Soczewki wewntrzgałkowe przegld parametrów fizycznych

Soczewki wewntrzgałkowe przegld parametrów fizycznych Kordian Chamerski Instytut Fizyki, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana Długosza, Al. Armii Krajowej 13/15, 42-200 Czstochowa kordian.chamerski@wp.pl Streszczenie W pracy przyblione zostało zagadnienie soczewek wewntrzgałkowych oraz ich zastosowanie, jako implanty przy zabiegach usunicia za my. Wskazano na promieniowanie UV, jako czynnik wywołujcy za m oraz dokonano charakterystyki tego czynnika. W dalszej czci porównane zostało kilka modeli soczewek wewntrzgałkowych rónych producentów. Porównania dokonano pod wzgldem podstawowych własnoci geometrycznych zastosowanych układów optycznych oraz pod wzgldem wykorzystanych materiałów. W podsumowaniu wskazano na zasadno rozpoczcia bada materiałowych, majcych na celu wykazanie rónic w budowie powierzchni materiałów hydrofobowych oraz hydrofilnych, a take wykazanie zmian strukturalnych materiału ze wzgldu na działanie czynników zewntrznych i wpływ tych zmian na własnoci optyczne materiału. Wprowadzenie Oko, bdce jednym z elementów narzdu wzroku, jest bardzo złoonym organem, umoliwiajcym odbieranie bodców zewntrznych w postaci fal elektromagnetycznych. Gałka oczna wraz z nerwem wzrokowym, stanowi cz narzdu wzroku odpowiedzialn za skupianie wiatła i przetwarzanie go na sygnał moliwy do odbioru przez orodkowy układ nerwowy [1, 2]. Sama gałka stanowi take pewn ochron przed szkodliwymi czynnikami zewntrznymi, takimi jak promieniowanie ultrafioletowe [3]. Czynnik ten moe powodowa uszkodzenia narzdu wzroku, a zwłaszcza soczewki, która skupia wiatło na receptorach znajdujcych si na siatkówce w tylnej czci oka. Zmtnienie soczewki w wyniku przemian wywołanych ultrafioletem skutkuje brakiem przezroczystoci soczewki, przez co promienie nie mog zosta skupione na siatkówce, a w efekcie nie moe powsta obraz. W celu wyeliminowania takiej przypadłoci stosuje si zabieg usunicia zmtniałej soczewki. Brak naturalnej soczewki, oprócz niezdolnoci oka do skupiania wiatła na siatkówce, skutkuje rów- 27

Kordian Chamerski nie zbyt du transmisj wiatła niebieskiego i UV w kierunku plamki ółtej, co moe powodowa powstanie w jej obrbie patologicznych zmian w budowie tkanek [4]. Aby moliwe było przywrócenie wzroku dla oka bez naturalnej soczewki, stosuje si zabieg wszczepienia sztucznego implantu przypominajcego usunit struktur. Naprzeciw zapotrzebowaniom w tym zakresie chirurgii okulistycznej wychodzi dział inynierii materiałowej zajmujcy si biomateriałami. Materiały takie musz wykazywa biokompatybilno ze strukturami tkanek otaczajcymi implant. W literaturze mona spotka podział biokompatybilnoci na biokompatybilno naczyniówkow (tczówkow) oraz torebkow [5, 6]. W pierwszym przypadku ocenia si stopie reakcji tkanek na wprowadzenie ciała obcego, jakim jest implant. Do powstania stanu zapalnego dochodzi w przednich strukturach oka, gdzie podczas zabiegu wszczepienia sztucznej soczewki ma miejsce załamanie bariery krew-płyn komory soczewki, co powoduje wniknicie do torebki soczewki przeciwciał inicjujcych reakcj zapaln. Drugi rodzaj biokompatybilnoci wie si z moliwoci namnaania si na powierzchni implantu komórek torebki soczewkowej, co prowadzi do zmtnienia tylnej powierzchni implantu oraz obkurczenia si torebki w jej przedniej czci. Wyej wymienione procesy skutkuj pojawieniem si wtórnej za my i pogorszeniem widzenia. Aby uzyska jak najmniejszy stopie wystpowania reakcji zapalnych