Badanie procesu dehydratacji w hydrożelowych i silikonowo-hydrożelowych soczewkach kontaktowych

Abstract

Tematykę dehydratacji miękkich soczewek kontaktowych podjęto ze względu na rosnącą popularność tego typu korekcji. Niestety, mimo znaczącego postępu inżynierii biomateriałów, użytkownicy soczewek wciąż skarżą się na objawy dyskomfortu, takie jak uczucie suchości oczu. Objawy te często wiąże się z nadmierną utratą wody przez materiał soczewek. Celem pracy było badanie dehydratacji soczewek kontaktowych użytkowanych w trybie jednodniowym w kontekście tzw. modelu dyskretnego rozkładu wody w polimerach. Istotną częścią eksperymentu była analiza wpływu noszenia oraz środowiska, w szczególności zaś jego osmolalności, na zachowanie badanych soczewek. Soczewki jednodniowe wybrano ze względu na rosnące zainteresowanie pacjentów tą formą korekcji, wynikające m.in. z większego bezpieczeństwa związanego z tym trybem noszenia. W badanej grupie znalazły się zarówno konwencjonalne materiały hydrożelowe (etafilcon A, hilafilcon B, nelfilcon A, omafilcon A) jak i silikonowo-hydrożelowe (narafilcon A i stenfilcon A). Badano próbki nowe i noszone. Użytkowane soczewki uzyskano od ochotników, którzy na potrzeby tej pracy zgodzili się na dopasowanie soczewek kontaktowych i noszenie ich przez 6h zgodnie z otrzymanymi wskazówkami. Wpływ środowiska badano poprzez pomiary wykonane na soczewkach nasączonych niesterylną wodą pochodzącą z ujęcia miejskiego lub z basenów pływackich (dezynfekowaną chlorem lub ozonem). Wykonano pomiary grawimetrii, skaningowej kalorymetrii różnicowej (DSC) i spektroskopii Ramana. Celem analizy zmian powierzchni badanych soczewek przeprowadzono też pilotażowy eksperyment mikroskopii sił atomowych (AFM). Wyniki badań odniesiono do obecnej wiedzy dotyczącej dehydratacji soczewek oraz stanów wody w materiałach hydrożelowych. Otrzymane dane można interpretować nie tylko w kontekście oddziaływań woda-polimer czy wpływu środowiska. Równie istotne okazuje się być ich odniesienie kliniczne. Uzyskane wyniki wydają się wskazywać, że na kliniczny sukces materiału i ograniczenie dehydratacji w trakcie użytkowania soczewek kontaktowych ma jego skład chemiczny. Równie ważna okazuje się być osmolalność środowiska, w którym umieszczona jest soczewka, istotnie wpływająca na czas równoważenia soczewki.

The dehydration of soft contact lenses have been subjected due to the growing popularity of this type of correction. Unfortunately, despite significant progress in biomaterials engineering, lens users still complain on symptoms of discomfort, such as dryness. These symptoms are often associated with excessive dehydration of lens material. The aim of this study was to examine dehydration of daily disposable contact lenses in context of the so-called discrete model of water distribution in polymers. An important part of the experiment was to evaluate the effect of wearing and the environment, in particular its osmolality, on the behavior of lenses examined. Daily disposable lenses were chosen due to the growing patients interest in this type of refractive error correction, which results among others from greater safety with this mode of wear. Test group include both conventional hydrogels (etafilcon A, hilafilcon B, nelfilcon A, omafilcon A) and silicone hydrogels (narafilcon A, stenfilcon A). New and worn lenses were examined. Worn samples were obtained from volunteers, who have agreed for purpose of this study to be fitted with contact lenses and to wear them for six hours following the instructions recieved. The environmental influence was assessed by measuring lenses soaked in non-sterile tap water or water form swimming pools (disinfected with chlorine or ozone). Gravimetric, differential scanning calorimetry (DSC) and Raman spectroscopy techniques have been used. Atomic force microscopy (AFM) pilot experiment has been conducted in order to study surface changes. Results were discussed with the current literature on the lens dehydration and water structure in hydrogels. However, data obtained might be interpreted not only in terms of water-polymer interactions or environmental influences. Equally important is to refer results to clinical performance of the lenses. Results of this study seem to indicate that the clinical success of soft contact lens material and reducing the on-eye dehydration depends strongly on the chemical composition. Because of its significant impact on the lens equilibration osmolality of lens environment seems to be equally important.