Тема 2.2. Виды материалов

Студент должен знать:

• виды материалов, применяемых для различных типов контактных линз;

• характеристики, достоинства, недостатки материалов.

Содержание учебного материала (дидактические единицы):

Виды материалов, их характеристики.

Методические указания

Долгое время основным типом жестких контактных линз являлись линзы из полиметилметакрилата (ПММА), материала, известного в других областях как плексиглас (оргстекло). ПММА – это термопластичный материал, имеющий температуру размягчения 110⁰С, имеет высокое светопропускание в видимой области спектра, показатель преломления n=1,491, поэтому этот материал имеет превосходные оптические качества.

Клинический опыт применения жестких контактных линз из ПММА позволил выявить их недостатки: трудность адаптации и ограниченную переносимость, связанную в первую очередь с низкой кислородной проницаемостью и плохой смачиваемостью.

По существу, контактные линзы из ПММА не проницаемы для кислорода, поэтому питание роговицы кислородом полностью осуществляется через слезу, текущую под линзой, в которой растворены кислород и питательные вещества, в результате главной проблемой пациентов, возникающей при ношении линз из ПММА, являются гипоксические реакции.

В настоящее время контактные линзы из ПММА используются на рынках развитых стран довольно редко, поскольку появление современных материалов с высоким значением кислородной проницаемости (Дк) вытеснило ПММА с рынка, хотя этот материал обладает рядом достоинств:

• биологической и химической инертностью;

• устойчивостью к отложениям и механическому повреждению;

• высокой прочностью.

Главный недостаток ПММА – его почти полная непроницаемость для кислорода, в результате, главной проблемой при ношении ПММА линз являются гипоксические реакции у пациентов.

Из ПММА изготавливаются интраокулярные линзы (ИОЛ).

Последующее развитие жестких линз было ориентировано на применение газопроницаемых материалов как более благоприятных для тканей глаза, одним из таких материалов является ацетобутират целлюлозы (САВ).

К числу преимуществ данного материала относятся:

• хорошая смачиваемость, что делает линзы пригодными к ношению для лиц с синдромом «сухих глаз»; устойчивость к протеиновым отложениям, прочность; САВ лучше ПММА проводит тепло, вследствие чего роговица не нагревается;

к числу недостатков:

• низкое значение Дк; нестабильность параметров при изготовлении линзы точением; хрупкость (линзы из САВ с большей вероятностью могут треснуть или быть поцарапаны, они подвержены деформации, их оптические свойства хуже по сравнению с ПММА).

Дальнейшее увеличение значения пропускания кислорода у жестких контактных линз было достигнуто благодаря применению силиконов.

Для изготовления газопроницаемых жестких линз стали использовать сополимеры силикона и акрилата в различных пропорциях (силиконакрилат); первый обеспечивал пропускание кислорода, второй придавал линзе твердость.

Среди преимуществ контактных линз из этого материала можно выделить:

• широкий выбор доступных дизайнов линз, возможность выбора Дк от низкого до среднего уровня, хорошую стабильность параметров, устойчивость к образованию царапин;

среди недостатков:

• подвержены быстрому образованию протеиновых отложений; из-за хрупкости материала на линзах могут появиться сколы.

Следующее поколение материалов для жестких газопроницаемых линз - фторсиликонакрилаты. Применение фтора позволяет улучшить смачиваемость материала, что благотворно сказывается на комфортности ношения контактных линз.

Среди преимуществ линз из фторсиликонакрилатов:

• возможность достижения высокого значения пропускания кислорода (Дк/t); улучшенная смачиваемость; стойкость к образованию

отложений;

среди недостатков:

• хрупкость при небольшой толщине линзы и то, что стабильность параметров зависит от материала и метода изготовления линзы.

Линзы из этого материала помогают решить проблемы гипоксии роговицы.

Помимо перечисленных линз существуют и так называемые гидрофильные газопроницаемые контактные линзы. Это линзы из сополимеров силикона и акрилата с улучшенной гидрофильностью поверхности, что повышает комфортность ношения.