i wtórnej za my najwikszy nacisk kładzie si na produkcj materiałów wysoce biokompatybilnych. Pocztki zastosowania soczewek wewntrzgałkowych sigaj koca lat 40-tych XX wieku, kiedy to w Wielkiej Brytanii sir Harold Ridley wszczepił pierwsz soczewk z materiału na bazie polimetakrylanu metylu. Ridley wybrał PMMA dziki zaobserwowaniu braku reakcji zapalnych w oku na ten materiał [6-8], który przez długi okres potem był jedynym materiałem stosowanym do produkcji soczewek wewntrzgałkowych. Rozwój nauki o biomateriałach dostarczył w kocu nowych rozwiza, w wikszym stopniu spełniajcych wymagania kliniczne co do materiału, z jakiego zbudowana jest soczewka. Wprowadzenie mikkich, elastycznych materiałów pozwoliło zmniejszy ingerencj skalpela chirurgicznego w struktury zewntrzne oka, a zastosowanie materiałów majcych wiksze powinowactwo do tkanek torebki soczewki spowodowało wzrost biokompatybilnoci implantów [5, 6]. W chwili obecnej wpływ rodzaju materiału na reakcj tkanek wewntrznych oka wydaje si by ju poznany i trwaj badania nad udoskonaleniem parametrów optycznych uzyskiwanych implantów. Wpływ promieniowania ultrafioletowego na narzd wzroku Promieniowanie ultrafioletowe (ang. UltraViolet Radiation UVR), bdce składnikiem widma promieniowania słonecznego, jest niewtpliwie jednym z czynników wpływajcych na zdrowie człowieka. Wród skutków nadmiernej ekspozycji na promienie UV mona rozróni midzy innymi oparzenia słoneczne, nowotwory skóry czy immunosupresj [9, 10]. Szkodliwo promieniowania nadfio- 28

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych letowego została take wykazana przy tworzeniu si uszkodze narzdu wzroku, takich jak za ma czy lepota niena (keratitis), w badaniach przeprowadzonych na zwierztach [11, 12]. W całkowitym spektrum fal elektromagnetycznych, UV zawiera si pomidzy promieniowaniem widzialnym a promieniowaniem X w zakresie 10-400 nm. W tak szerokim zakresie mona wyróni kilka podzakresów UV: skrajny UV (10-120 nm), daleki UV (120-200), poredni UV (200-300 nm) i bliski UV (300-400 nm). Powyszy podział odnosi si do zastosowa spektroskopowych. Podział ze wzgldu na skutki biologiczne, jakie wywołuje ultrafiolet zawiera zakresy: UV-C (100-280 nm), UV-B (280-315 nm), UV-A (315-400 nm) [13-15]. Naley doda, e im krótsza długo fali promieniowania ultrafioletowego tym bardziej szkodliwe staje si ono dla organizmów ywych. W całkowitym widmie promieniowania słonecznego, jakie dociera do atmosfery ziemskiej, UV stanowi jedynie 9% całkowitego promieniowania [16]. Ze wzgldu na absorpcj wysokoenergetycznego UV przez tlen oraz ozon zawarte w atmosferze [10], do powierzchni ziemi dociera jedynie 5% pierwotnego promieniowania ultrafioletowego [15]. W promieniowaniu nadfioletowym docierajcym do powierzchni ziemi mona wyróni jedynie UV-A oraz UV-B, charakteryzujce si długociami fal z zakresu 310-400 nm [10]. Z tego wynika, e tylko cz UV-B oraz całe promieniowanie UV-A przechodzi przez atmosfer. Faktyczna ilo promieniowania nadfioletowego docierajca do powierzchni ziemi zaley od szeregu innych czynników, wród których mona wyróni wysoko nad poziomem morza, szeroko geograficzn, por dnia, por roku, które maj zwizek z intensywnoci promieniowania, a take zachmurzenie oraz zanieczyszczenia powietrza, które maj zdolno pochłaniania ultrafioletu [9, 15]. Powysze czynniki maj równie wpływ na procentow zawarto poszczególnych rodzajów promieniowania UV docierajcego do ziemi. Dla przykładu mona poda, e dla letniego, słonecznego dnia