Как понять параметры контактных линз и как отличить друг от друга силикон-гидрогелевые линзы
С точки зрения пользователя контактных линз двумя главными качествами, которые должны быть достигнуты с помощью контактных линз, являются комфорт при ношении и хорошее зрение.
Как правило, оптические характеристики контактных линз уже много лет не являются проблемой. Большинство современных линз с тщательно продуманной формой хорошо корректируют роговичный астигматизм. Даже линзы предшествующего поколения – так называемые жесткие контактные линзы, успешно справлялись с этой задачей.
И все-таки контактная линза - это «чужеродный предмет», помещенный на поверхность человеческого глаза, представляющего собой весьма сложную и чувствительную систему. Ношение любой контактной линзы изменяет естественные процессы, протекающие внутри глаза, и может вызвать его раздражение. Более того, такая хрупкая система может просто отторгнуть этот чужеродный предмет.
Для решения первой проблемы материал контактных линз должен пропускать сквозь себя кислород. Для достижения высоких показателей пропускания кислорода через контактную линзу (кислородная проницаемость) большинство новых контактных линз изготавливается из медицинского силикона из-за его высокой кислородопроницаемости (Dk).Тем не менее, силикон по своей природе является гидрофобным (водоотталкивающим/не впитывающим воду) материалом. Поверхность силикона имеет тенденцию оставаться сухой, потенциально вызывая сухость глаза.
К сожалению, сухая поверхность силикона создает дискомфорт и ощущение инородного тела при движении века по поверхности сухих линз. Производители контактных линз пытались решить проблему за счет различных добавок и поверхностной обработки, чтобы уменьшить сухость поверхности силикона. Это, безусловно, имеет определенный эффект, но многие клиенты по-прежнему ощущают некоторую степень сухости и легкий дискомфорт. Многие пользователи все еще не удовлетворены своими линзами, и примерно 35% пользователей линз прекращают их ношение, причем большинство из них указывают в качестве основных причин дискомфорт и сухость, особенно в конце дня.
Проблема еще больше усугубляется тем, что с годами, начиная с 30 лет, у большинства людей поверхность глаза становится более сухой, и у многих развивается синдром сухого глаза. Добавьте к этому менопаузу и длительную зрительную работу на близком расстоянии (чтение, компьютеры, сотовые телефоны), которая вынуждает всех нас моргать реже, что еще больше сушит глаза, и вы получите дискомфортную для ношения контактных линз среду.
Синдром сухого глаза - это снижение количества и/или качества слезной жидкости, которая вырабатывается нашими глазами, или увеличение темпов ее испарения. Это одно из наиболее распространенных заболеваний глаз, которое затрагивает примерно 20% населения.
Синдром сухого глаза часто называют заболеванием поверхностных тканей глаза, сухим кератоконъюнктивитом или сухим кератитом. Его часто связывают с блефаритом и мейбомитом (meibomitis).
Синдром сухого глаза - это многофакторное заболевание слезного аппарата и поверхности глаза, которое сопровождается следующими симптомами: дискомфорт, зрительное расстройство и нестабильность слезной пленки с потенциальным повреждением поверхности глаза. Оно также сопровождается повышением осмолярности слезной пленки и воспалением поверхности глаза.
Что такое осмолярность? Осмолярность показывает концентрацию растворенных частиц, которая создает осмотическое давление на полупроницаемой мембране. Это показатель концентрации активных растворенных частиц.
Слезная пленка является очень важным компонентом этой сложной зрительной системы. Слеза – это первая преломляющая поверхность, а слезная пленка выполняет функцию линзы в рефракционной оптической системе глаза.
Водянистый слой слезной пленки также обеспечивает защиту глаза от различных вирусных, бактериальных и прочих инфекций. Он смывает с поверхности глаза инородные частицы и обеспечивает комфорт, играя роль смазки для тканей поверхности глаза.
Существует два типа слез – смазывающие (базальные) и рефлекторные. Смазывающие слезы вырабатываются непрерывно для выполнения функций, перечисленных выше. Рефлекторные слезы вырабатываются как реакция на какое-то раздражение глаз, например, дым, инородные частицы или луковые испарения. Рефлекторные слезы также секретируются в результате травмы глаз или от эмоций. На самом деле даже синдром сухого глаза может вызвать выработку рефлекторных слез на фоне сильной сухости глаз. Однако рефлекторные слезы не содержат необходимые смазывающие вещества, которые содержатся в смазывающих слезах. Поэтому дискомфорт или раздражение не пройдут. По иронии судьбы слезящиеся глаза могут быть симптомом синдрома сухого глаза!
Слезная пленка состоит из трех слоев:
Липидный слой защищает водянистый слой от испарения. Когда липидный слой слишком тонкий, слезная жидкость испаряется слишком быстро, а затем становится слишком соленой (повышенная осмолярность). У пациентов с синдромом сухого глаза с нарушенным липидным слоем скорость испарения слезной жидкости может быть в четыре раза выше по сравнению со здоровыми глазами. Липиды помогают слезной пленке поддерживать ее структуру. Они также имеются в среднем водянистом слое и взаимодействуют с другими компонентами слезной пленки, например, муцинами.
Водянистый слой выполняет функцию по доставке питательных веществ к клеткамроговицы, поскольку в ней отсутствуют питающие ее кровеносные сосуды.
Муциновый слой обеспечивает естественную смазку непосредственно поверхности глаза. Этот слой может истончаться из-за более высоких концентраций соли (гиперосмолярность), что также вызывает синдром сухого глаза.
Хронический синдром сухого глаза, оставленный без лечения, будет увеличивать дискомфорт и может привести к снижению чувствительности роговицы, которая станет подверженной серьезным инфекциям глаз и потере клеток роговицы, и на этом фоне могут развиться дегенеративные изменения конъюнктивы, например, пингвекула или птеригиум.
