Глава 7 ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ

• Группа 2. Неионные высокогидрофильные MKJI (более 50% воды) Материалы для этих MKJI электрически нейтральны и, следовательно, более стойки к

отложениям. Полимеры этой группы представляют собой сополимер NVP и MMA, которые обеспечивают высокое влагосодержание и часто используются для MKJI плановой замены. Примером является альфафилкон A (66 % влагосодержания), нелфилкон (69 % влагосодержания), сурфилкон A (74 % влагосодержания). Указанные полимеры применяют фирмы «Bausch & Lomb» (линзы SofLens 66), «СІВА Vision» (линзы Focus Dailies), «Wesley Jessen» (линзы Precision UV) и др.

• Группа 3. Ионные низкогидрофильные MKJI (до 50% воды)

Jhffl3bi этой группы изготавливают из материалов на основе HEMA с добавлением МА. Примером такого полимера является фемфилкон, 38 % влагосодержания. Указанный материал использует, например, фирма «Wesley Jessen» (линзы DuraSoft 2). Однако из-за сильной способности к отложениям линзы этой группы не получили широкого применения.

• Группа 4. Ионные высокогидрофильные MKJI фолее 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, обесцветиться при контакте с химическими агентами в растворах, на них быстрее образуются липидные и белковые отложения. Примерами таких полимеров является этафилкон А, 58 % влагосодержания (фирма «Vistakon» - линзы Acuvue, Surevue), вифилкон А, 55 % влагосодержания (фирма «СІВА Vision», линзы серии Focus), фемфилкон А, 55 % влагосодержания (фирма «Wesley Jessen», линзы DuraSoft 3, Fresh Look Disposable, Fresh Look Colors), окуфилкон, 55 % влагосодержания (фирма «Ocular Sciences Іпс.», линзы High Time 55).

B России создан гидрофильный полимерный материал для изготовления мягких контактных линз («Гиполан-2») и организовано его серийное производство. Приводим характеристики этого материала ( Табл. 4 )

B гидрогелях, чем больше воды, тем больше контактная линза повторяет форму глаза. C оптической точки зрения это можно считать недостатком материала, так как корригирующий эффект «жидкостной линзы» (между задней поверхностью контактной линзы и роговицей) теряется и не полностью корригируется астигматизм.

Еще одной оптической проблемой является проблема показателя преломления материала. По мере увеличения содержания воды в нем, уменьшается показатель преломления (Табл. 5).

Это следует учитывать, так как МКЛ изготавливают методом точения в дегидратированном состоянии. Для определения параметров линзы нужной рефракции в набухшем состоянии, а особенно в случае расчета диоптрийности высокогидрофильных линз из-за большой разницы оптических сил в дегидратированном и набухшем состоянии этому моменту придается большое значение.

Содержание воды в высокогидрофильных линзах, надетых на глаз, несколько уменьшается вследствие испарения с передней поверхности линз и зависит от скорости

Таблица 4. Характеристика гидрофильного полимера для MKJl (Гиполан-2)

Таблица 5. Показатели преломления материалов для контактных линз из HEMA

слезовыделения, степени гидратации контактной линзы и влияния окружающей среды (температура, влажность).

Потеря воды линзой приводит к изменению ее параметров: она сжимается, меняется ее посадка на глазу и, обычно, уменьшается оптическая сила. Эти изменения значительны у линз с высокой оптической силой. C клинической точки зрения это означает, что оптический эффект и посадку таких линз нельзя точно оценить, пока они не достигли гидростатического равновесия на глазу и даже это равновесие может быть нарушено внешними условиями.

B последнее время появились МКЛ, защищающие глаз от УФ-излучения. Эта проблема достаточно актуальна, так как интенсивность УФ-излучения постоянно увеличивается, что негативно сказывается на состоянии органа зрения. Подобные линзы выпускает, например, фирма «Polycontact» (Polysoft 55 UV).

Получают распространение цветные косметические MKJI для изменения цвета глаз. Так, фирма «Wesley Jessen» выпускает MKJI DuraSoft Colors 18 оттенков цвета.

Средняя продолжительность службы низкогидрофильной контактной линзы около года. Вследствие увеличения содержания воды в гидрогелях значительно ухудшаются механические свойства линзы. Необходимость регулярной стерилизации и очистки мягких линз, в свою очередь, сокращает срок их службы.