na szerokoci geograficznej 40 N zawarto ta wynosi 97% UV-A i 3% UV-B [11], z kolei na szerokoci 52 N dla tych samych warunków odpowiednio 96.5% oraz 3.5% [3]. Zaleno iloci promieniowania ultrafioletowego sigajcego powierzchni ziemi od szerokoci geograficznej oraz wysokoci nad poziomem morza znajduje take odzwierciedlenie w dawkach absorbowanych przez skór człowieka. W tabeli 1 przedstawione zostały dawki roczne otrzymane na skór przez osoby przebywajce wikszo dnia na zewntrz budynków, zamieszkujce róne obszary kuli ziemskiej. To włanie promieniowania UV-A oraz UV-B maj wpływ na wystpowanie skutków biologicznych w organizamch ywych, jednak sposób w jaki oba rodzaje promieniowania oddziałuj z materi organiczn jest odmienny, poniewa UV-A oddziałuje porednio na nici DNA, przez produkcj wolnych rodników i form reaktywnych, natomiast UV-B moe bezporednio prowadzi do zniszczenia nici w zakresie długoci fal 300-310 nm [16]. Równie oddziaływanie na poziomie komórkowym prowadzi do powstania odmiennych mechanizmów naprawczych w komórkach [15]. 29

Kordian Chamerski Tabela 1. Dawka roczna promieniowania UV przypadajca na skór, dla osób przebywajcych wikszo dnia na zewntrz budynków. Wartoci przyblione [9]. Pastwo Miasto Szeroko geogr. Wysoko n.p.m. [km] Dawka roczna [J/m 2 ] USA Tallahassee 30.4 N < 0.1 60500 El Paso 31.8 N 1.194 75500 Mauna Loa 19.5 N 3.38 140000 Polska Belsk Duy 51.8 N < 0.1 30400 Szwajcaria Davos 46.8 N 1.58 48700 Australia Melbourne 37.8 S 0.114 87300 Darwin 12.4 S 0 167500 Przy ustalaniu dawki pochłonitej przez skór naley wzi pod uwag fakt, e dawki te bd si róniły dla osób przebywajcych wikszo dnia na zewntrz budynku oraz dla osób przebywajcych wikszo dnia wewntrz budynków. Szacuje si, e dla pierwszej grupy osób dawka skórna wynosi 10% całkowitej dawki absorbowanej na powierzchni ziemi, natomiast dla drugiej grupy jedynie 3% [9]. Jeeli chodzi o dawk absorbowan przez oko, to sprawa dodatkowo si komplikuje. Oko ze wzgldu na swoje anatomiczne predyspozycje oraz umiejscowienie absorbuje mniej promieniowania ultrafioletowego ni skóra. Ze wzgldu na moliwo zmniejszenia powierzchni ekspozycji przez mruenie oka, całkowita dawka padajca na rogówk moe zosta zredukowana nawet do 5%. Ze wzgldu na złoono budowy gałki ocznej pasmo absorpcji UV przez soczewk przypada na zakres 300-360 nm [3], co zostało przedstawione na rys. 1. Jak dowodz tego badania, tworzenie si zamy jest moliwe dla długoci fali powyej 310 nm [12]. Z powyszego opisu wida jak bardzo istotnym czynnikiem szkodliwym wobec soczewki gałkowej moe by promieniowania ultrafioletowe. Wana z tego powodu staje si ochrona przed nadmiern ekspozycj narzdu wzroku przed tym czynnikiem, który moe prowadzi do zaburzenia poprawnego widzenia. Warto take zauway, e UV moe mie niekorzystny wpływ na struktur sztucznych soczewek wewntrzgałkowych i naley zwróci uwag na moliwo wystpowania zjawiska fotodegradacji materiału, z którego wykonane s implanty. 30

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych Rys. 1. Schemat przedstawiajcy absorpcj promieniowania UV przez poszczególne struktury oka [3]. Geometria soczewek wewntrzgałkowych Soczewki wewntrzgałkowe to implanty, przed którymi stawiane s bardzo wysokie wymagania pod wzgldem biokompatybilnoci, łatwoci w implantacji oraz, co najwaniejsze, zapewnienia odpowiednich własnoci optycznych. Biokompatybilno ma zwizek z czasem eksploatacji soczewki, łatwo implantacji jest zalena od własnoci mechanicznych materiału, natomiast