Итак, ключевые моменты этой главы:
Важность высокого показателя Dk/t
С появлением силикон-гидрогеля производители контактных линз утверждали, что высокий показатель Dk (кислородопроницаемость, которая является свойством материала) и высокий показатель Dk/t (кислородопроницаемость, которая является свойством линзы) являются решающим преимуществом силикон-гидрогелевых линз перед обычными (гидрогелевыми) мягкими контактными линзами. Но большинству пользователей и практикующих специалистов не до конца понятно, насколько высоким должен быть показатель Dk/t для достижения оптимального физиологического результата. Некоторые исследователи утверждают, что за счет повышения Dk/t достигается постоянный рост преимуществ, в то время как другие полагают, что каких-либо существенных различий между любыми силикон-гидрогелевыми линзами не будет, особенно при дневном ношении с открытыми глазами.
Так насколько важен кислород и является ли и показатель Dk/t важнейшим параметром, который следует учитывать при выборе линз?
По словам профессора Ноэля Бреннана, исследователя и консультанта из Мельбурна, Австралия, «... доставка кислорода сама по себе важна, но не настолько эффективна, как мы думали. Когда появились силикон-гидрогелевые линзы, мы думали, что эти линзы за счет дополнительного кислорода, который они пропускают, решат проблему инфицирования при непрерывном ношении и, возможно, даже проблему инфильтратов при пролонгированном ношении. Но они их не решили».
Так является ли кислород по-прежнему самым важным критерием? Бреннан говорит, что не обязательно, хотя при выборе линз следует руководствоваться разумным соотношением качеств. «Вам бы не хотелось иметь нулевой кислород - есть порог, который вам нужно достичь. Но он намного ниже, чем некоторые предполагают. Предложенные пороговые значения, на мой взгляд, абсолютно некорректны, равно как слаба научная база, стоящая за этими пороговыми значениями. Показатель периферийной Dk/t от 30 единиц - это примерное значение, которого вы должны придерживаться при дневном ношении. Этот порог автоматически достигается в категории силикон-гидрогелевых линз. Насколько я могу судить, все современные силикон-гидрогелевые линзы имеют данный уровень Dk/t».
Величина поглощения кислорода роговицей является гораздо более важным показателем, поскольку она говорит о количестве кислорода, которое фактически метаболизируется, и поэтому напрямую связана с количеством энергии, создаваемой для функционирования роговицы. Принципиально важно рассматривать этот вопрос в подобном ключе, если мы хотим понять физиологическую функцию роговицы.
Если величина поглощения кислорода является самым важным критерием, что же можно сказать в этом отношении о современных силикон-гидрогелевых линзах дневного ношения? «В отличие от обычных линз все силикон-гидрогелевые линзы обеспечат практически 100-процентное поглощение кислорода всей поверхностью роговицы при дневном ношении», - говорит Бреннан. «К периферии это значение может опуститься до 95 процентов для линз с более большим минусовым значением и более низким Dk в целом, но коэффициент потребления 95 процентов непосредственно роговицей, скорее всего, приемлем. Центральная часть стромы роговицы может получать меньше кислорода при ношении линз с очень высокими плюсовыми диоптриями, но до настоящего времени мы проверяли линзы со значением до + 6,00D, и все силикон-гидрогелевые линзы обеспечивают нормальное дыхание роговицы в подлинзовом пространстве. Можно провести убедительную параллель между соотношением величины поглощения кислорода и значения Dk/t, а также между соотношением отека роговицы и значения Dk/t. Вы не столкнетесь с отеком роговицы при дневном ношении линз со значением Dk/t около 20 - 24 единиц (критерий Холдена и Мерца). Это очень хорошо коррелирует со значением Dk/t, при котором поглощение кислорода роговицей под контактными линзами совпадает со значением Dk/t без контактных линз.
Еще одно важное опровержение аргумента о необходимости достижения все более высоких значений Dk/t заключается в том, что нет очевидной связи между уровнем кислорода и риском инфицирования. Силикон-гидрогелевые линзы не уменьшили уровень инфицирования, тем самым доказав, что кислород не является панацеей», - добавляет он. «Это правда, что мы наблюдаем снижение степени тяжести кератита при использовании силикон-гидрогелевых линз по сравнению с гидрогелевыми, но на сегодняшний день мы не видим признаков изменения в категории на основе Dk/t.
В то время как позиция Бреннана в отношении требований к кислородопроницаемости при дневном ношении вполне ясна, он менее уверен в том, что силикон-гидрогелевые линзы удовлетворяют все потребности при непрерывном ношении линз. «Несмотря на то, что мы добились высоких значений Dk/t, у нас все еще появляется отек роговицы при ночном ношении. Мы точно не знаем, почему это происходит, но мое личное мнение заключается в том, что не нужно носить линзы непрерывно, когда годовой риск инфицирования при ношении силикон-гидрогелевых линз все еще составляет 20 случаев из 10 000. Такой результат считался неудовлетворительным для гидрогелевых линз, но что же изменилось с появлением силикон-гидрогелевых?
Мы опробовали одноразовые материалы, полагая, что загрязнение линз создает среду, в которой могут расти микробы, что увеличивает риск инфицирования. Одноразовые материалы и силикон-гидрогель отлично подходят для кучи других вещей, но не для решения проблемы инфицирования. Итак, сейчас мы движемся в направлении антимикробных поверхностей. Опять же есть веские основания полагать, что это может помочь, и это вселяет оптимизм в исследовательское сообщество».
Новые исследования группы ученых под руководством Сьюзи Флейшиг (Suzi Fleiszig) показали, что продолжительность жизни бактерий на поверхности глаза влияет на их вирулентность (nl: kwaadaardigheid). Как объясняет Бреннан, Флейшиг инокулировала заднюю часть контактной линзы бактериями рода Pseudomonas, поместила линзу на глаз мыши и стала ждать, когда произойдет инфицирование. «Наконец, через семь дней произошло заражение глаз. Исследователи не достигали такого результата раньше - кажется, они просто не достаточно долго ждали», - говорит Бреннан. Затем исследователи извлекли линзы из зараженных глаз, поместили их на другие здоровые глаза и стали ждать, за какое время произойдет инфицирование. Это невероятно, но они обнаружили, что, живя на поверхности глаза, бактерии стали более вирулентными. Для инфицирования им понадобилось всего два дня. «Таким образом, при непрерывном ношении линз мы предоставляем бактериям возможность находиться в среде в течение длительного времени и подвергаться изменениям, которые делают их более вирулентными, – вот тогда они и атакуют глаз. Этого не случается при дневном ношении, по всей видимости, благодаря снятию и дезинфекции линз». (Согласно новым рекомендациям по непрерывному ношению вам нужны линзы с Dk/t не менее 125).
