Мартин Конвей & Марк Эдлстон
Жесткие газопроницаемые линзы (ГПЛ) обеспечивают высокую остроту зрения и долговечны в эксплуатации. Также они признаны самым безопасным типом контактных линз [1].
Однако поддержание достаточного уровня смачиваемости поверхности ГПЛ может представлять определенные трудности вследствие гидрофобных свойств некоторых мономеров, используемых для обеспечения кислородной проницаемости. В данной статье рассмотрим роль специалиста по химии полимеров, лаборатории-производителя, практикующего врача и пациента в обеспечении максимального комфорта ношения и смачиваемости жесткой контактной линзы.
Смачиваемость жестких контактных линз.
Смачиваемость – это способность жидкости при распределении по поверхности образовывать не ней тонкую, равномерную пленку.
- Комфорт: достаточная смачиваемость обеспечивает сохранение увлажнения поверхности линзы, предотвращая дискомфорт, появление дегидратированных участков на поверхности линзы и раздражения глаза во время ношения.
- Острота зрения: равномерная слезная пленка на поверхности линзы –залог ясного и стабильного зрения.
- Устойчивость к отложениям: качественно увлажненная поверхность линзы в меньшей степени способствует образованию отложений, таких как белки, липиды, частицы окружающей среды, которые могут ухудшать характеристики линзы.
Рис. 1. Пример смачиваемой поверхности – распределение жидкости на ней
Рис. 2. Химик компании «Контамак» измеряет угол смачиваемости материала
Роль специалиста по химии полимеров
Материалы для жёстких контактных линз и гидрофобность
Материалы для ГПЛ представляют собой полимеры, полученные в результате химической реакции между различными мономерами. С целью получения желаемых свойств контактных линз, обеспечения безопасности и комфорта ношения мономеры, входящие в материал для ГПЛ проходят тщательный отбор.
Все современные материалы для жёстких контактных линз содержат по меньшей мере один силиконовый мономер, в основном добавляемый для повышения кислородной проницаемости, и по меньшей мере один фторированный мономер, добавляемый, как для предотвращения образования отложений, так и для увеличения кислородной проницаемости.
Силиконовые и фторированные мономеры обладают гидрофобностью и могут передавать эту характеристику материалам ГПЛ, придавая им низкую аффинность к воде, что может привести к плохой смачиваемости.
Низкая смачиваемость приводит к формированию капель жидкости на поверхности линз вместо равномерного распределения пленки по поверхности. Это в свою очередь вызывает трение во время моргания. Поэтому важно, чтобы материалы жестких контактных линз обладали повышенной гидрофильностью, особенно на поверхности линзы, для обеспечения комфорта.
Улучшение смачиваемости при изготовлении полимера
Введение в полимерную матрицу материала линз мономеров хорошо смешивающихся с водой, таких как метакриловая кислота, гидроксиэтилметакрилат (HEMA) и Н-винилпирролидон (NVP), повышает общую гидрофильность линзы и компенсирует гидрофобные свойства мономеров, содержащих силикон.
Тщательный подбор разработчиками материалов для ГПЛ соотношения силиконовых, фторированных и гидрофильных мономеров позволяет получить материал, который не только проницаем для кислорода, но и хорошо смачивается.
Для максимизации гидрофильных свойств материала необходимо тщательно подготовить линзы перед их использованием, а также следить за тем, чтобы на поверхности линз не было отложений и царапин во время ношения.
Роль лаборатории по изготовлению контактных линз
Сырьевые полимеры поступают в лабораторию контактных линз в виде предварительно сформированных заготовок (шайб прим. редакции), диаметром 12,7 мм и толщиной 4,7 мм для роговичных линз. Заготовка состоит из полимера, который содержит смесь гидрофобных и гидрофильных мономеров, распределенных по матрице заготовки случайным образом.
Производитель полимера предоставляет в лабораторию рекомендации по характеристикам токарной обработки материала, которые включают скорость вращения и глубину каждого хода фрезы во избежание чрезмерного нагрева поверхности при обработке.
Рис. 3. Токарная обработка заготовки при изготовлении контактной линзы
Во время точения линзы заготовка должна быть надежно зафиксирована. Для этой цели используется воск. Он обладает гидрофобными свойствами и удаляется с поверхности готовой линзы вместе с другими загрязнениями с помощью одобренных растворителей на этапе финального контроля. Оставшиеся следы воска на поверхности линзы, могут быть удалены путем дальнейшей обработки в плазменной камере. Плазменную обработку, используемую в специализированных лабораториях контактных линз, следует рассматривать как дополнительный этап интенсивной очистки, и хотя плазменная обработка также активизирует поверхность обработанной линзы и делает ее более смачиваемой, этот эффект носит временный характер и исчезает в течение недели.