jego własnoci optyczne, które maj za zadanie przywróci proces dobrego widzenia, s połczone zarówno z geometri układu optycznego jak i rodzajem materiału. Obecnie w sprzeday mona znale wiele rodzajów soczewek wewntrzgałkowych, charakteryzujcych si rónymi wła- ciwociami fizycznymi i materiałowymi, które w praktyce maj podwyszy zarówno biokompatybilno implantów jak i komfort pacjenta przez skorygowanie aberracji układu optycznego oka. W tabeli 2 zestawiono kilka modeli soczewek dostarczanych przez trzech rónych producentów wraz z ich podstawowymi własnociami fizycznymi podanymi przez producentów. W zestawieniu porównano soczewki wewntrzgałkowe firm Oculentis, Alcon oraz Human Optics. Wymiary soczewek s zblione do siebie i zawieraj si w zakresach 6-7 mm rednicy czci optycznej i 11-14 mm całkowitej rednicy wraz z haptykami. Wymiary czci optycznej s wic podobne do wymiarów soczewki naturalnej, która wynosi w przyblieniu 5 mm [17]. Soczewka ludzka posiada kształt dwuwypukłego krka i takie te w wikszoci s soczewki sztuczne. Dodatkowo 31

Kordian Chamerski w ofertach pojawiaj si take modele o kształcie płasko-wklsłym i wypukłowklsłym. Najwaniejszym parametrem soczewek wewntrzgałkowych jest ich zdolno skupiajca, która charakteryzuje powierzchni załamujc promienie na t powierzchni padajce. Parametr ten jest odwrotnie proporcjonalny do promienia krzywizny powierzchni optycznej oraz zaley od współczynników załamania dwóch ssiadujcych orodków. Przyjmujc soczewk wewntrzgałkow za soczewk grub, zaleno opisujc zdolno łamic mona wyliczy w sposób przedstawiony w poniszym wzorze: (1) gdzie d oznacza grubo soczewki, n współczynnik załamania materiału soczewki, natomiast i oznaczaj zdolnoci skupiajce obydwu powierzchni soczewki. Powysza formuła jest tzw. zdolnoci właciw układu optycznego. Do obliczania mocy soczewki wewntrzgałkowej stosuje si w praktyce formuł SRK (formuła Sandersa, Retzlaffa, Krafta), bdc metod regresji. Formuł tego typu mona zapisa nastpujco [7]: 32 Ž G [{ y (2) gdzie stała jest współczynnikiem zalenym od ułoenia soczewki w oku i jej konstrukcji (podawana jest przez producenta), [ oznacza moc optyczn rogówki pochodzc z badania keratometrii, a jest długoci osiow gałki ocznej w mm. Wyej wymieniona formuła jest stosowana dla normalnych wymiarów oka. Dla bardziej odbiegajcych od normy rozmiarów gałki ocznej stosuje si formuł SRKII, która uwzgldnia zmian w zdefiniowaniu współczynnika. Formuła SRKII jest dana wzorem [7]: gdzie: q*******,m *** w{g G* {*******,M ***{G G**T w{c G* C*******,M ***{C G*T w{{ G* ***************,M ***{{ G*T w{p y* G y****,m *** {p y** Ž G [{ y (3) Z zestawionych soczewek wewntrzgałkowych wida, e produkowane s zarówno soczewki skupiajce o dodatniej mocy optycznej, jak i rozpraszajce o mocy ujemnej. Zdolno skupiajca soczewek wewntrzgałkowych zawiera si w przedziale od -10.0 D do 36.0 D. Wyjtek stanowi tutaj soczewki produkowane przez

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych Human Optics, model Aspira aa, które s wytwarzane ze zdolnoci skupiajc sigajc nawet 50.0 D. Kady układ optyczny moe posiada wady polegajce na deformowaniu obrazu zwane aberracjami. Równie w ludzkim oku dochodzi do tego typu niekorzytnych efektów, wród których szczególne znaczenie maj aberracja sferyczna i astygmatyzm. Aberracje sferyczne polegaj na wikszym załamaniu przez układ optyczny promieni bardziej oddalonych od osi optycznej układu. Skutkiem tej aberracji jest spadek ostroci widzenia. Korekta tej wady za