Kontaktní čočky
Přehled
biofyzikálních
vlastností
materiálů
pro kontaktní čočky
Mgr. Pavel Beneš, Ph.D.1,2,4, Mgr. Sylvie Petrová1,2, Mgr. Jana Sokolová Šidlová1,2, MUDr. Lenka Forýtková, CSc.3, Zuzana Holoubková4
1
3
KNOO FNUSA, Pekařská 53, Brno; 2KOO LF MU, Komenského nám. 2, Brno;
Biofyzikální ústav – Teoretická pracoviště LF MU, Kamenice 5, Brno; 4Oční optika – RUBÍN, Brno
Potřeba korekce zraku pomocí
kontaktních čoček, jejich oblíbenost, dostupnost a především
nezastupitelná funkce jako
zdravotnického prostředku vede
odborníky k neustálým výzkumům v oblastech optometrie,
oftalmologie a kontaktologie.
Druhy, typy a odlišná provedení
materiálů pro kontaktní čočky jsou
nezbytným vodítkem, jak doporučit
pacientovi, resp. klientovi, ten nej‑
vhodnější produkt ke korekci jeho oční
vady, případně jakou terapeutickou,
preventivní či diagnostickou pomůcku.
S tím souvisí znalost nejen základních
principů optiky a optometrie jako
oborů, ale především přehled biofyzi‑
kálních vlastností materiálů, ze kterých
jsou kontaktní čočky vyráběny.
Kontaktní čočky jsou zdravotnic‑
ko‑kosmetický medicínský vynález,
aplikují se na oční rohovku a částečně
na skléru. Musí splňovat určitá kritéria,
mít určité vlastnosti a parametry, aby
byl vlastní průběh aplikace úspěšný
a aby ve výsledku byly minimalizovány
vlivy tohoto cizího tělesa na metaboliz‑
mus předního segmentu. Klient pod‑
stoupí vyšetření, při kterém je změřen
refrakční stav oka a základní para‑
metry rohovky pomocí keratometrie,
nejlépe však topografie, která mapuje
36 Brýle&Móda
její celý rozsah. Následuje výběr vhod‑
ného typu kontaktní čočky s ohledem
na použitý materiál. Výběr ovlivňuje
předpokládaná frekvence a doba no‑
šení, ale i prostředí, ve kterém se klient
pohybuje. Nemalou úlohu ve výběru
hraje i momentální dispozice klienta.
Vše je biomikroskopicky kontrolováno
štěrbinovou lampou.
Požadavky na materiál jsou závislé
na jejich chemickém složení polymeru.
Materiály použité pro výrobu kon‑
taktních čoček jsou např.: PMMA pro
tvrdé, RGP jako plynopropustné větši‑
nou korneální, kopolymery HEMA pro
hydrogelové měkké a silikonhydrogely
jako hybridní materiál.
K nejdůležitějším charakteristikám
patří:
Obsah vody závisí na mnoha para‑
metrech např.: pH, toxicita, teplota.
Především hydrogely reagují na změnu
teploty nebo při vložení do roztoku
o jiném pH a osmolaritě. Jsou speci‑
fikovány standardy ISO – termogravi‑
metrií a indexem lomu (BSI, 2006b).
Propustnost pro kyslík aneb jaké
množství kyslíku prochází daným
materiálem. Tato důležitá vlastnost
souvisí u hydrogelových kontaktních
čoček s obsahem vody – „jak je čočka
měkká“. Zde je vhodné připomenout
zásobení rohovky kyslíkem, které se
děje dvěma způsoby. Jednak přes
epitel ze slzného filmu a přes endotel
z komorové vody. Při otevřeném
oku je na epitelu koncentrace O2
20,9 % = 155 mmHg. Zde se v tomto
procesu účastní také kapiláry limbální
a víčkové spojivky. Na endotelu je
koncentrace O2 7,4 % = 55 mmHg.
Jiná situace je při zavřeném oku, kdy
přísun kyslíku přes kapilární plexus
víčkové spojivky je jen 7 %.
Je potřeba říci, že materiály pro kon‑
taktní čočky nedosáhnou 100% pře‑
nosu kyslíku, i když poslední výzkumy
se o to snaží. Při nedostatku kyslíku
vzniká hypoxie, výskyt je v oblastech
se snižujícím se parciálním tlakem
kyslíku, který vzrůstá s nadmořskou
výškou.
Měření se provádí polarografickou
technikou pomocí elektrody, a to jak
pro měkké, tak i pro tvrdé čočky.
Schopnost materiálu propouštět plyny
popisují také permeabilita a transmisibi‑
lita, materiálové vlastnosti, které závisí
na složení monomeru, velikosti mole‑
kul, obsahu vody a konstrukci čočky.