В конце пути в лаборатории геометрия линзы полностью сформирована, а поверхность тщательно очищена от остатков воска, которые могут препятствовать смачиваемости. На этом этапе полимерные цепи на поверхности готовой линзы будут состоять из смеси гидрофобных и гидрофильных мономеров, которые будут конкурировать между собой за влияние на общую смачиваемость поверхности. Хотя поверхность может казаться инертной, на молекулярном уровне полимерные цепи способны к реорганизации. Путем замачивания линзы в специальном растворе перед отправкой, лаборатория может инициировать процесс, который будет постепенно улучшать смачиваемость поверхности линз в течение следующей недели. Наличие раствора на поверхности линзы привлекает гидрофильные компоненты полимерных цепей к поверхности линзы, одновременно отталкивая гидрофобные компоненты. Этот эффект меняет характеристики поверхности линзы и сохраняется примерно в течение недели после изготовления.
Рисунок (рис. 4) демонстрирует уменьшение угла смачивания при использовании четырех материалов разных производителей.
Поэтому важно, чтобы производители линз поставляли их практикующим врачам в растворе для замачивания с целью инициации процесса реорганизации полимерных цепей.
Рис. 4. Влияние замачивания на угол смачивания газопроницаемых материалов
Если этого не сделать и пациент получит сухие линзы, то комфорт при ношении будет снижен, и опытные пользователи могут жаловаться на то, что новая линза не так комфортна, как прежняя. Это одна из основных причин, по которым практикующие врачи возвращают новые линзы в лабораторию, жалуясь на недостаточное увлажнение. Зачастую с линзой все в порядке, просто у материала линзы не было достаточно времени для проявления максимальной эффективности и достижения оптимальных характеристик.
Роль практикующего врача
Важно, чтобы врачи настаивали на доставке ГПЛ из лаборатории в растворе для запуска процесс кондиционирования поверхности линзы. Для достижения оптимальных характеристик материала может потребоваться до 7 дней, однако значимые желаемые изменения материала происходят в течение первых 2-3 дней с момента взаимодействия линзы с раствором, что возможно во время транспортировки.
Если клиника работает при лаборатории и линзы изготавливаются на месте, возникает соблазн выдать пациентам линзы в тот же день. В этом случае врачам следует помнить, что в течение первой недели ношения линзы будут работать не лучшим образом. Если до выдачи линзы пациенту запустить процесс кондиционирования невозможно, то следует предупредить пациента о том, что понадобится несколько дней для достижения максимально эффективной работы линзы, в которые необходимо уделить особое внимание очистке линзы во избежание скопления липидов на поверхности.
Рис. 5. Мартин Конвей осматривает пациентку
Роль пациента
После выдачи ГПЛ пациенту критически важно поддерживать качество поверхности линзы для комфорта ношения и поддержания смачиваемости. Процесс кондиционирования, описанный выше – обратим. Если поверхность линзы не очищается должным образом после ношения, липиды, оставшиеся на поверхности, обратят описанный процесс вспять. Гидрофобная природа липидов на поверхности будет отталкивать гидрофильные и притягивать гидрофобные элементы. В конечном итоге это приведет к образованию дегидратированного участка на поверхности линзы. Важность механической очистки с помощью соответствующего очистителя, содержащего ПАВ следует подчеркивать при выдаче линз и при каждом последующем визите.
Наиболее вероятной причиной проблемы со смачиванием контактных линз у пациентов является неправильный режим их очистки. В таком случае врачу необходимо провести не только демонстрацию процесса очистки, но и объяснить, что, скорее всего, вследствие наличия на линзе липидов в течение продолжительного времени, ее поверхность утратила смачиваемость. Линзу необходимо снять, очистить, а затем погрузить в раствор и оставить в нем, как минимум на 48 часов, чтобы вернуть поверхности оптимальную смачиваемость.
1.Stapleton F, Keay L, Edwards K, Naduvilath T, Dart JK, Brian G, Holden BA. The incidence of contact lens-related microbial keratitis in Australia. Ophthalmology. 2008 Oct;115(10):1655-62. doi: 10.1016/j.ophtha.2008.04.002.
Мартин Конвей
Мартин Конвей, консультант по профессиональным вопросам ООО «Контамак», член ассоциации британских медицинских оптиков (FBDO), член международной ассоциации преподавателей в области контактных
линз (FIACLE), член британской ассоциации контактных линз (FBCLA).
Марк Эдлстон
Марк Эддлстон получил докторскую степень в Кембриджском университете в 2012 году, после чего он провел несколько напряженных, но плодотворных лет, работая руководителем проектов в команде исследований и разработок в компании Contamac.