pomoc soczewek sferycznych jest moliwa i uzyskuje si lepsze efekty przy zastosowaniu soczewki o dobrze dopasowanym współczynniku kształtu, który mona otrzyma z nastpujcej zalenoci: 8! (4) gdzie s jest promieniem krzywizny przedniej powierzchni soczewki, z kolei s jest promieniem krzywizny tylnej powierzchni soczewki. Okazuje si, e parametr G y dla dwuwypukłych soczewek sferycznych z mniejszym promieniem krzywizny tylnej powierzchni daje najmniejsze aberracje sferyczne [7]. Poniewa aberracje sferyczne oka dotycz głównie rogówki, zatem minimalizowanie ich przez soczewki sferyczne nie jest moliwe. Soczewki sferyczne mona jedynie skonstruowa w taki sposób by same nie dawały za duego wkładu do aberracji całkowitej. Innym rozwizaniem, stosowanym w celu wyeliminowania aberracji sferycznej rogówki, s soczewki asferyczne. Przez odpowiedni modyfikacj powierzchni załamujcej, otrzymuje si soczewki, które mog zredukowa w znacznym stopniu aberracje sferyczne tego typu [7]. Astygmatyzm oka jest z kolei eliminowany przez zastosowanie soczewek torycznych. Aberracja tego typu polega na rónym ogniskowaniu promieni przechodzcych w dwóch prostopadłych do siebie płaszczyznach, co w efekcie daje brak ostroci obrazu w niektórych obszarach pola widzenia. Przyczyn tej wady jest niesymetryczna budowa rogówki. Jak si okazuje, kady z zestawionych producentów posiada w swojej ofercie soczewki zarówno asferyczne jak i toryczne. Jeszcze jedn własnoci soczewek wewntrzgałkowych jest zdolno ogniskowania wiatła w kilku punktach. Soczewki takie odznaczaj si posiadaniem kilku mocy skupiajcych naraz co umoliwia ostre widzenie przedmiotów bliszych jak i oddalonych. Jest to due udogodnienie dla pacjentów, poniewa nie musz oni korygowa dalszych wad bliskiego widzenia z zastosowaniem soczewek jednoogniskowych przy pomocy okularów. Soczewki wieloogniskowe obecnie s wytwarzane ze struktur dyfrakcyjn, która wykorzystuje nie geometryczne własnoci powierzchni w celu uzyskania kilku ognisk lecz falow natur wiatła [7]. Kady z wymienionych wczeniej producentów oferuje soczewki wieloogniskowe z czego Alcon oraz Human Optics wytwarzaj soczewki dyfrakcyjne. 33

Kordian Chamerski Tabela 2. Zestawienie podstawowych własnoci fizycznych soczewek wewntrzgałkowych rónych producentów. * zakres mocy optycznej z krokiem 1.0 D ** zakres mocy optycznej z krokiem 0.5 D *** zakres mocy optycznej z krokiem 0.01 D Producent Model Moc optyczna Oculentis Alcon L-402 LS-313 MF 30 LU-313 MF30T LU-313 MF30TY r. optyki [mm] r. całkow. [mm] stała A rodzaj układu optycznego -10.0-35.0 D * 15.0-27.0 D ** 6 13 118.0 dwuwypukła -10.0 - -1.0 D * 0.0-36.0 D ** 6 11 118.0 sferyczna: 0.0-36.0 D *** cylindryczna: 6 11 118.0 0.25-12.0 D *** sferyczna: 0.0-36.0 D *** cylindryczna: 6 11 118.0 0.25-12.0 D *** MZ60BD 4.0-34.0 D 6 12.5 b.d. SA60AT 6.0-40.0 D 6 13 b.d. ujemne soczewki: płasko-wklsłe; dodatnie: dwuwypukłe; asferyczna pow. tylna wieloogniskowa dwuwypukła, asferyczna i toryczna pow. tylna, wieloogniskowa dwuwypukła, asferyczna i toryczna pow. tylna, wieloogniskowa dwuwypukła, wypukło-płaska, płasko-wklsła dwuwypukła, asymetryczna SN60AT 6.0-40.0 D 6 13 b.d. j.w. MN6AD1 b.d. 6 13 b.d SN6AT3 sferyczna: b.d. cylindryczna: 1.50; 2.25; 3.0 D 6 13 b.d. dyfrakcyjna, asferyczna, wieloogniskowa dwuwypukła, asferyczna, toryczna 34

