Soczewki silikonowo-hydrożelowe bardzo różnią się od innych grup soczewek kontaktowych.
Także w obrębie tej grupy soczewek istnieją poważne różnice. Istnieją podobieństwa pomiędzy materiałami opracowanymi przez tego samego producenta, ale to nie dotyczy wszystkich marek. Dla przykładu materiały hydrożelowe o niskim współczynniku tlenoprzepuszczalości (Dk) są uważane za bardziej jednorodną rodzinę.
Zachowują się one podobnie, bo wraz ze wzrostem zawartości wody ulega poprawie przepuszczalność tlenu. Nie obserwuje się takiej zależności w materiałach silikonowo-hydrożelowych obecnie dostępnych w sprzedaży. Różna zawartość związków polimerowych, obróbka powierzchni oraz właściwości materiału powodują mniej przewidywalne zależności.
Z powodu różnic w obrębie samej grupy silikonowo-hydrożelowej, nie można przewidzieć właściwości, takich jak moduł i przepuszczalność tlenu w zależności od zawartości wody.
Skład chemiczny polimerów silikonowych
Połączenie hydrofobowych monomerów na bazie silikonu z hydrofilowymi monomerami, takimi jak HEMA okazało się wyzwaniem ze względu na rozdział faz i zaburzenie ostrości optycznej. Zostały opracowane różne metody w celu rozwiązania tej niezgodności. Pierwsza metoda wiąże się z modyfikacją monomeru TRIS (trimethylsilyl), od dawna używanego składnika w procesie produkcji soczewek kontaktowych, zwykle wykorzystywanego do zamiany PMMA w sztywny materiał gazoprzepuszczalny.
Producenci miękkich soczewek kontaktowych modyfikują TRIS przez dodanie do cząsteczki grup polaryzacyjnych, aby pomóc jej połączyć się z komponentami hydrofilowymi. Drugie podejście polega na wykorzystaniu technologii makromerów i komponentów opartych na szkielecie gumy silikonowej.
Wyższa przepuszczalność tlenu w tych soczewkach jest osiągana dzięki makromerom siloksanowym, innym niż podejście TRIS, chociaż obie metody mogą być stosowane w danej soczewce.Obecne na rynku soczewki silikonowo-hydrożelowe są tak odmienne, że w rzeczywistości zostały podzielone na trzy grupy, aby odróżnić je od siebie.
Pierwsza generacja.
Pierwsze dwie dopuszczone do obrotu materiały SiH wykorzystywane do produkcji soczewek to lotrafilcon A (Night & Day) i balafilcon A (PureVision). Soczewki te wykorzystały rozdział faz właściwy monomerom soczewek silikonowo-hydrożelowych. Innymi słowy, hydrofilna i silikonowa faza zostały wyraźnie oddzielone w materiale. Lotrafilcon A, który należy do grupy l FDA, jest mieszaniną makromeru fluoroeteru i TRIS, która tworzy niskouwodniony i niejonowy materiał o współczynniku Dk 140. Balafilcon A jest jedyną soczewką silikonowo-hydrożelową w grupie III FDA. Materia tej soczewki przede wszystkim wykorzystuje technologii oparte na modyfikowanych strukturach TRIS. Jest to uwodniona, jonowa soczewka o Dk 99.
Druga generacja.
Druga grupa wprowadzonych do obrotu technologii soczewek silikonowo-hydrożelowych składa z różnych materiałów wykorzystujących połączenia oparte na silikonie, monomerach hydrofilowych i technologiach makromerowych. Materiały te – galyfilcon A (Acuvue Advance) i senofilcon A (Acuvue Oasys) – łączą różne monomery i makromery razem z wewnętrznym środkiem nawilżającymi (poliwinylopirolidon [PVP]). Galyfilcon A ma Dk 60, podczas gdy senofilcon A 103.
Najnowsza generacja.
Najnowszy materiał Filicon 3 II (Ultra HD Aqua) nie opiera się ani na TRIS ani na bazie PVP. Makromery są jedynym źródłem silikonu. Soczewka ma Dk 128, który jest wyższy niż dla soczewek stanowiących jej odpowiednik, z powodu podejścia nie opartego na TRIS ani na PVP.