В начале 60-х годов в Чехословакии был синтезирован материал – гидрогель – гидроксиметилметакрилат (HEMA) 38% водосодержания. Главным отличием гидрогеля от используемых ранее материалов для контактных линз являлось то, что кислород проходил через саму линзу.

Мягкость материала и хорошая его смачиваемость уменьшают ощущение контактной линзы как инородного тела, и таким образом увеличивают комфортность.

С точки зрения физических свойств и физиологии, мягкие контактные линзы (МКЛ) можно классифицировать на линзы с низкой гидратационной способностью (содержание воды до 50%) и высокогидратируемые линзы (содержание воды 50-85%).

Линзы с низкой гидратационной способностью в основном изготавливают на основе сополимеров HEMA с винилпирролидоном. Недостатком этих линз является не достаточно высокая кислородная проницаемость, ограничивающая ношение таких линз по времени (до 12-14 часов).

С целью дальнейшего увеличения проницаемости кислорода были синтезированы сополимеры, обладающие повышенной гидрофильностью. Эти материалы в равновесно - набухшем состоянии имеют влагосодержание 50-85%, и некоторые типы линз на их основе применяют для продолжительного ношения.

В 1986 году FDA (Федеральная комиссия по медикаментам и пищевым продуктам США) предложила следующую классификацию мягких контактных линз:

• неионные низкогидрофильные МКЛ (до 50% воды);

• неионные высокогидрофильные МКЛ (более 50% воды).

Материалы для этих МКЛ электрически нейтральны и, следовательно, более стойки к отложениям.

• ионные низкогидрофильные МКЛ (до 50% воды);

• ионные высокогидрофильные МКЛ (более 50% воды).

Полимеры этой группы химически весьма активны, легко вступают в реакцию с различными растворами, в результате чего они могут пожелтеть, испортиться при термической обработке, на них быстрее образуются липидные и белковые отложения. В России создан гидрофильный полимерный материал для изготовления мягких контактных линз «Гиполан-2».

В гидрогелях, чем больше воды, тем гибче материал, и контактная линза в большей степени повторяет форму глаза. С оптической точки зрения, это можно считать недостатком материала, так как корригирующий эффект «жидкой линзы» между задней поверхностью контактной линзы и роговицей теряется, и величина корригируемого астигматизма уменьшается.

Еще одной оптической проблемой является проблема коэффициента рефракции (показателя преломления). По мере увеличения содержания воды уменьшается показатель преломления материала. Это означает, что (для данной оптической силы) чем выше содержание воды в линзе, тем толще должна быть линза для получения желаемого эффекта.

Содержание воды в высокогидрофильных линзах, надетых на глаз, меньше, чем в равновесно-набухшем состоянии в изотоническом растворе хлорида натрия (в отличие от линз с содержанием влаги 38-40%). Оно меньше вследствие испарения с передней поверхности линзы и зависит от скорости слезоотделения, степени гидратации контактной линзы и влияния окружающей среды (температура, влажность). Потеря воды линзой приводит к изменению ее параметров: она сжимается, меняется посадка на глазу и обычно уменьшается оптическая сила.

Гидрофильные линзы легко прорастают микроорганизмами, поверхность загрязняется липидами и отложениями неорганического характера, находящимися в слезе. Это вызывает необходимость регулярной очистки линз и стерилизации.

В последнее время появились МКЛ, защищающие глаз от УФ-излучения, т.к. его интенсивность негативно сказывается на состоянии органа зрения.

Средняя продолжительность службы низкогидрофильных контактных линз около года. Вследствие увеличения содержания воды в гидрогелях значительно ухудшаются механические свойства линзы.

Регулярная стерилизация и очистка сокращает срок их службы.

Основные материалы, применяемые для изготовления мягких контактных линз:

• полимакон (38,6%);

• филкон (55%);

• тетрафилкон (42,5%);

• хилафилкон А (70%); и многие другие.