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych Human Optics Aspira - aa Aspira - aay wklsłowypukła -10.0-9.0 D * dwuwypukła: 10.0-30.0 D ** 31.0-50.0 D * 6 12.5 118.4 dwuwypukła, wklsłowypukła, asferyczna j.w. 6 12.5 118.4 j.w. Diffractiva - aay 10.0-30.0 D** 6 12.5 118.4 Secura - spby Torica - sy -6.0-6.0 D ** 7 14 b.d. sferyczna: 15.0-25.0 D ** -30.0-14.0 D * 26.0-34.0 D * cylindryczna: 1.0-3.0 D ** 4.0-30.0 D * 6 11.6 118.6 dwuwypukła, asferyczna tylna powierzchnia, wieloogniskowa wypukłowklsła sferycznotoryczna Struktura wewntrzna soczewek wewntrzgałkowych Struktura wewntrzna materiału, z którego zbudowana jest soczewka odgrywa wan rol w chirurgii okulistycznej. Pierwszymi historycznie materiałami, z jakich korzystano, były materiały na bazie polimetakrylanu metylu (PMMA). Materiał ten odznacza si du biozgodnoci z tkankami wewntrznymi oka, dziki czemu nie daje zbyt duych reakcji zapalnych. Charakteryzuje si te du sztywnoci, co nie jest w pełni korzystne z punktu widzenia wszczepiania soczewki wykonanej z PMMA do oka. Soczewki takiej nie da si zwin, co wymusza wiksz ingerencj skalpela w tkanki zewntrzne narzdu wzroku. Obecnie stosowanymi w produkcji soczewek wewntrzgałkowych s materiały mikkie, które mona zwin na czas implantacji, przy czym nie trac one swoich walorów optycznych i ulegaj powrotowi do swoich roboczych rozmiarów wewntrz oka. Materiały te s zarówno hydrofilne jak i hydrofobowe i bazuj na akrylanach, hydroelach oraz elastomerach silikonowych. W tabeli 3 zebrane zostały własnoci materiałowe porównanych wczeniej soczewek firm Oculentis, Alcon oraz Human Optics. W pierwszej kolejnoci mona zauway, e produkowane s soczewki w formie jednoczciowej oraz trzyczciowej. Jako pierwsze wytwarzano soczewki trzycz- ciowe, jednak w celu ułatwienia zabiegu implantacji i zmniejszenia ran powstałych w trakcie zabiegu postanowiono wprowadzi na rynek soczewki jednoczciowe [18]. Okazało si równie, e rozwizanie jednoczciowe zapobiega skrceniom 35

Kordian Chamerski układu optycznego [19]. Soczewki jednoczciowe maj jednak jedn wad w przeciwiestwie do soczewek trzyczciowych, mianowicie w układach tych wystpuje wiksze zmtnienie tylnej powierzchni soczewki, co jest istotnym parametrem oceny biokompatybilnoci implantu [18]. Na rys. 2 przedstawiono fotografie kilku soczewek, produkowanych przez Alcon oraz Oculentis, na których wida róne rodzaje haptyk. Z zaprezentowanych na zdjciach soczewek jedynie Alcon MN6AD1 jest soczewk trzyczciow. Rys. 2. Fotografie przedstawiajce soczewki wewntrzgałkowe. 1 Alcon MZ60BD, 2 Oculentis LS-313 MF30, 3 Alcon AcrySof SA60AT, 4 Alcon AcrySof SN60AT, 5 Alcon AcrySof MN6AD1. Tabela 3. Zestawienie własnoci materiału soczewek wewntrzgałkowych rónych producentów. 36 Producent Model Materiał Oculentis L-402 LS-313 MF 30 LU-313 MF30T LU-313 MF30TY cz optyczna: hydrofilny kopolimer akrylowy z powierzchni hydrofobow haptyki: Polieterosulfon (PES) soczewka jednoczciowa: hydrofilny kopolimer akrylowy z powierzchni hydrofobow soczewka jednoczciowa: hydrofilny kopolimer akrylowy z powierzchni hydrofobow soczewka jednoczciowa: hydrofilny kopolimer akrylowy z powierzchni hydrofobow Wsp. załamania wiatła Filtr UV Filtr wiatła niebieskiego 1.46 jest brak 1.46 jest brak 1.46 jest brak 1.46 jest jest

