Кислородный прорыв контактных линз

Понимание основных свойств материалов для контактных линз наверняка позволит вам разбираться в них настолько, чтобы задавать правильные вопросы вашему врачу. Надеемся эта статья поможет вам в этом.

Как известно, мечты от реальности отличаются тем, что вещи, о которых мечтаешь, видятся в радужном цвете. Когда же мечты сбываются, то неизбежно оказывается, что в них внесла свои коррективы действительность, как бы расставляя все по надлежащим местам. Такой извечный сценарий повторился и в случае с контактными линзами: пользовались сначала одними линзами, мечтая о других и думая, что с их созданием настанет золотая эра, а затем, когда те – другие линзы – появились, поняли, что не все так просто и что до полного исполнения мечты нужно еще потрудиться. О каких линзах идет речь и над чем с их появлением пришлось задуматься разработчикам, мы сейчас и поговорим.

Вначале были "гидрогели"

Сегодня в распоряжении специалиста по подбору мягких контактных линз имеется большой арсенал линз из самых разных материалов, благодаря чему едва ли какой пациент покинет кабинет контактной коррекции зрения без чувства удовлетворенности подобранными ему здесь самыми оптимальными для него контактными линзами. Раньше ситуация была иной. Довольно долгое время все мягкие контактные линзы были исключительно гидрогелевыми. О какой-то альтернативе не шло и речи. Да и чего, впрочем, было желать? Появление первых гидрогелевых линз уже само по себе считалось чуть ли не даром свыше. В отличие от жестких контактных линз (ЖКЛ), к которым не все пациенты в итоге адаптируются из-за первоначального ощущения дискомфорта, гидрогелевые мягкие контактные линзы сразу обеспечивали комфорт и пусть не такое превосходное, как жесткие контактные линзы, но все же достаточно высокое качество зрения. Поскольку в состав воды входит кислород, высокое влагосодержание гидрогелевых мягких контактных линз также было очень выгодным их свойством, способствующим обогащению роговицы кислородом.

Интересно, что с низким модулем упругости, определяющим комфортное ношение линз, и с высоким влагосодержанием были связаны как основные достоинства, так и основные недостатки гидрогелевых линз. Взять хотя бы то, что они были непрочными и их легко можно было повредить. То, что они были мягкими, ухудшало циркуляцию жидкости в подлинзовом пространстве и приводило к осложнениям гипоксического характера, таким как неоваскуляризация, отек роговицы, увеличение близорукости и др. Согласно проведенным исследованиям при каждом моргании у пациента, пользующегося жесткими контактными линзами, обновляется 14–20% слезной жидкости в подлинзовом пространстве, а у пользователя мягкими контактными линзами – всего 1–5%. Кроме того, поскольку водная среда очень благоприятствует росту и размножению бактерий, для дезинфекции гидрогелевых линз по сравнению с жесткими контактными линзами требовались более сильные дезинфектанты.

Стремясь усилить полезные свойства гидрогелевых мягких контактных линз, минимизировав их недостатки, разработчики экспериментировали с влагосодержанием, электростатическим зарядом (способствует отталкиванию отложений) и другими особенностями этих линз. В итоге согласно классификации Управления США по контролю качества пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств (FDA) появилось четыре группы материалов для мягких контактных линз (табл. 1).

То, о чем не говорят…

Неоднозначность влагосодержания

Парадоксальным кажется тот факт, что чем выше у контактных линз влагосодержание, тем в большей степени они способствуют проявлению симптомов сухости глаз. Ввиду этого неудивительно, что наибольшее количество доработок коснулось материалов II и IV групп, влагосодержание которых выше 50%. Например, компания Cooper Vision для устранения симптомов сухости глаз у тех, кто носит линзы Proclear, изготовленные из омафилкона А с влагосодержанием 62%, добавляет в материал этих линз синтетический фосфорилхолин. Это вещество полностью идентично натуральному фосфорилхолину, входящему в состав мембран клеток человека и отвечающему за их биосовместимость. Присутствие в линзах Proclear фосфорилхолина поддерживает их влажность на постоянном уровне и обеспечивает высокую устойчивость к дегидратации. Не так давно компания успешно использовала фосфорилхолин и в своей новинке – однодневных линзах Proclear 1-Day, изготовленных из омафилкона А с влагосодержанием 60%.