С учетом результатов, полученных группой Флейшиг, некоторые полагают, что сроки непрерывного ношения не более семи дней, например, гибкое ношение в течение нескольких ночей, можно считать более безопасными. Ранние исследования гидрогелевых линз показали, что риск инфицирования снижается при непрерывном ношении с меньшим количеством ночей. Бреннан говорит, что с самого начала он был убежденным сторонником более коротких периодов непрерывного ношения. «Иногда имеет смысл нерегулярное непрерывное или гибкое ношение».
Но непрерывное ношение – это то, чего хотят пациенты и практикующие специалисты? Или более важны другие параметры, такие как комфорт?
Согласно Бреннану, пациенты ищут именно комфорт и удобство. «Дневные одноразовые линзы предлагают непревзойденное удобство, а надевать и снимать линзы для большинства пациентов не является проблемой. Проблемой для них является очистка линз. «Мы извлекли определенные уроки, когда на рынок выпустили силикон-гидрогелевые линзы - спрос на линзы непрерывного ношения оказался не таким большим, как мы думали. Пациенты и практикующие специалисты не набросились на них, когда благодаря силикон-гидрогелю они впервые стали доступными. Нежелание исходило в основном от практикующих специалистов, но и среди пациентов эти линзы не пользовались большим спросом.
Какие еще характеристики важны??
На самом деле более высокие значения Dk силикон-гидрогелевых линз могут быть сопряжены с рядом отрицательных эффектов из-за свойств материала, необходимых для достижения высокой кислородопроницаемости.
Помимо кислородопроницаемости, Бреннан выделяет модуль упругости как свойство, имеющее наибольшее значение.
(Модуль упругости материала линзы - это мера сопротивления материала деформации при напряжении. Простыми словами, чем жестче материал линзы, тем выше модуль упругости линзы. Раньше клиницисты редко обсуждали модуль упругости, потому что модуль упругости средних мягких линз с низким показателем Dk не сильно разнился. Но модуль упругости современных силикон-гидрогелевых линз разнится значительно.)
Во время мигания веко совершает скользящее движение по поверхности глаза. Коэффициент трения (CoF) - это отношение сил трения между двумя объектами. В случае с глазами человека трение происходит при мигании, которое совершается несколько раз в минуту. CoF между поверхностью глаза и веком должен быть достаточно низким, чтобы не вызывать боль или раздражение. Если у человека синдром сухого глаза, то трение между глазом и веком будет высоким и вызовет дискомфорт и, возможно, эрозию роговицы.
Как только человек помещает контактную линзу на глаз, CoF между материалом линзы и веком становится важным показателем. CoF между материалом линзы и глазом влияет на то, насколько легко линза снимается с глаза, а также на подвижность линзы на глазу.
Когда контактная линза помещается на глаз, поверхность контактной линзы определяет силу трения во время мигания и, следовательно, изменяет «ощущение» процесса мигания. Чтобы изучить влияние контактных линз на процесс мигания и любую последующую роль в комфорте пациента, полезным будет изучить коэффициент трения и смазывающие свойства контактных линз. Контактная линза находится на поверхности роговицы глаза. Через короткий промежуток времени внешняя поверхность линзы покрывается слезной жидкостью. Во время мигания происходит небольшое движение линзы по поверхности роговицы и более интенсивное движение века по поверхности линзы.
Слишком низкий модуль упругости может облегчить надевание линзы и обеспечить повышенный комфорт, но за счет снижения подвижности линз. Также казалось, что существует предел тому, насколько мягким можно сделать материал линзы. Модуль упругости эпителиальных клеток роговицы меньше 0,02 МПа, и казалось невозможным сделать материал контактных линз таким же мягким, не развалив его на молекулы.
«Очевидно, что модуль упругости дает определенный эффект – чем выше Dk, тем выше модуль упругости, что влечет ряд потенциально неблагоприятных последствий. Верхнее дугообразное окрашивание эпителия роговицы (SEAL), конъюнктивальное эпителиальное расщепление, папиллярный конъюнктивит, вызванный ношением контактных линз (CLPC) и муциновые шарики – все это находится в зависимости от модуля упругости, равно как и дискомфорт.
«Кроме того, толщина материала влияет на жесткость линзы - помните, что модуль упругости относится к материалу, в то время как жесткость относится к линзе. Если вы удвоите толщину линзы, вы получите в четыре раза большую жесткость, поэтому линзы с высокими диоптриями существенно жестче и их ношение может привести к изменению рецепта врача и нежелательной ортокератологии.
Однако важно, чтобы материал имел достаточное значение модуля упругости, поскольку он добавляет линзе необходимую жесткость, позволяя ее двигаться при мигании. «Если она слишком мягкая, она плотно сидит на роговице глаза и неподвижна, что приводит к нарушению нормального обмена слезы. Кроме того, подвижность линз позволяет смывать застрявшие частицы, что особенно важно при непрерывном ношении», - добавляет он. Поверхностные свойства - еще один параметр, который следует учитывать, они определяются самим материалом. «Некоторые поверхности обрабатываются, другие - нет, но мы обнаружили, что поверхностная смазывающая способность (коэффициент трения) является основным показателем комфорта ношения контактных линз. Поверхность линзы также может быть причиной таких последствий механического воздействия, как SEAL, муциновые шарики, CLPC и эпителиопатия заднего ребра края века (LWE). Среди других свойств материала содержание воды, вероятно, имеет значение только в той мере, в какой оно связано с модулем упругости.
Дизайн линзы является важным критерием, поскольку он определяет как комфортность, так и подвижность линзы. Плохо прилегающая линза или плохой дизайн ее кромки, как правило, вызывает дискомфорт и приводит к проблемам со зрением.
