плівок зазвичай являють собою результат адсорбції та / або абсорбції білків. При абсорбуванні білків в молекулярну структуру контактної лінзи чим більше накопичується білків, тим менше залишається в контактній лінзі вологи. Ступінь абсорбування залежить від розмірів молекул білка і розмірів пор матриці контактної лінзи. Процес абсорбації білків починається відразу після розташування контактної лінзи в оці. Зазвичай білки притягуються до іонних контактним лінзам - позитивно заряджені амінокислоти притягаються до негативно зарядженої поверхні контактної лінзи. Абсорбування білків - це процес односторонній, і з плином часу ситуація лише погіршується. Основні білки, складові відкладення, - це альбумін, лізоцим, імуноглобуліни. Присутність білків на поверхні контактної лінзи може призвести до імунної реакції з боку палпебральної кон'юнктиви (кон'юнктиви повік).

Зверхвипаровуваність

Лінзи з матеріалів з високим вмістом води часто доводиться робити товстими, так як такі матеріали мають тенденцію до зневоднення, якщо лінза тонка. Причому, дегідратація може бути настільки сильною, що вони починають відсмоктувати воду з навколишнього рогівки, що призводить до виникнення плям на рогівці або розриву епітелію. Ступінь зверхвипаровуваності матеріалу оцінюється при випробуваннях, завдання яких - переконатися в тому, що вміст води стабільно, а роз'їдання рогівки при поверхневій дегідратації не створить клінічних проблем.

Властивості матеріалів для контактних лінз

Оплата:

Салон:

Офіс:

Соц. мережі: