Вопросы для самоконтроля

1. Основные показания к назначению контактных линз.

2. Преимущество контактных линз перед очками.

3. Противопоказания к назначению контактных линз.

4. Осложнения при пользовании контактными линзами.

Раздел 2. Материалы, применяемые для изготовления контактных линз

Тема 1.2. Требования, предъявляемые к материалам

для изготовления контактных линз

Студент должен знать:

• свойства материалов, применяемых для изготовления контактных линз.

Содержание учебного материала (дидактические единицы):

Требования, предъявляемые к материалам для изготовления жестких и мягких контактных линз.

Методические указания

История развития материалов для контактных линз весьма интересна. Первые контактные линзы изготавливались из обычного оптического стекла. С развитием органического синтеза и появлением пластмасс для их изготовления начинает применяться полиметилметакрилат (ПММА) – жесткий газонепроницаемый материал, который обладал хорошей комбинацией свойств, подходящих для контактных линз. Позднее появились жесткие газопроницаемые линзы.

В начале 60-х г.г. 20 века началось производство первых мягких контактных линз из гидрофильного газопроницаемого материала НЕМА. В конце 90-х г.г. появились первые мягкие силикон-гидрогелевые линзы.

Таким образом, с точки зрения материалов контактные линзы бывают следующими:

жесткие контактные линзы (ЖКЛ)

• газопроницаемые; газонепроницаемые;

мягкие контактные линзы (МКЛ)

• гидрогелевые; силикон-гидрогелевые.

Исследования по созданию новых материалов, изучению необходимых свойств велись непрерывно и продолжаются в настоящее время.

В результате проделанной работы были сформированы требования к материалам для изготовления контактных линз. Это оптические, физико-механические, химические, биологические свойства.

Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Главное требование, предъявляемое к полимерам для контактных линз - их химическая стабильность.

Макромолекулярные цепи должны быть составлены из химически стабильных связей, не распадающихся в присутствии соединений, свободно циркулирующих в физиологической среде глаза. При этом следует избегать двойных связей в основной цепи, которые в присутствии кислорода и ультрафиолетового света могут образовывать нестабильные связи с последующим распадом и уменьшением молекулярной массы полимера.

Материалы, используемые в контактной коррекции зрения, должны быть не токсичны и не канцерогенны. Токсическое воздействие полимеров на роговицу может возникнуть как за счет функциональных групп самих полимеров, так и примесей, добавок (остаточный мономер остатки стабилизатора, инициатора, пластификатора и т.д.), имеющихся в материалах. Эти примеси могут мигрировать из полимера в окружающую слезную жидкость и при долгом контакте оказывать токсическое действие на глаз.

Оптические свойства полимеров для контактных линз следующие:

• пропускание света в диапазоне видимого спектра, т.е. от 400 до 750 нм;

• показатель преломления полимера должен быть близок к показателю преломления роговицы - 1,37 при 34º С. Полимеры, применяемые в контактной коррекции зрения, обычно имеют показатель преломления 1,35 - 1,52.

Важным свойством полимерных материалов для контактных линз является смачиваемость. Любой полимерный материал для контактных линз должен хорошо смачиваться слезной жидкостью для создания постоянного слезного потока и удаления различных поверхностных загрязнений.

Термин «смачиваемость» применяется для описания энергетических характеристик поверхности полимера относительно его взаимодействия с водой или слезной жидкостью.

Углом смачиваения линзы называют угол, который образует поверхность капли воды, нанесенный на линзу, с поверхностью пластика. Этот угол измеряется во внутрь капли. Чем меньше угол, тем больше способность линзы к смачиванию и тем более гигроскопичен материал.

Смачиваемость определяется по специальной методике в градусах. При полной смачиваемости жидкость полностью растекается по поверхности полимера, и угол смачиваемости равен 0º; при частичной смачиваемости (угол равен 70º) на поверхности полимера жидкость образует полусферу (например, вода на полиметилметакрилате); при отсутствии смачиваемости (угол равен 150º)- жидкость образует «шарик» на поверхности (например, вода на гидрофобном силиконе).

Одной из главных отличительных особенностей материалов для контактных линз является их кислородная характеристика, которая определяется различными параметрами. К основным из них относятся: кислородная проницаемость; кислородная пропускаемость; коэффициент растворимости кислорода в полимере.

Кислородная проницаемость (Дк) (трансмиссия кислорода) - способность материала пропускать через себя кислород. Для гидрогелевого полимера Дк прямо пропорциональна содержанию воды и не зависит от толщины материала.

Кислородная пропускаемость (Дк/t) равна кислородной проницаемости, деленной на толщину линзы в центре (в мм). Этот коэффициент характеризует конкретную линзу из полимера и зависит от ее толщины в центре (t). Чем тоньше линза, тем больше кислорода пройдет через материал. Следовательно, толщина является важным аспектом в кислородной проницаемости линз.

Наиболее важным для клиники является количество кислорода, проникающего через линзу и обогащающего роговицу.

Между Дк/t и толщиной мягких контактных линз имеется почти прямая зависимость: при уменьшении толщины линзы на 50% Дк/t увеличивается почти вдвое.

Термины «жесткая» и «мягкая» контактные линзы указывают, на

основе каких полимерных материалов они получены: твердых или мягких. Эти термины связаны с определенными физико-химическими характеристиками материалов для контактных линз.

Известны три физических состояния аморфных полимеров: стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее. Полимеры в стеклообразном состоянии – твердые вещества. Они имеют высокую механическую прочность, и могу применяться для изготовления жестких контактных линз (например, ПММА и его сополимеры). В высокоэластичном состоянии полимеры гибки и эластичны. Их можно использовать для изготовления мягких контактных линз (например, гидрогели, силиконы и т.д.).

Материалы для жестких контактных линз имеют модуль упругости при комнатной температуре в диапазоне 10⁹-10¹⁰ Па, а материалы для мягких контактных линз в диапазоне 10⁶-10⁷ Па. Полимеры с меньшим модулем упругости менее прочны, а мягкие контактные линзы, изготовленные из них, быстро выходят из строя при эксплуатации.

Другим критерием оценки механических свойств является прочность на разрыв, которая показывает, какое усилие должно быть приложено к материалу, чтобы его разорвать. Чем больше этот параметр, тем прочнее и долговечней материал. Коэффициент относительного удлинения показывает насколько надо растянуть образец, чтобы его разорвать. Чем выше этот критерии, тем эластичнее образец.