«В наших исследованиях пациенты в течение одного месяца носили целый ряд линз, а мы определяли степень комфорта различных материалов. Затем мы рассмотрели свойства материалов, такие как модуль упругости, Dk/t и поверхностная смазывающая способность (т. е. коэффициент трения), и сопоставили каждое из этих свойств с данными по степени комфорта. «Мы не нашли никакой взаимосвязи между Dk/t и комфортом, но мы установили взаимосвязь между комфортом и содержанием воды, модулем упругости и поверхностной смазывающей способностью. Мы подвергли все полученные результаты множественному регрессионному анализу и обнаружили, что единственным свойством, которое продемонстрировало самую тесную связь с уровнем комфорта, была смазывающая способность. Поэтому я убежден, что при оценке того, что делает линзу комфортной, определяющей характеристикой является ее поверхность.
Относительно механизма возникновения дискомфорта были выдвинуты различные теории, но недавние исследования изменили наше мышление. Как поясняет Бреннан: «Одна теория заключалась в том, что линза нарушает слезную пленку, что ведет к высыханию конъюнктивы глазного яблока. Согласно другим теориям, кромка линзы взаимодействует с верхним веком или испарение с внешней поверхности линзы приводит к высыханию роговицы. Все эти теории существовали уже довольно давно, но я твердо убежден, что именно контакт между поверхностью пальпебральной конъюнктивы и поверхностью линзы приводит к дискомфорту. Это хорошо согласуется с работой Дон Корба, который обнаружил прочную связь между окрашиванием конъюнктивы в области заднего ребра края века и комфортом.
«Задумайтесь о том, какое расстояние преодолевает эта часть века, перемещаясь по линзе: 1 см вверх, 1 см вниз за одно моргание, 6-10 раз в минуту, 60 минут в час, 16 часов в день, 365 дней в году – веко, касаясь поверхности линзы, за год проделывает путь длиной более 40 км. Только задумайтесь: ваше веко скользит по поверхности, преодолевая 40-70 км в год, и даже если поверхность совершенно чистая и гладкая, эта цифра все равно заставит вас вздрогнуть. Самое главное, чтобы поверхность была скользкой, по-настоящему скользкой. Мы не задумывались об этом раньше, но теперь понимаем, что происходит, и можем что-то с этим делать».
(Термин «смачиваемость» означает способность слезной пленки обволакивать поверхность контактной линзы и удерживаться на ней. Смачиваемость считается существенным параметром при определении физиологической совместимости биоматериалов. Смачиваемость поверхности контактных линз важна по многим причинам, в том числе по причине уменьшения риска образования отложений на внешней поверхности линзы и улучшения оптических характеристик)
Существуют различные способы повышения смачиваемости поверхности линз, например, за счет плазменных покрытий или включения в состав материала смачивающих агентов, но есть ли различия между полученными свойствами поверхности? «Плазменные покрытия справляются с задачей, но не всегда на 100 процентов прочны. Неважно, что вы делаете с поверхностью, похоже, за счет уменьшения коэффициента трения достигается наиболее желательный результат».
Многие биоинтерфейсы обеспечивают водную смазку с низким коэффициентом трения за счет генерации и удержания полимерного поверхностного геля с высоким содержанием воды. Смазывающая способность таких гелей часто объясняется высоким содержанием в них воды, их высокой водопроницаемостью, низким модулем упругости и способностью удерживать водную пленку на скользящей поверхности. Такие биологические системы часто характеризуются как «мягкие», где модули упругости измеряются мегапаскалями или даже килопаскалями.
Таким образом, способность слоев мягкого поверхностного гидрогеля обеспечивать смазку зависит от их способности поддерживать созданное давление без дегидратации.
Водная смазка по своей природе вездесуща (nl: alomtegenwordig), а при смазывании глаз зависит от поддержания здоровой слезной пленки, гликокаликса и слоев муцинового геля на поверхностях эпителия роговицы и век.
Муцины и муциновые гликопротеины соединяются, образуя вязкие гели, которые закрепляют водную слезную пленку, уменьшают давление на поверхности контакта, способствуют вязкой смазке и защищают эпителий от поперечных сил. Во время ношения контактных линз этот хрупкий баланс может быть нарушен, что может привести к дискомфорту и даже травме. Мягкие контактные линзы изготовлены из гидрогелей, содержание воды в которых может варьироваться от 24 до 79%, а смазывающая способность этих линз после посадки на глаз и во время использования напрямую связана с комфортом. Контактные линзы предназначены для комфортного исправления зрения пациента в течение 14 000 циклов мигания в день. Гидрогелевые материалы, используемые в контактных линзах, имеют низкие модули упругости (1 МПа или ниже), кислородопроницаемые (зачастую на основе силикона) и тонкие (толщиной до 100 мкм).
Линзы с биотехнологическим дизайном имеют как более высокое содержание воды, так и более низкий модуль упругости.
Как уже было сказано, комфорт ношения контактных линз зависит от многих факторов, начиная от модуля упругости материала, толщины линзы и содержания воды и заканчивая дизайном и параметрами линзы. Показано, что коэффициент поверхностного трения, или смазывающая способность, имеет высокую корреляцию с оценками комфорта ношения линз. Смазывающая способность – противоположность трения, и для контактной линзы определяется тем, насколько легко компоненты поверхности глаза, такие как пальпебральная конъюнктива, скользят по поверхности линзы. Мы моргаем около 14 000 раз в день. При каждом мигании верхнее веко скользит по поверхности линзы начала вниз, а затем вверх. Сам этот факт дает основание прийти к логичному выводу, что смазывающая способность в высшей степени обуславливает комфорт ношения линз.
Итак, ключевыми параметрами комфортного ношения контактных линз являются:
Для успешного использования контактных линз следует выбирать линзы с оптимальным соотношением свойств индивидуально для каждого пациента, свести к минимуму воздействие на физиологию глаз и обеспечить высокий уровень комфорта.
Как правило, оптические характеристики контактных линз уже много лет не являются проблемой. Большинство современных линз с тщательно продуманной формой хорошо корректируют роговичный астигматизм. Даже линзы предшествующего поколения – так называемые жесткие контактные линзы, успешно справлялись с этой задачей.
И все-таки контактная линза - это «чужеродный предмет», помещенный на поверхность человеческого глаза, представляющего собой весьма сложную и чувствительную систему. Ношение любой контактной линзы изменяет естественные процессы, протекающие внутри глаза, и может вызвать его раздражение. Более того, такая хрупкая система может просто отторгнуть этот чужеродный предмет.
Почему?