Поскольку MKJI не обеспечивают полную оптическую коррекцию высоких степеней астигматизма и требуют специального ухода, большое внимание уделялось разработке ЖКЛ из газопроницаемых материалов. Одними из первых таких материалов были ацетобутират целлюлозы, поли-4-метилпентен-І, сополимеры на основе мономеров акрилового и винилового рядов.

Известно, что кремнийорганические (силиконы) и фторорганические полимеры занимают одно из первых мест среди синтетических материалов по пропусканию кислорода. Они могут быть применены для изготовления жестких, гибкйх и мягких контактных линз. Однако кремний- и фторорганические полимеры являются гидрофобными материалами. Это затрудняет их применение в контактной коррекции в чистом виде без дополнительной гидрофилизации.

Гидрофилизация может осуществляться поверхностной прививкой к полимерной матрице гидрофильных мономеров или модификацией поверхности полимера физико-химическими методами; глубокой гидрофилизацией - путем создания кремний- и фтороргани- ческих сополимеров с гидрофильными компонентами в массе.

Так, фирмой «Essilor» проводилась прививка к полидиметилсилоксановой композиции с винильными группами путем облучения в присутствии кислорода. Другие фирмы применили плазменную обработку силиконовых линз с целью модификации их поверхности путем гидрофилизации.

Однако при эксплуатации поверхностно гидрофилизированных контактных линз наблюдается появление гидрофобных участков, что, по-видимому, связано с истиранием поверхностного слоя, а также с возможностью перемещения в структуре материала гидрофобных и гидрофильных фаз.

C целью создания материалов, гидрофилизованных в массе, осуществляют сополимериза- цию кремний- и фторорганических мономеров и олигомеров с акрилатами и виниловыми соединениями, атакже другими мономерами ^ippman J., 1990). Среди синтезированных газопроницаемых полимеров для ЖКЛ можно указать фторсиликоновые сополимеры, которые лети в основу таких известных материалов, как Boston, телефокон, параперм, алкилстирен.

Указанные материалы и линзы на их основе являются более гибкими, чем PMMA, достаточно прочными, обладают высокой кислородной проницаемостью и хорошей смачиваемостью. Характеристики некоторых газопроницаемых материалов указаны в табл. 6.

Однако газопроницаемые ЖКЛ из приведенных материалов по ряду причин оказались недостаточно пригодными для пролонгированного ношения.

Таблица 6. Характеристики полимерных материалов Boston для газопроницаемых ЖКЛ

Наиболее перспективным для линз из силикона и фторсодержащих материалов оказались мягкие силикон-гидрогелевые и силикон-фторгидрогелевые сополимеры, где жесткий полимер обеспечивает высокую кислородопроницаемость (не менее 87 единиц), а гидрогель - другие необходимые свойства, описываемые ниже.

Хорошая смачиваемость поверхности линзы, улучшающая комфортность при ее ношении, обеспечивается модификацией химической структуры после полимеризации материала путем специальной плазменной обработки.

Отличная биосовместимость силикон-гидрогелевой контактной линзы определяется ее устойчивостью к отложениям, которые появляются на линзе в основном из слезной жидкости (липиды, протеины и пр.) и приводят к различным осложнениям, дискомфорту, ослаблению иммунных реакций, понижению остроты зрения (см. гл. 14).

Хороший транспорт жидкости и ионов через линзу за счет гидрогелевого компонента и устойчивость к дегидратации способствуют лучшей переносимости линз (особенно после сна), снижают «прилипание» линзы к роговице, исключают чувство сухости в тазах. Указанные свойства линз создают предпосылки для применения их с терапевтической целью (см. гл. 10.6) при афакии, когда сильные плюсовые линзы имеют значительную толщину в центре, что ухудшает их кислородопроницаемость.

Эластичность и дизайн силикон-гидрогелевых линз (в частности, оптимальные геометрические параметры задней поверхности) обеспечивают хороший обмен слезы в подлинзовом пространстве и незначительное отрицательное давление под линзой, способствующее хорошей ее подвижности на роговице.