Při měření fyzikálních veličin charakteri‑
zujících množství kyslíku procházejícího
kontaktní čočkou, popisují již zmíněné
permeabilita kyslíku – Dk a transmisibi‑
lita – Dk/L, se lze také orientovat podle
velikosti rohovkového edému.
Dk/L x 10‑9 (cm2 x ml O2) / (s x ml x
hPa).[3,5]
Měření hodnot Dk je dáno postupy
metod EN ISO 9913‑1, podle FATT
standardu.
Dvojnásobné zvýšení Dk/L neznamená
adekvátně dvojnásobné množství kys‑
líku pro rohovku, závislost mezi prů‑
chodem kyslíku a Dk/L není lineární.
Poslední zmíněnou možností zjišťování
průchodu kyslíku je pouze orientač‑
ní metoda založená na měření %
zvětšení tloušťky rohovky v důsledku
hypoxie. Jedná se o velmi jednodu‑
chý avšak významný indikátor reálné
klinické propustnosti pro kyslík.
Index lomu – ideální materiál by
měl mít podobný index lomu inde‑
xu rohovky, tedy co nejblíže 1,37.
U hydrogelových kontaktních čoček
s 38% obsahem vody se pohybují
1,46–1,48, při obsahu vody 75 %
je index lomu kontaktní čočky
1,37–1,38, z čehož plyne, že index
lomu je závislý na obsahu vody. To
však platí pouze hydrogely, ne pro
silikon hydrogely.
V případě tvrdých kontaktních čoček
(využívaných zejména při korekci
keratokonu) se vyskytují v hodnotách
1,42 a 1,46 pro fluorosilikonové čoč‑
ky, PMMA má 1,49. Lze vyrobit i čoč‑
ky s vyšším indexem lomu 1,51–1,54.
Tohoto se úspěšně využívá při výrobě
a konstrukcích sférických multifokál‑
ních designů.
Intenzita elasticity – modulus –
jak je čočka tuhá, důležitá vlastnost
Brýle&Móda 37
Foto: shutterstock
Dk je materiálová konstanta nezá‑
vislá na tloušťce materiálu, je závislá
na teplotě – její hodnota roste s ros‑
toucí teplotou, udává se v hodnotách
Dk x 10‑11 (cm2 x ml O2) / (s x ml x
hPa). Standardní teplota měření je při
35 °C, což odpovídá teplotě rohovky.
Transmisibilita kyslíku – Dk/L – udá‑
vá propustnost kyslíku s ohledem
na její tloušťku, nejčastěji prezento‑
vaná hodnota je pro kontaktní čočku
o dioptické síle –3,0 D, a to pro její
nejtenčí, většinou u rozptylných
čoček středovou část, u spojných
semiperiferní až okrajovou. Tyto
tloušťky, a tím možnost průchodu
kyslíku a odvodu zplodin metaboliz‑
mu různými částmi kontaktní čočky,
se mohou velmi lišit.
Udává se v hodnotách
Stabilita čočky v prostředí – zdali
jsou změny po výrobě kontaktní čoč‑
ky, důležitý faktor klinické a optické
stability čoček. Hlavními hodnotícími
parametry jsou obsah vody, sagitální
hloubka, tloušťka, hodnota optic‑
ké mohutnosti a poloměrů křivosti.
Na tyto parametry by měla mít mini‑
mální vliv kvalita prostředí, ale i proces
hydratace a dehydratace v průběhu
nošení kontaktních čoček, v závislosti
na frekvenci mrkání.
Smáčivost – jak je smáčivý povrch
čočky, popisuje tendenci tekutiny
rozprostřít se na povrchu, zde tedy
schopnost distribuce slzného fil‑
mu po celé ploše čočky. Jedná se
o klinicky důležitý parametr. Měření se
provádí „kapkovou“ metodou – zákla‑
dem je kápnutí nejčastěji vody na su‑
chý nebo oschlý povrch a následné
měření úhlu, který svírá s povrchem
čočky. Tzv. kontaktní úhel může velmi
ovlivnit i subjektivní pocit spokojenosti
klienta.
Kvalita povrchu – kontaktní čočka
je přímo v interakci se slzným filmem,
kvalitní povrchová úprava zvyšuje
především komfort při nošení. Je také
základní podmínkou ochrany před
mechanickým poškozením předního
segmentu.
Sklon k bílkovinným usazeninám
je charakterizován zařazením do sku‑
pin I–IV (dle FDA). Materiály s vysokým
obsahem vody mají vyšší afinitu k bíl‑
kovinným usazeninám. Tyto usaze‑
niny primárně snižují vidění, komfort,
způsobují zánětlivé a imunitní reakce.