Компания CIBA Vision также позаботилась о том, чтобы ее однодневные линзы Focus Dailies with AquaRelease с влагосодержанием 69% не вызывали при ношении сухости глаз. Разработчикам удалось достичь этого, внедрив в состав линз поливиниловый спирт, представляющий собой нетоксичное, растворимое в воде и умеренно вязкое соединение, которое положительно сказывается на стабильности слезной пленки и на устранении симптомов сухости глаз. В течение дня при моргании поливинилового спирта постепенно высвобождается из матрицы линзы в слезную пленку. Благодаря этому механизму концентрация поливинилового спирта в слезной пленке постоянно поддерживается на нужном уровне.

Аналогичные принципы использованы и компанией Johnson & Johnson Vision Care в технологии Lacreon, которая была применена в однодневных линзах 1-Day Acuvue Moist с влагосодержанием 58%. В матрицу этих линз был внедрен гидрофильный полимер, способствующий увлажненности линз и исключительной гладкости их поверхности.

Компания Bausch & Lomb также предложила инновационный способ создания увлажненной поверхности ComfortMoist Technology для однодневных контактных линз SofLens daily disposable путем формирования биологической лизоцимно-полоксаминовой пленки вокруг линзы, которая обеспечивает ее комфортное ношение в течение всего дня. Полоксамин, в котором находится линза, хранящаяся в блистере, контактирует с лизоцимом слезы при надевании, образуя увлажняющую оболочку и препятствуя высыханию и загрязнению линзы. Благодаря этому механизму пользователь носит линзы именно как одноразовые, поскольку после снятия линзы увлажняющая оболочка не восстанавливается. Кроме того, линзы SofLens daily disposable обладают способностью корригировать аберрации глаза человека как низкого порядка (миопию, гиперметропию и астигматизм), так и высокого порядка (сферические аберрации, кому, вторичный астигматизм), обеспечивая антибликовый эффект и высокие качество и остроту зрения вне зависимости от освещения.

Появление силикон-гидрогелевых линз

Поскольку состояние роговицы напрямую зависит от кислорода, получаемого ею из воздуха, и от слезной жидкости, которой она смачивается во время моргания, пропускание кислорода контактной линзой является очень важным критерием. Но как бы ни экспериментировали производители с гидрогелевыми материалами, стремясь добиться более высокой их кислородопроницаемости (Dk), вопрос о линзах, которые бы не приводили к каким-либо гипоксическим осложнениям, оставался открытым.

Дело в том, что в случае с гидрогелевыми линзами кислород к роговице поступает при обмене слезной жидкости между линзой и роговицей при моргании. Поэтому выходит, что верхним пределом для кислородопроницаемости любого гидрогелевого материала является Dk самой воды. Более того, как отмечает один из ученых, поскольку влагосодержание материала не может превышать 80%, максимально возможное Dk у гидрогелевых материалов составляет 40 ед. Увы, для безопасного пролонгированного ношения контактных линз или сна в линзах этого количества кислорода недостаточно.

В результате многочисленных исследований было установлено, что для безопасного дневного ношения показатель пропускания кислорода линзой должен составлять 24–26 ед., а вот для безопасного сна в линзах он должен быть не меньше 87 ед. Объясняется это тем, что в закрытый глаз поступает в три раза меньше кислорода, чем в открытый. Критерием для вычисления этого показателя является физиологический отек роговицы во время сна (без контактных линз), равный 4%, – при таком отеке роговица быстро и безболезненно восстанавливается.