Создание описанных материалов привело к разработке наиболее приемлемых в настоящее время линз постоянного ношения. Дело в том, что ежедневное надевание и снятие линз, затраты времени на уход за MKJI определили стремление пациентов добиться с помощью средств контактной коррекции зрения не только восстановления нормального зрения, но и максимальных удобств при ношении линз. Настоятельное желание пациентов применять линзы пролонгированного ношения выявлено у 66-97 % людей, носящих линзы. B системе контактной коррекции зрения это связано с удлинением сроков непрерывного ношения линз в сочетании с комфортностью и безопасностью, минимизацией времени ухода за линзами. Разработанные наиболее совершенные на сегодняшний день силикон-гид- рогелевые и силикон-фторгидрогелевые материалы привели к созданию нового поколения линз непрерывного ношения.

Исследования, проведенные в 80-х годах В. Holden и G. Mertz, выявили минимальный порог Dk/t для линз дневного ношения, равный 24, при котором роговица получает 50 % необходимого ей кислорода. При этом у половины пациентов могут наблюдаться признаки гипоксии роговицы. Ho уже при Dk/t более 30 единиц признаки корнеальной гипоксии отмечаются только у 5 % пациентов, пользующихся контактными линзами. Эти исследования и работы других ученых показали, что гидрогель не является оптимальным материалом для обеспечения безопасности глаз для линз непрерывного ношения.

Мы уже отмечали, что кислородопроницаемость в гидрогелевых MKJI зависит от содержания воды и толщины линзы: чем больше содержание воды или тоньше линза, тем более она проницаема для кислорода. Известно, что Dk для воды равен 80. Для традиционных MKJI подобные значения Dk недостижимы. Уменьшение толщины MKJI с высоким содержанием воды невозможно, так как подобная тонкая линза окажется очень непрочной. Поэтому у современных гидрогелевых линз Dk/t не превышает 40 единиц.

Первые MKJI для двухнедельного непрерывного ношения были разрешены FDA (США) к применению в 1981 г. Ho широкое применение этих линз при пролонгированном ношении в значительной части случаев приводило к поярлению различных корнеальных осложнений. Поэтому в 1989 г. FDA пересмотрела свое решение и установила максимальный срок применения MKJI для пролонгированного ношения - 7 дней.

Для повышения биосовместимости полимера и улучшения адгезии линзы к поверхности роговицы применяется плазменно-химическая модификация поверхности MKJL

B конце 90-х годов было создано новое поколение материалов для контактных линз подобного типа. Фирма «Bausch & Lomb>> (США) разработала материал балафилкон А, являющийся комбинацией кремнийорганического мономера и НЕМА. Почти одновременно фирма «США Vision» (Швейцария) выпустила на рынок линзы из лотрафил- кона А, который представляет двухфазный полимерный материал, состоящий из гидрофобного фторсодержащего силоксана, практически равного по кислородной проницаемости силикону, и гидрофильного полимера на основе диметилакриламида. Атомы фтора способствуют активному продвижению кислорода через полимер, а фторсилок- сановая фаза придает материалу прочность и удобство в процессе эксплуатации линз. Гидрофильная фаза обеспечивает высокую смачиваемость поверхности линз, хороший слезообмен и транспорт жидкости через линзу.

Линзы из балафилкона (PureVision) и лотрафилкона A (Focus Night & Day) обладают высоким Dk/t (110 и 175, соответственно) и их можно использовать для продолжительного ношения. Линзы обеспечивают хорошую переносимость, отличный обмен слезы в подлинзовом пространстве и обладают устойчивостью к накоплению отложений. После ночного сна не наблюдается значительных гипоксических реакций (минимальный отек роговицы, не отмечается эпителиопатии, инфекционных поражений).

Изложенный материал иллюстрирует широкий спектр полимерных материалов, используемых для изготовления контактных линз. Однако проблема создания полимеров, оптимальных для МКЛ пролонгированного ношения, обеспечивающих роговицу достаточным количеством кислорода и обладающих антибактериальными свойствами, а также минимальным сродством к белкам и липидам, еще ждет своего решения.

Еще по теме Глава 7 ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ:

1. Классификация полимерных материалов для МКЛ
2. Принципы подбора жестких контактных линз (ЖКЛ)
3. Подбор контактных линз у детей
4. Изготовление мягких контактных линз
5. Методы контроля геометрических и оптических параметров контактных линз
6. Подбор контактных линз длительного ношения
7. Подбор контактных линз при афакии
8. Измерение параметров мягких контактных линз
9. Подбор контактных линз при миопии
10. Подбор контактных линз при кератоконусе
11. Общая характеристика и типы мягких контактных линз
12. Измерение параметров жестких контактных линз