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych Alcon Human Optics MZ60BD soczewka jednoczciowa: Polimetakrylan metylu 1.49 jest brak (PMMA) SA60AT soczewka jednoczciowa: akrylan fenyloetylowy metakrylan fenyloetylowy 1.55 jest brak usieciowany diakrylanem butanodiolu SN60AT j.w. 1.55 jest jest MN6AD1 cz optyczna: j.w. cz haptyczna: PMMA 1.55 jest jest SN6AT3 soczewka jednoczciowa: akrylan fenyloetylowy metakrylan fenyloetylowy usieciowany diakrylanem butanodiolu 1.55 jest jest Aspira - soczewka jednoczciowa: aa akryl hydrofilny b.d. jest brak Aspira - j.w. b.d. jest jest aay Diffractiva - aay Secura - spby Torica - sy j.w. b.d. jest jest cz optyczna: elastomer sylikonowy cz haptyczna: PMMA b.d. jest jest j.w. b.d. jest jest Z przedstawionych w tabeli 3 soczewek wida, e kady z producentów stosuje róne rozwizania materiałowe. Alcon wprowadził na rynek hydrofobowy materiał AcySof, na bazie mikkiego akrylu, który umoliwia bardzo dobre przyleganie do torebki soczewki, co prowadzi do zmniejszenia proliferacji komórek na tylnej powierzchni soczewki. Fakt wyboru materiału mikkiego ułatwia zabieg implantacji, dziki zwijalnoci materiału i powolnemu powrotowi do pierwotnego kształtu, co umoliwia dłusze korygowanie błdów w ułoeniu soczewki w oku. Oculentis stosuje z kolei materiał hydrofilny z powierzchni modyfikowan materiałem hydrofobowym, co ma równie za zadanie podwyszy biokompatybilno torebkow. Nale- y doda, e materiały hydrofilne zwikszaj biokompatybilno naczyniówkow, poniewa s lepiej tolerowane przez organizm, jako materiały biozgnodne, nie wywołujce stanów zapalnych [20]. Właciwoci hydrofilne s nadane tym materiałom przez wystpowanie w ich strukturze grup hydroksylowych, które zastpuj grupy metylowe, co zostało przedstawione na rys. 3. 37

Kordian Chamerski Z kolei Human Optics dostarcza soczewek hydrofilnych na bazie akrylanów oraz soczewek hydrofobowych na bazie elastomerów sylikonowych. Mona wic wywnioskowa z tego, e producent realizuje wymóg biokompatybilnoci niejako w dwóch rónych podejciach. Naley nadmieni, e wad stosowania materiałów silikonowych jest zbyt szybkie powracanie zwinitej soczewki do pierwotnego kształtu, co moe spowodowa uszkodzenie haptyk oraz skraca czas manipulacji soczewki w oku [6]. 38 Rys. 3. Porównanie materiału hydrofilnego z materiałem hydrofobowym [20]. Kady z zestawionych producentów stosuje w swoich soczewkach chromofory wiatła UV, które odcinaj długoci fali dochodzce do około 400 nm. Ze wzgldu na szkodliwo tego czynnika na siatkówk, naley poddawa materiał soczewki badaniom w kierunku fotostabilnoci. Wytyczne dotyczce takich bada s opisane w standardzie ISO-11979-5. W niektórych modelach soczewek zastosowane s dodatkowo chromofory wiatła niebieskiego, co sprawia, e soczewka przybiera barw ółt. Absorbenty takie pochłaniaj cz promieniowania do około 475 nm. Zasadno stosowania chromoforów wiatła niebieskiego jest podyktowana przypuszczeniem negatywnego wpływu wiatła niebieskiego na plamk ółt. Jest to jednak sporny problem, poniewa absorbenty tego typu mog pogarsza widzenie barw, a take widzenie w nocy. Podsumowanie Soczewki wewntrzgałkowe s implantami umoliwiajcymi przywrócenie wzroku przy braku soczewki naturalnej. Rónorodno rozwiza zastosowanych w tego typu biomateriałach umoliwia zwikszenie komfortu widzenia przy rónych naturalnych predyspozycjach pacjenta. Dziki szerokiemu wyborowi mocy optycznej