Как и все другие клетки организма, для правильного выполнения физиологических функций клетки роговицы нуждаются в кислороде. Но в отличие от других клеток роговица лишена кровеносных сосудов и поэтому получает кислород из атмосферы и слезной пленки глаза. Контактная линза является своего рода механическим барьером, препятствующим подаче кислорода к роговице, и нарушает равномерность распределения слезы по роговице.Для решения первой проблемы материал контактных линз должен пропускать сквозь себя кислород. Для достижения высоких показателей пропускания кислорода через контактную линзу (кислородная проницаемость) большинство новых контактных линз изготавливается из медицинского силикона из-за его высокой кислородопроницаемости (Dk).Тем не менее, силикон по своей природе является гидрофобным (водоотталкивающим/не впитывающим воду) материалом. Поверхность силикона имеет тенденцию оставаться сухой, потенциально вызывая сухость глаза.
К сожалению, сухая поверхность силикона создает дискомфорт и ощущение инородного тела при движении века по поверхности сухих линз. Производители контактных линз пытались решить проблему за счет различных добавок и поверхностной обработки, чтобы уменьшить сухость поверхности силикона. Это, безусловно, имеет определенный эффект, но многие клиенты по-прежнему ощущают некоторую степень сухости и легкий дискомфорт. Многие пользователи все еще не удовлетворены своими линзами, и примерно 35% пользователей линз прекращают их ношение, причем большинство из них указывают в качестве основных причин дискомфорт и сухость, особенно в конце дня.
Проблема еще больше усугубляется тем, что с годами, начиная с 30 лет, у большинства людей поверхность глаза становится более сухой, и у многих развивается синдром сухого глаза. Добавьте к этому менопаузу и длительную зрительную работу на близком расстоянии (чтение, компьютеры, сотовые телефоны), которая вынуждает всех нас моргать реже, что еще больше сушит глаза, и вы получите дискомфортную для ношения контактных линз среду.
Синдром сухого глаза - это снижение количества и/или качества слезной жидкости, которая вырабатывается нашими глазами, или увеличение темпов ее испарения. Это одно из наиболее распространенных заболеваний глаз, которое затрагивает примерно 20% населения.
Синдром сухого глаза часто называют заболеванием поверхностных тканей глаза, сухим кератоконъюнктивитом или сухим кератитом. Его часто связывают с блефаритом и мейбомитом (meibomitis).
Синдром сухого глаза - это многофакторное заболевание слезного аппарата и поверхности глаза, которое сопровождается следующими симптомами: дискомфорт, зрительное расстройство и нестабильность слезной пленки с потенциальным повреждением поверхности глаза. Оно также сопровождается повышением осмолярности слезной пленки и воспалением поверхности глаза.
Что такое осмолярность? Осмолярность показывает концентрацию растворенных частиц, которая создает осмотическое давление на полупроницаемой мембране. Это показатель концентрации активных растворенных частиц.
Слезная пленка является очень важным компонентом этой сложной зрительной системы. Слеза – это первая преломляющая поверхность, а слезная пленка выполняет функцию линзы в рефракционной оптической системе глаза.
Водянистый слой слезной пленки также обеспечивает защиту глаза от различных вирусных, бактериальных и прочих инфекций. Он смывает с поверхности глаза инородные частицы и обеспечивает комфорт, играя роль смазки для тканей поверхности глаза.
Существует два типа слез – смазывающие (базальные) и рефлекторные. Смазывающие слезы вырабатываются непрерывно для выполнения функций, перечисленных выше. Рефлекторные слезы вырабатываются как реакция на какое-то раздражение глаз, например, дым, инородные частицы или луковые испарения. Рефлекторные слезы также секретируются в результате травмы глаз или от эмоций. На самом деле даже синдром сухого глаза может вызвать выработку рефлекторных слез на фоне сильной сухости глаз. Однако рефлекторные слезы не содержат необходимые смазывающие вещества, которые содержатся в смазывающих слезах. Поэтому дискомфорт или раздражение не пройдут. По иронии судьбы слезящиеся глаза могут быть симптомом синдрома сухого глаза!
Слезная пленка состоит из трех слоев:
- Внешний липидный слой
- Средний водянистый слой
- Внутренний (ближайший к глазу) муциновый слой
Липидный слой защищает водянистый слой от испарения. Когда липидный слой слишком тонкий, слезная жидкость испаряется слишком быстро, а затем становится слишком соленой (повышенная осмолярность). У пациентов с синдромом сухого глаза с нарушенным липидным слоем скорость испарения слезной жидкости может быть в четыре раза выше по сравнению со здоровыми глазами. Липиды помогают слезной пленке поддерживать ее структуру. Они также имеются в среднем водянистом слое и взаимодействуют с другими компонентами слезной пленки, например, муцинами.
Водянистый слой выполняет функцию по доставке питательных веществ к клеткамроговицы, поскольку в ней отсутствуют питающие ее кровеносные сосуды.
Муциновый слой обеспечивает естественную смазку непосредственно поверхности глаза. Этот слой может истончаться из-за более высоких концентраций соли (гиперосмолярность), что также вызывает синдром сухого глаза.
Хронический синдром сухого глаза, оставленный без лечения, будет увеличивать дискомфорт и может привести к снижению чувствительности роговицы, которая станет подверженной серьезным инфекциям глаз и потере клеток роговицы, и на этом фоне могут развиться дегенеративные изменения конъюнктивы, например, пингвекула или птеригиум.
Итак, ключевые моменты этой главы:
- каждая контактная линза нарушает естественные процессы, протекающие в человеческом глазу;
- как правило, использование силикон-гидрогелевых линз с высокой кислородной проницаемостью (Dk) решает проблему нарушения подачи кислорода к роговице;
- силикон-гидрогелевые линзы препятствуют равномерному распределению слезной пленки по поверхности роговицы, вызывают сухость глаза, что может привести не только к дискомфорту, но и к развитию серьезных инфекций глаза и дегенерации ткани роговицы;
- ощущение дискомфорта в конце дня остается проблемой, не решенной силикон-гидрогелем.