Na to navazuje nestabilita parametrů
kontaktních čoček a zkrácení jejich
doby používání. Materiály některých
38 Brýle&Móda
skupin využívají muciny k dosažení
lepší exkurze kontaktní čočky na ro‑
hovce a tím nahrazují nedostatečnou
smáčivost.
Biokompatibilita – jen málokdo by
si dnes dovedl představit život bez
nějakého druhu biomateriálu, využíva‑
ného pro lidský organizmus. Nejpouží‑
vanějšími jsou dentální náhrady, kon‑
taktní čočky, nitrooční čočky, srdeční
chlopně, stenty a všude přítomné
prsní implantáty. Takovéto materiály
jsou použity bezpečně, nesmí dráždit,
musí mít charakteristické vlastnosti
jako je transparentnost, snášenlivost,
nesmí předávat okolí žádnou migrující
složku a z ekonomického hlediska má
být relativně levný, výrobek pak musí
být přesně reprodukovatelný.
Snadnost manipulace pro nositele – je spíše už jen individuálním poža‑
davkem klienta, obecně se dá říct, že
poslední generace měkkých kontakt‑
ních čoček – silikon hydrogelových, je
díky svým materiálovým vlastnostem
bezproblémová na vlastní manipulaci
jak pro aplikujícího kontaktologa, tak
i pro samotného nositele.
Z výše uvedených charakteristik plyne,
že výběr vhodné kontaktní čočky je
ovlivněn mnoha biofyzikálními vlast‑
nostmi. Neodborná aplikace těchto
zdravotnických prostředků, případně
jejich nekontrolovaný internetový pro‑
dej, mohou konečnému nositeli způso‑
bit velká zdravotní rizika a komplikace
s tím spojené. V některých případech
může dojít až k úplné ztrátě zraku!
Vývoj a technologie se však stále
vyvíjí, proto je potřeba se s novinkami
neustále seznamovat a na odborných
fórech konzultovat případné nedostat‑
ky, výhody a osobní zkušenosti.
Literatura:
1. PETROVÁ, S. – MAŠKOVÁ,
Z. – JUREČKA, T. Základy aplikace kontaktních čoček. Vyd. 2., přeprac.
a dopl. Brno: NCONZO, 2008. ISBN
978‑80‑7013‑470‑2.
2. PETROVÁ, S. – SYNEK, S. Úvod
do speciální kontaktologie [online].
1. vyd. Brno: Masarykova univerzi‑
ta, 2010 [cit. 2012‑10‑31]. Elportál.
Dostupné z: <http://is.muni.cz/elpor‑
tal/?id=880130>. ISSN 1802‑128X.
3. EFRON, N. Contact lens practice. 2nd ed. Oxford: Butterworth
Heinemann / Elsevier, 2010. ISBN
978‑0‑7506‑8869‑7.
4. KUCHYNKA, P. a kol. Oční lékařství. 1. vyd. Praha: Grada, 2007. ISBN
978‑80‑247‑1163‑8.
5. BENEŠ, P. Fyzikální vlastnosti
zdravých lidských slz a vhodné roztoky.
Česká oční optika. 2011, 52(4), s. 68–70.
ISSN 1211‑233X.
6. BENEŠ, P. Smáčivost u silikon‑
hydrogelových kontaktních čoček s vy‑
branými roztoky pro kontaktní čočky.
Brýle&Móda. 2011, 1(2), s. 66. ISSN
1804‑7866.
7. BENEŠ, P. Lepší vízus díky asférické
ploše. Česká oční optika. 2011, 52(2),
s.74–76. ISSN 1211‑233X.
Foto: shutterstock
Kontaktní čočky
pro manipulaci s čočkami, trvanlivost
a nošení kontaktních čoček. Elastické
vlastnosti jsou dané mírou odolnosti
v tahu, modulem pružnosti a koefici‑
entem prodloužení. Modul pružnosti
(Youngův model pružnosti – E) charak‑
terizuje flexibilitu materiálu. Čím vyšší
modul, tím pevnější je materiál. Nao‑
pak čím je hodnota modulu pružnosti
nižší, tím je materiál pružnější a měkčí.
Proto jsou čočky s nízkým modulem
v oku lépe snášeny. Mechanické
vlastnosti, zejména hydrogelů, jsou
veličiny, které mohou výrazně ovlivnit
pohodlí při nošení kontaktních čoček.
Download

Přehled biofyzikálních vlastností materiálů pro kontaktní čočky