Soczewki wewntrzgałkowe - przegld parametrów fizycznych oraz zastosowaniu materiałów korygujcych aberracje optyczne, nie jest potrzebne dalsze minimalizowanie wad widzenia przez okulary. Zastosowane materiały równie staj si bardziej uyteczne i wygodne z punktu widzenia chirurgicznego. Przez zastosowanie materiałów hydrofobowych połczonych z ostr krawdzi soczewki zwikszona zostaje biokompatybilno torebkowa. Równie biokompatybilno naczyniówkowa moe ulega poprawie dziki wytwarzaniu materiałów łczcych w sobie cechy hydrofilne z hydrofobowymi. Dobre przyleganie materiałów hydrofobowych do torebki oraz przepuszczalno metabolitów organizmu ywego przez materiały hydrofilne implikuje moliwo przebadania powierzchni tych materiałów w celu wykrycia rónic w ich budowie. Ochrona siatkówki przed działaniem szkodliwego promieniowania UV i wiatła niebieskiego równie jest realizowana przez zastosowanie chromoforów pochłaniajcych wiatło a do długoci fali 475 nm. W tym przypadku istotne staj si badania fotostabilnoci materiału poddanego działaniu tych czynników. Dalsze badania w tym zakresie mogłyby umoliwi znalezienie zalenoci pomidzy zmianami struktury oraz własnociami optycznymi materiału poddanego działaniu czynników zewntrznych. Literatura [1] B. Kdzia, Biofizyka zmysłu wzroku, Biofizyka, red. F. Jaroszyk, PZWL, Warszawa 2001. [2] L. Dzwonkowski, A. Michajlik, W. Ramotowski, W. Sylwanowicz, Anatomia i Fizjologia Człowieka, PZWL, Warszawa 1965. [3] P. Vecchia, M. Hietanen, B.E. Stuck, E. van Deventer, S. Niu, Protecting Workers From Ultraviolet Radiation, International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, Meckenheim 2007. [4] Contamac's Yellow Hydrophilic Acrylic IOL Material [on-line], Dostpny w internecie: http://www.contamac.com/files/article%20for%20yellow%20iol%20materials.pdf. [5] S. McIntyre, L. Werner, N. Mamalis, Hydrophobic Acrylic IOLs: a Primer, Cataract and Refractive Surgery Today Europe, march 2011, 39-44. [6] K. Słotwiski, M. Misiuk-Hojło, M. Szaliski, Wpływ Materiału na Biokompatybilno Soczewek Wewntrzgałkowych, Pol. Med. 1 (2007). [7] J. Schwiegerling, Intraocular Lenses, Handbook of Optics, red. M. Bass, The McGraw-Hill 2010. [8] J. Sabirin, B.J. Sin, Intraocular Lens Implantation (IOL) Hydrophilic Acrylic versus Hydrophobic Acrylic, Health Technology Assessment Report, Ministry of Health Malaysia 2009. [9] D.E. Godar, UV Doses Worldwide, Photochem Photobiol 81 (2005) 736-749. [10] F.R. de Gruijl, J.C. van der Leun, Environment and Health: 3. Ozone depletion and ultraviolet radiation, CMAJ 163 (2000) 851-855. [11] S. Zigman, Environmental Near-UV Radiation and Cataracts, Optometry and Vision Science 72 (12), (1995) 899-901. [12] D.G. Pitts, A.P. Cullen, P.D. Hacker, Ocular effects of ultraviolet radiation from 295 to 365 nm, Invest Ophtalmol Vis Sci 16 (10), (1977) 932-939. [13] International standard ISO 21348: Space environment (natural and artificial) Process for determining solar irradiances (2007) [dostp 2009-10-23], s 5-6. [14] R. Lucas, T Mc Michael, W. Smith, B. Armstrong, Solar Ultraviolet Radiation. Global burden of disease from solar ultraviolet radiation, Environmental Burden of Disease Series 13, WHO, Geneva 2006. 39

Kordian Chamerski [15] International Agency for Research on Cancer Working Group, Exposure to Artificial UV Radiation and Skin Cancer, WHO, Lyon 2005. [16] J.C. Merriam, The Concentration of Light in the Human Lens, Tr. Am. Ophth. Soc. 94 (1996) 803-918. [17] W. Sawicki, Histologia, PZWL, Warszawa 2009, s. 407-408. [18] D.F. Chang, Single versus three piece acrylic IOLs, Br J Ophthalmol. 88(6), (2004) 727-728. [19] L.G. Vargas, Q. Peng, D.J. Apple, M. Escobar-Gomez, S.K. Pandey, S.N. Arthur, D.S. Hoddinott, J.M. Schmidbauer, J Cataract Refract Surg. 28(7), (2002) 1241-1250. [20] W.J. O'Brien, J. Hermann, T.H. Shepherd, Mechanical Properties of Hydrophilic Acrylic Polymer, J. Biomed. Mater. Res. 6 (1972) 15-24. 40