Важность высокого показателя Dk/t
С появлением силикон-гидрогеля производители контактных линз утверждали, что высокий показатель Dk (кислородопроницаемость, которая является свойством материала) и высокий показатель Dk/t (кислородопроницаемость, которая является свойством линзы) являются решающим преимуществом силикон-гидрогелевых линз перед обычными (гидрогелевыми) мягкими контактными линзами. Но большинству пользователей и практикующих специалистов не до конца понятно, насколько высоким должен быть показатель Dk/t для достижения оптимального физиологического результата. Некоторые исследователи утверждают, что за счет повышения Dk/t достигается постоянный рост преимуществ, в то время как другие полагают, что каких-либо существенных различий между любыми силикон-гидрогелевыми линзами не будет, особенно при дневном ношении с открытыми глазами.
Так насколько важен кислород и является ли и показатель Dk/t важнейшим параметром, который следует учитывать при выборе линз?
По словам профессора Ноэля Бреннана, исследователя и консультанта из Мельбурна, Австралия, «... доставка кислорода сама по себе важна, но не настолько эффективна, как мы думали. Когда появились силикон-гидрогелевые линзы, мы думали, что эти линзы за счет дополнительного кислорода, который они пропускают, решат проблему инфицирования при непрерывном ношении и, возможно, даже проблему инфильтратов при пролонгированном ношении. Но они их не решили».
Так является ли кислород по-прежнему самым важным критерием? Бреннан говорит, что не обязательно, хотя при выборе линз следует руководствоваться разумным соотношением качеств. «Вам бы не хотелось иметь нулевой кислород - есть порог, который вам нужно достичь. Но он намного ниже, чем некоторые предполагают. Предложенные пороговые значения, на мой взгляд, абсолютно некорректны, равно как слаба научная база, стоящая за этими пороговыми значениями. Показатель периферийной Dk/t от 30 единиц - это примерное значение, которого вы должны придерживаться при дневном ношении. Этот порог автоматически достигается в категории силикон-гидрогелевых линз. Насколько я могу судить, все современные силикон-гидрогелевые линзы имеют данный уровень Dk/t».
Величина поглощения кислорода роговицей является гораздо более важным показателем, поскольку она говорит о количестве кислорода, которое фактически метаболизируется, и поэтому напрямую связана с количеством энергии, создаваемой для функционирования роговицы. Принципиально важно рассматривать этот вопрос в подобном ключе, если мы хотим понять физиологическую функцию роговицы.
Если величина поглощения кислорода является самым важным критерием, что же можно сказать в этом отношении о современных силикон-гидрогелевых линзах дневного ношения? «В отличие от обычных линз все силикон-гидрогелевые линзы обеспечат практически 100-процентное поглощение кислорода всей поверхностью роговицы при дневном ношении», - говорит Бреннан. «К периферии это значение может опуститься до 95 процентов для линз с более большим минусовым значением и более низким Dk в целом, но коэффициент потребления 95 процентов непосредственно роговицей, скорее всего, приемлем. Центральная часть стромы роговицы может получать меньше кислорода при ношении линз с очень высокими плюсовыми диоптриями, но до настоящего времени мы проверяли линзы со значением до + 6,00D, и все силикон-гидрогелевые линзы обеспечивают нормальное дыхание роговицы в подлинзовом пространстве. Можно провести убедительную параллель между соотношением величины поглощения кислорода и значения Dk/t, а также между соотношением отека роговицы и значения Dk/t. Вы не столкнетесь с отеком роговицы при дневном ношении линз со значением Dk/t около 20 - 24 единиц (критерий Холдена и Мерца). Это очень хорошо коррелирует со значением Dk/t, при котором поглощение кислорода роговицей под контактными линзами совпадает со значением Dk/t без контактных линз.
Еще одно важное опровержение аргумента о необходимости достижения все более высоких значений Dk/t заключается в том, что нет очевидной связи между уровнем кислорода и риском инфицирования. Силикон-гидрогелевые линзы не уменьшили уровень инфицирования, тем самым доказав, что кислород не является панацеей», - добавляет он. «Это правда, что мы наблюдаем снижение степени тяжести кератита при использовании силикон-гидрогелевых линз по сравнению с гидрогелевыми, но на сегодняшний день мы не видим признаков изменения в категории на основе Dk/t.
В то время как позиция Бреннана в отношении требований к кислородопроницаемости при дневном ношении вполне ясна, он менее уверен в том, что силикон-гидрогелевые линзы удовлетворяют все потребности при непрерывном ношении линз. «Несмотря на то, что мы добились высоких значений Dk/t, у нас все еще появляется отек роговицы при ночном ношении. Мы точно не знаем, почему это происходит, но мое личное мнение заключается в том, что не нужно носить линзы непрерывно, когда годовой риск инфицирования при ношении силикон-гидрогелевых линз все еще составляет 20 случаев из 10 000. Такой результат считался неудовлетворительным для гидрогелевых линз, но что же изменилось с появлением силикон-гидрогелевых?
Мы опробовали одноразовые материалы, полагая, что загрязнение линз создает среду, в которой могут расти микробы, что увеличивает риск инфицирования. Одноразовые материалы и силикон-гидрогель отлично подходят для кучи других вещей, но не для решения проблемы инфицирования. Итак, сейчас мы движемся в направлении антимикробных поверхностей. Опять же есть веские основания полагать, что это может помочь, и это вселяет оптимизм в исследовательское сообщество».
Новые исследования группы ученых под руководством Сьюзи Флейшиг (Suzi Fleiszig) показали, что продолжительность жизни бактерий на поверхности глаза влияет на их вирулентность (nl: kwaadaardigheid). Как объясняет Бреннан, Флейшиг инокулировала заднюю часть контактной линзы бактериями рода Pseudomonas, поместила линзу на глаз мыши и стала ждать, когда произойдет инфицирование. «Наконец, через семь дней произошло заражение глаз. Исследователи не достигали такого результата раньше - кажется, они просто не достаточно долго ждали», - говорит Бреннан. Затем исследователи извлекли линзы из зараженных глаз, поместили их на другие здоровые глаза и стали ждать, за какое время произойдет инфицирование. Это невероятно, но они обнаружили, что, живя на поверхности глаза, бактерии стали более вирулентными. Для инфицирования им понадобилось всего два дня. «Таким образом, при непрерывном ношении линз мы предоставляем бактериям возможность находиться в среде в течение длительного времени и подвергаться изменениям, которые делают их более вирулентными, – вот тогда они и атакуют глаз. Этого не случается при дневном ношении, по всей видимости, благодаря снятию и дезинфекции линз». (Согласно новым рекомендациям по непрерывному ношению вам нужны линзы с Dk/t не менее 125).