Исследователи давно понимали, что достичь такого высокого значения Dk/t можно лишь в том случае, если создать материал, который мог бы эффективно пропускать через себя кислород. Осознание этого факта подталкивало их к исследованиям, которые в конце концов привели к созданию материалов с кислородопроницаемостью на порядок, а то и на несколько порядков выше, чем у гидрогелей. Многолетние усилия по соединению в одном полимере силикона и гидрогеля увенчались успехом. Сегодня существует большое разнообразие силикон-гидрогелей и еще большее разнообразие изготовленных из них контактных линз, показатель пропускания кислорода большинства из которых находится в диапазоне от 100 до 140 ед. (см. рисунок).

То, о чем не говорят…

Получается, что большинство силикон-гидрогелевых  линз обеспечивают еще больший приток кислорода к роговице, чем требуется для безопасного сна в линзах. Ввиду этого многие пациенты сегодня могут использовать силикон-гидрогелевые линзы как в гибком, так и в пролонгированном режиме ношения, вплоть до 30 суток подряд. Причем согласно исследованиям риск развития микробного кератита у пациентов, не снимающих силикон-гидрогелевые линзы на ночь, если и возрастает, то совсем незначительно. Мечты, как говорится, в определенном смысле сбылись практически полностью.

Однако долго разработчикам на лаврах почивать не пришлось. Раскрылись моменты, которые требовали доработок. В частности, наличие в составе линзы силикона увеличивало ее модуль упругости. Зависимость была здесь самой прямой: чем больше добавлялось силикона, тем жестче становилась линза. Неудивительно, что у рекордсмена по пропусканию кислорода – силикон-гидрогелевых линз Air Optix Night & Day компании CIBA Vision, Dk/t которых составляет 175 ед., – самый большой модуль упругости – 1,4 MПa. Для сравнения: у силикон-гидрогелевых линз Acuvue Advance (Dk/t = 86 ед.) модуль упругости составляет 0,4 MПa.

Вполне закономерен и тот факт, что у линз с высоким содержанием силикона, который сам по себе гидрофобен, самое низкое влагосодержание. Как высокий модуль упругости, так и низкое влагосодержание, как известно, не способствуют первоначальному комфорту при ношении силикон-гидрогелевых линз. Поэтому можно понять, почему многие врачи кабинетов контактной коррекции зрения действуют по следующему правилу: если пациент никогда не носил контактные линзы, ему вполне могут подойти силикон-гидрогелевые линзы с высоким значением Dk/t; с теми же, у кого уже есть опыт ношения гидрогелевых линз, ситуация чуть сложнее: привыкнув к контактным линзам с низким модулем упругости, они не всегда довольны уровнем комфорта при ношении силикон-гидрогелевых линз. Поэтому идеальным вариантом для последних, по мнению некоторых специалистов, были бы именно передовые гидрогелевые линзы.

Поскольку ношение силикон-гидрогелевых линз вызывало у некоторых пациентов те же осложнения, что и при пользовании жестких контактных линз, то есть птоз верхнего века (вследствие хронического травмирования века линзой), эрозию роговицы, папиллярный конъюнктивит, верхнее дугообразное прокрашивание эпителия и другие, разработчики стали думать, как без ущерба для кислородопроницаемости понизить модуль упругости силикон-гидрогелевых линз и повысить их влагосодержание.

На примере двух компаний рассмотрим, как эти усилия вылились в реальные результаты. Так, компания CIBA Vision вывела на рынок линзы Air Optix (О2Оptix), которые изготовлены из силикон-гидрогелевого материала лотрафилкон В с Dk = 110 ед. и с влагосодержанием 33%. Для сравнения: линзы Focus Night & Day выполнены из лотрафилкона А, у которого Dk составляет 140 ед., а влагосодержание – 24%. Второй пример –силикон-гидрогелевые линзы Avaira компании Cooper Vision, изготовленные из силикон-гидрогелевого материала энфилкон А с Dk = 100 ед. и с влагосодержанием 46%. Модуль упругости линз Avaira ниже модуля упругости предшествующих линз Biofinity, изготовленных из силикон-гидрогелевого материала комфилкон А с Dk = 128 ед. и с влагосодержанием 48%. Как объясняет производитель, более низкий модуль упругости линз Avaira был достигнут благодаря включению в состав энфилкона А силоксана с более длинными молекулярными цепочками, чем у силоксана в линзах Biofinity, что позволило уменьшить силиконовую составляющую линз Avaira.