Jak widać, materiały soczewek silikonowo-hydrożelowych mogą znacząco różnić się od siebie, a ich odrębne właściwości fizyczne mogą wpłynąć na ich zachowanie się. W rzeczywistości niektóre materiały potrzebują pewnych zabiegów modyfikacji powierzchni w celu poprawy ich zwilżalności, podczas gdy inne są z natury zwilżalne.
Modyfikacja powierzchni
Modyfikacja powierzchni soczewek silikonowo-hydrożelowych różni się sposobem tworzenia i osiągniętym efektem. Dwa pierwsze materiały, które pojawiły się na rynku (lotrafilcon A i balafilcon A), jak również lotrafilcon B wymagają obróbki powierzchni, aby ukryć silikon pod powierzchnią soczewki i zapewnić jej zwilżalność.Modyfikacja ta następuje po wyprodukowaniu soczewki, co wpływa na wyższą cenę całego procesu.
Druga grupa materiałów, w tym galyfilcon A i senofilcon A, okazały się pierwszymi zwilżalnymi ze swej natury soczewkami na rynku. Soczewki te wykorzystują wewnętrzny środek nawilżający, który izoluje silikon we wnętrzu soczewki i tworzy hydrofilową warstwę na jej zewnętrznej powierzchni. Wewnętrzny środek nawilżający to PVP (Hydraclear), elastyczna, wodolubna cząsteczka o długim łańcuchu i dużej masie cząsteczkowej.
Soczewki, wykonane z najnowszego materiału są zwilżalna same w sobie i nie wymagają dodatkowej obróbki powierzchni. Z chemicznego punktu widzenia, ta nie oparta na TRIS struktura z makromerami siloksanu i innymi hydrofilowymi monomerami, pozwoliła poprawić kompatybilność pomiędzy cząsteczkami silikonu i domeną hydrofilową.
Tak jak soczewki silikonowo-hydrożelowe różnią się od siebie w zakresie składu chemicznego i obróbki powierzchni, tak i zależności między właściwościami materiału również są odmienne. To chemiczne zróżnicowanie materiałów wpływa bezpośrednio na ich właściwości fizyczne.
Moduł a zawartość wody
We wszystkich soczewkach silikonowo-hydrożelowych wraz ze wzrostem zawartości wody zmniejsza się moduł sztywności. Dlatego w soczewkach silikonowo-hydrożelowych o niskim Dk, zależność pomiędzy zawartością wody i modułem jest liniowa, tak jak wynika to z tradycyjnej teorii.
Dk a Moduł Younga
W soczewkach silikonowo-hydrożelowych wzrost Dk, generalnie wiąże się ze wzrostem modułu. Na przykład, materiał o najwyższym Dk (lotrafilcon A) jest najsztywniejszy, a o najniższym Dk (galyfilcon A) jest najbardziej miękki. Materiałem soczewki nie podlegającym tej zasadzie jest filicon 3 II. Ta soczewka jest niezwykle miękka dla swojej wartości Dk.
Dk a zawartość wody
W przypadku tradycyjnych soczewek hydrożelowych o niskim Dk, zwiększenie Dk jest związane ze wzrostem zawartości wody, ponieważ to woda transportuje tlen. Odwrotna relacja występuje w soczewkach silikonowo-hydrożelowych: Dk zwykle zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości wody. Silikon transportuje tlen i soczewki o wyższej zawartości wody tradycyjnie mają mniej silikonu.
Filicon ponownie przełamuje trend z niezwykle wysoką zawartością wody dla swojej wartości Dk/t. Ta soczewka ma zupełnie inny skład chemiczny.
Jak widać, na rynku dostępne są bardzo różne soczewki kontaktowe w rodzinie silikono-hydrożeli. l chociaż soczewki te są pokrewne, to nie są podobne. Zrozumienie unikalnego charakteru tych silikonowo-hydrożelowych materiałów oraz ich zachowania się na oku, pozwoli dopasować najlepszą soczewkę do indywidualnych potrzeb pacjentów.
*Autor: Dr Szczotka-Flynn