С учетом результатов, полученных группой Флейшиг, некоторые полагают, что сроки непрерывного ношения не более семи дней, например, гибкое ношение в течение нескольких ночей, можно считать более безопасными. Ранние исследования гидрогелевых линз показали, что риск инфицирования снижается при непрерывном ношении с меньшим количеством ночей. Бреннан говорит, что с самого начала он был убежденным сторонником более коротких периодов непрерывного ношения. «Иногда имеет смысл нерегулярное непрерывное или гибкое ношение».
Но непрерывное ношение – это то, чего хотят пациенты и практикующие специалисты? Или более важны другие параметры, такие как комфорт?
Согласно Бреннану, пациенты ищут именно комфорт и удобство. «Дневные одноразовые линзы предлагают непревзойденное удобство, а надевать и снимать линзы для большинства пациентов не является проблемой. Проблемой для них является очистка линз. «Мы извлекли определенные уроки, когда на рынок выпустили силикон-гидрогелевые линзы - спрос на линзы непрерывного ношения оказался не таким большим, как мы думали. Пациенты и практикующие специалисты не набросились на них, когда благодаря силикон-гидрогелю они впервые стали доступными. Нежелание исходило в основном от практикующих специалистов, но и среди пациентов эти линзы не пользовались большим спросом.
Какие еще характеристики важны??
На самом деле более высокие значения Dk силикон-гидрогелевых линз могут быть сопряжены с рядом отрицательных эффектов из-за свойств материала, необходимых для достижения высокой кислородопроницаемости.
Помимо кислородопроницаемости, Бреннан выделяет модуль упругости как свойство, имеющее наибольшее значение.
(Модуль упругости материала линзы - это мера сопротивления материала деформации при напряжении. Простыми словами, чем жестче материал линзы, тем выше модуль упругости линзы. Раньше клиницисты редко обсуждали модуль упругости, потому что модуль упругости средних мягких линз с низким показателем Dk не сильно разнился. Но модуль упругости современных силикон-гидрогелевых линз разнится значительно.)
Во время мигания веко совершает скользящее движение по поверхности глаза. Коэффициент трения (CoF) - это отношение сил трения между двумя объектами. В случае с глазами человека трение происходит при мигании, которое совершается несколько раз в минуту. CoF между поверхностью глаза и веком должен быть достаточно низким, чтобы не вызывать боль или раздражение. Если у человека синдром сухого глаза, то трение между глазом и веком будет высоким и вызовет дискомфорт и, возможно, эрозию роговицы.
Как только человек помещает контактную линзу на глаз, CoF между материалом линзы и веком становится важным показателем. CoF между материалом линзы и глазом влияет на то, насколько легко линза снимается с глаза, а также на подвижность линзы на глазу.
Когда контактная линза помещается на глаз, поверхность контактной линзы определяет силу трения во время мигания и, следовательно, изменяет «ощущение» процесса мигания. Чтобы изучить влияние контактных линз на процесс мигания и любую последующую роль в комфорте пациента, полезным будет изучить коэффициент трения и смазывающие свойства контактных линз. Контактная линза находится на поверхности роговицы глаза. Через короткий промежуток времени внешняя поверхность линзы покрывается слезной жидкостью. Во время мигания происходит небольшое движение линзы по поверхности роговицы и более интенсивное движение века по поверхности линзы.
Слишком низкий модуль упругости может облегчить надевание линзы и обеспечить повышенный комфорт, но за счет снижения подвижности линз. Также казалось, что существует предел тому, насколько мягким можно сделать материал линзы. Модуль упругости эпителиальных клеток роговицы меньше 0,02 МПа, и казалось невозможным сделать материал контактных линз таким же мягким, не развалив его на молекулы.
«Очевидно, что модуль упругости дает определенный эффект – чем выше Dk, тем выше модуль упругости, что влечет ряд потенциально неблагоприятных последствий. Верхнее дугообразное окрашивание эпителия роговицы (SEAL), конъюнктивальное эпителиальное расщепление, папиллярный конъюнктивит, вызванный ношением контактных линз (CLPC) и муциновые шарики – все это находится в зависимости от модуля упругости, равно как и дискомфорт.
«Кроме того, толщина материала влияет на жесткость линзы - помните, что модуль упругости относится к материалу, в то время как жесткость относится к линзе. Если вы удвоите толщину линзы, вы получите в четыре раза большую жесткость, поэтому линзы с высокими диоптриями существенно жестче и их ношение может привести к изменению рецепта врача и нежелательной ортокератологии.
Однако важно, чтобы материал имел достаточное значение модуля упругости, поскольку он добавляет линзе необходимую жесткость, позволяя ее двигаться при мигании. «Если она слишком мягкая, она плотно сидит на роговице глаза и неподвижна, что приводит к нарушению нормального обмена слезы. Кроме того, подвижность линз позволяет смывать застрявшие частицы, что особенно важно при непрерывном ношении», - добавляет он. Поверхностные свойства - еще один параметр, который следует учитывать, они определяются самим материалом. «Некоторые поверхности обрабатываются, другие - нет, но мы обнаружили, что поверхностная смазывающая способность (коэффициент трения) является основным показателем комфорта ношения контактных линз. Поверхность линзы также может быть причиной таких последствий механического воздействия, как SEAL, муциновые шарики, CLPC и эпителиопатия заднего ребра края века (LWE). Среди других свойств материала содержание воды, вероятно, имеет значение только в той мере, в какой оно связано с модулем упругости.
Дизайн линзы является важным критерием, поскольку он определяет как комфортность, так и подвижность линзы. Плохо прилегающая линза или плохой дизайн ее кромки, как правило, вызывает дискомфорт и приводит к проблемам со зрением.