Борьба с гидрофобностью

На пути создания комфортных силикон-гидрогелевых линз ученым предстояло решать еще одну непростую задачу: поскольку, в отличие от гидрогелей, силикон по своей природе гидрофобен, внедрение молекул силикона в материал контактных линз неизбежно приводило к тому, что поверхность линз становилась гидрофобной. А гидрофобность, как известно, злейший враг комфорта, потому что она способствует разрыву слезной пленки, предохраняющей поверхность роговицы от высыхания. И напротив, если у линзы гидрофильная поверхность, слезная пленка равномерно распределяется по ней, при этом целостность пленки не нарушается. Производители контактных линз используют разные технологии для того, чтобы гидрофобной поверхности силикон-гидрогелевых линз придать гидрофильные свойства (табл. 2). Например, компания Bausch & Lomb при изготовлении силикон-гидрогелевых линз Pure Vision применяет современную технологию обработки поверхности Performa. Она позволяет внедрить в материал линзы гидрофильные агенты, становящиеся неотъемлемой ее частью, которая не может быть повреждена или стерта при ношении линз или при их механической очистке. Кроме того, как отмечает производитель, линзы, изготовленные по технологии Performa, приобретают высокую устойчивость к загрязнениям и отложениям, которые являются основной причиной дискомфорта и раздражения глаз. По своим свойствам поверхность Pure Vision относится к III группе материалов (согласно классификации FDA).

То, о чем не говорят…

Компания CIBA Vision придает линзам Air Optix Night & Day гидрофильные свойства несколько иным способом – с помощью плазменной обработки поверхности, благодаря которой на поверхности силикон-гидрогелевые линзы образуется гидрофильный слой, крепко связанный с матрицей линзы. Свойства этой поверхности с нейтральным электростатическим зарядом позволяют отнести ее к I группе материалов (согласно классификации FDA).

В производстве силикон-гидрогелевых линз, появившихся позднее, никакой обработки поверхности уже не используется. Увлажняющие компоненты внедряются в силикон-гидрогелевый материал на стадии его производства, то есть до того, как из него будут изготавливаться линзы. Так, компания Johnson & Johnson Vision Care добавляет в галифилкон А и сенофилкон А, из которых производятся линзы Acuvue Advance и Acuvue Oasys соответственно, удерживающий влагу компонент Hydraclear, а компания Cooper Vision при производстве комфилкона А и энфилкона А использует технологию Aquaform, благодаря которой эти материалы приобретают гидрофильные свойства без каких-либо увлажняющих агентов.

Как можно заметить, производители используют все более сложные для понимания не то что пациентами, но даже многими специалистами способы изготовления комфортных и безопасных контактных линз. Впрочем, это не должно нас ни пугать, ни настораживать, поскольку не каж дый обладает настолько глубокими знаниями по химии, чтобы во всех подробностях разобраться, например, в технологии Aquaform. Да и нужны ли такие знания? Не достаточно ли уже того, что в нашем распоряжении есть линзы, сочетающие в себе такие превосходные качества, как высокий показатель пропускания кислорода, низкий модуль упругости и высокое влагосодержание? Понимание этих основных свойств материалов для контактных линз наверняка позволит вам разбираться в них настолько, чтобы задавать правильные вопросы вашему врачу.

Подготовлено Александром Козловцевым по материалам зарубежных оптических изданий
Узнавайте больше по темам:
Другие статьи по теме
Все
Salvatore Ferragamo: наследие неаполитанского сапожника
Сюжет этой истории похож на голливудский: здесь есть и бедны...
Подробнее
Фотохромные линзы с зеркальными покрытиями
Зеркальные покрытия помогут создать по-настоящему стильные о...
Подробнее
Какие фотохромные линзы лучше?
Значительное усовершенствование технологии производства мине...
Подробнее
Сервисы