«В наших исследованиях пациенты в течение одного месяца носили целый ряд линз, а мы определяли степень комфорта различных материалов. Затем мы рассмотрели свойства материалов, такие как модуль упругости, Dk/t и поверхностная смазывающая способность (т. е. коэффициент трения), и сопоставили каждое из этих свойств с данными по степени комфорта. «Мы не нашли никакой взаимосвязи между Dk/t и комфортом, но мы установили взаимосвязь между комфортом и содержанием воды, модулем упругости и поверхностной смазывающей способностью. Мы подвергли все полученные результаты множественному регрессионному анализу и обнаружили, что единственным свойством, которое продемонстрировало самую тесную связь с уровнем комфорта, была смазывающая способность. Поэтому я убежден, что при оценке того, что делает линзу комфортной, определяющей характеристикой является ее поверхность.
Относительно механизма возникновения дискомфорта были выдвинуты различные теории, но недавние исследования изменили наше мышление. Как поясняет Бреннан: «Одна теория заключалась в том, что линза нарушает слезную пленку, что ведет к высыханию конъюнктивы глазного яблока. Согласно другим теориям, кромка линзы взаимодействует с верхним веком или испарение с внешней поверхности линзы приводит к высыханию роговицы. Все эти теории существовали уже довольно давно, но я твердо убежден, что именно контакт между поверхностью пальпебральной конъюнктивы и поверхностью линзы приводит к дискомфорту. Это хорошо согласуется с работой Дон Корба, который обнаружил прочную связь между окрашиванием конъюнктивы в области заднего ребра края века и комфортом.
«Задумайтесь о том, какое расстояние преодолевает эта часть века, перемещаясь по линзе: 1 см вверх, 1 см вниз за одно моргание, 6-10 раз в минуту, 60 минут в час, 16 часов в день, 365 дней в году – веко, касаясь поверхности линзы, за год проделывает путь длиной более 40 км. Только задумайтесь: ваше веко скользит по поверхности, преодолевая 40-70 км в год, и даже если поверхность совершенно чистая и гладкая, эта цифра все равно заставит вас вздрогнуть. Самое главное, чтобы поверхность была скользкой, по-настоящему скользкой. Мы не задумывались об этом раньше, но теперь понимаем, что происходит, и можем что-то с этим делать».
(Термин «смачиваемость» означает способность слезной пленки обволакивать поверхность контактной линзы и удерживаться на ней. Смачиваемость считается существенным параметром при определении физиологической совместимости биоматериалов. Смачиваемость поверхности контактных линз важна по многим причинам, в том числе по причине уменьшения риска образования отложений на внешней поверхности линзы и улучшения оптических характеристик)
Существуют различные способы повышения смачиваемости поверхности линз, например, за счет плазменных покрытий или включения в состав материала смачивающих агентов, но есть ли различия между полученными свойствами поверхности? «Плазменные покрытия справляются с задачей, но не всегда на 100 процентов прочны. Неважно, что вы делаете с поверхностью, похоже, за счет уменьшения коэффициента трения достигается наиболее желательный результат».
Многие биоинтерфейсы обеспечивают водную смазку с низким коэффициентом трения за счет генерации и удержания полимерного поверхностного геля с высоким содержанием воды. Смазывающая способность таких гелей часто объясняется высоким содержанием в них воды, их высокой водопроницаемостью, низким модулем упругости и способностью удерживать водную пленку на скользящей поверхности. Такие биологические системы часто характеризуются как «мягкие», где модули упругости измеряются мегапаскалями или даже килопаскалями.
Таким образом, способность слоев мягкого поверхностного гидрогеля обеспечивать смазку зависит от их способности поддерживать созданное давление без дегидратации.
Водная смазка по своей природе вездесуща (nl: alomtegenwordig), а при смазывании глаз зависит от поддержания здоровой слезной пленки, гликокаликса и слоев муцинового геля на поверхностях эпителия роговицы и век.
Муцины и муциновые гликопротеины соединяются, образуя вязкие гели, которые закрепляют водную слезную пленку, уменьшают давление на поверхности контакта, способствуют вязкой смазке и защищают эпителий от поперечных сил. Во время ношения контактных линз этот хрупкий баланс может быть нарушен, что может привести к дискомфорту и даже травме. Мягкие контактные линзы изготовлены из гидрогелей, содержание воды в которых может варьироваться от 24 до 79%, а смазывающая способность этих линз после посадки на глаз и во время использования напрямую связана с комфортом. Контактные линзы предназначены для комфортного исправления зрения пациента в течение 14 000 циклов мигания в день. Гидрогелевые материалы, используемые в контактных линзах, имеют низкие модули упругости (1 МПа или ниже), кислородопроницаемые (зачастую на основе силикона) и тонкие (толщиной до 100 мкм).
Линзы с биотехнологическим дизайном имеют как более высокое содержание воды, так и более низкий модуль упругости.
Как уже было сказано, комфорт ношения контактных линз зависит от многих факторов, начиная от модуля упругости материала, толщины линзы и содержания воды и заканчивая дизайном и параметрами линзы. Показано, что коэффициент поверхностного трения, или смазывающая способность, имеет высокую корреляцию с оценками комфорта ношения линз. Смазывающая способность – противоположность трения, и для контактной линзы определяется тем, насколько легко компоненты поверхности глаза, такие как пальпебральная конъюнктива, скользят по поверхности линзы. Мы моргаем около 14 000 раз в день. При каждом мигании верхнее веко скользит по поверхности линзы начала вниз, а затем вверх. Сам этот факт дает основание прийти к логичному выводу, что смазывающая способность в высшей степени обуславливает комфорт ношения линз.
Итак, ключевыми параметрами комфортного ношения контактных линз являются:
- достаточно высокая кислородопроницаемость (Dk/t), не менее 125 единиц для непрерывного ношения;
- высокое содержание воды (включая высокое влагоудержание = минимальное испарение в течение дня);
- низкий модуль упругости (высокая эластичность);
- низкий коэффициент трения = высокая смазочная способность (связанная с содержанием воды);
- механическая стойкость;
- биотехнологичный дизайн;
- хороший дизайн кромки линзы;
- малая толщина.
Для успешного использования контактных линз следует выбирать линзы с оптимальным соотношением свойств индивидуально для каждого пациента, свести к минимуму воздействие на физиологию глаз и обеспечить высокий уровень комфорта.
- Комментарии
Загрузка комментариев...