Из чего и как делают контактные линзы?

Контактные линзы стали надежным помощником в вопросах коррекции зрения у пациентов с нарушениями рефракции. Функциональные и незаметные они позволяют многим людям вести социально-активный образ жизни, заниматься спортом и работать, не привлекая внимания окружающих к своей проблеме.

Виды контактных линз: история возникновения

В зависимости от материалов изготовления оптические средства подразделяются на две группы – мягкие и жесткие.

Впервые склеральные жесткие контактные линзы были описаны в 1888 году офтальмологом из Швейцарии. По некоторым данным наброски схожих оптических средств были нарисованы еще ранее Леонардо да Винчи.

В то время единственным материалом изготовления служило стекло. Подбор осуществлялся двумя способами – примеркой или индивидуальным слепком. Из-за тяжести материала и риска осложнений в процессе снятия слепков такие изделия не получили широкого распространения.

В 1939 году склеральные линзы начали производиться из особого полимера (ПММА). По сравнению с предшественниками они отличались большей тонкостью и легкостью. Также преимуществом нового материала стала возможность изготовления оптических средств по новой технологии. Изделия подвергались шлифовке, обрезке, воздействию низких температур и иным манипуляциям.

Первый аналог современных гидрофильных материалов был синтезирован во второй половине 50-х гг. Он получил название НЕМА. С его появлением началось производство мягких контактных линз по технологии полимеризации или центробежного формования.

Изготовление мягких контактных линз позволило решить ряд задач:

• сделать их воздухопроницаемыми;
• повысить переносимость пользователями;
• продлить период эксплуатации;
• упростить и удешевить производство.

Современные изделия, несмотря на визуальную простоту, являются технически сложными. Ключевое значение в их разработке имеет дизайн. Он предусматривает количество зон и их взаимодействие, степень асферичности задней поверхности, наличие выемки для фиксации в процессе эксплуатации, покрытие для увлажнения глаза и другие параметры.

Мягкие контактные линзы производятся из высокотехнологичных материалов – гидрогель и силикон-гидрогель. Их преимуществом служит хорошая газопроницаемость и увлажнение глаза. Адаптация проходит быстро и комфортно. Однако они предназначены для коррекции не всех проблем со зрением. При некоторых диагнозах (кератоконус, например) или в сложных клинических случаях (высокая степень миопии, гиперметропии, астигматизма) более эффективными будут жесткие контактные линзы.

Современные полимеры для изготовления жестких контактных линз отличаются достаточной степенью воздухопроницаемости и хорошо держат форму в процессе эксплуатации. Помимо этого, в состав изделий также входит силикон, что делает их более гибкими по сравнению с первым применяемыми марками полимеров.

Материалы мягких контактных линз: преимущества и недостатки

Гидрогель

Проницаемость кислорода у всех производителей гидрогелиевых оптических средств примерно одинаковая. Такие контактные линзы можно носить безопасно в течение дня.

К преимуществам относятся:

• комфортная эксплуатация в течение дня;
• низкая стоимость;
• быстрая адаптация.

К недостаткам можно отнести то, что такие изделия не предназначены для использования непрерывно или пролонгировано. При длительном нахождении в помещении с сухим воздухом возможно развитие синдрома сухого глаза и покраснение.

Силикон-гидрогель

Состоят из двух основных компонентов – гидрогеля и силикона, которые усиливают положительные эффекты друг друга.

Гидрогель выступает в таком симбиозе в качестве основы. Он обеспечивает поступление воздуха к роговице. Силикон обладает гидрофобностью. Он не впитывает влагу и способствует естественному скоплению под линзой слезной жидкости.

Комбинация материалов позволяет применять оптические средства в пролонгированном и непрерывном режимах. Некоторые модели предназначены для замены 1 раз в неделю и даже 1 раз в месяц. При этом ткани глаза не испытывают гипоксии или дефицита увлажненности.

К достоинствам силикон-гидрогелиевых моделей относится высокий уровень воздухопроницаемости – около 170 Dk/t;

Недостатками служат возможная индивидуальная непереносимость материалов, более продолжительная адаптация, большая стоимость, есть риск дегидратации (при ношении моделей с большим содержанием силикона).

Методы изготовления контактных линз

В зависимости от технологии производства существуют следующие способы изготовления контактных линз рассматриваемого типа: точение, полимеризация, формирование. Также может использоваться комбинирование разных методов.

Точение

Это исторически первый метод изготовления контактных линз, однако, сохранивший свою актуальность и по сей день. Применяется при производстве жестких контактных линз, а также при необходимости создать мягкие по индивидуальным параметрам.

Высокоточное оборудование, оснащенное современным ПО, позволяет проводить работы с точностью до 10 нм. При желании изготовленная линза может иметь любую геометрию согласно индивидуальному дизайну.

Этапы производства состоят из следующих действий:

• Подготовка заготовки и выбор программы.
• Обработка изделия изнутри и края.
• Промежуточный контроль.
• Обработка изделия снаружи, нанесение маркировки (при необходимости).
• Полировка, в т.ч., краев.
• Контроль основных параметров - оптической силы, кривизны и т.д.

Дальнейшие манипуляции зависят от типа изделия. Так, для жестких оптических средств контроль является завершающим этапом. Далее следует упаковка в контейнеры и транспортировка заказчику.

Мягкие оптические средства после прохождения контроля проходят процесс гидратации. С этой целью применяются особые растворы, состав которых подбирается в зависимости от применяемого материала. Продолжительность этого этапа занимает до 24 ч. По завершению изделия проходят оценку оптических и геометрических параметров. Далее контактные линзы стерилизуются, упаковываются, маркируются и отправляются покупателю.

Полимеризация

Метод применяется для изготовления мягких моделей с серийными параметрами. С его помощью выпускаются одноразовые и линзы плановой замены. Принцип основан на формировании изделия внутри специальной формы с заданными параметрами, которые передаются в последующем линзе. Режим ношения, как правило, одноразовый.

Схематически процесс производства методом формирования выглядит так:

• Помещение материала в специальную форму с матрицей с одной стороны (молдом) и пуансоном с другой.
• Воздействие на заготовку УФ-облучения или тепла.
• Разбор формы по завершению процесса полимеризации.
• Извлечение изделия, его просушивание с последующей гидратизацией.
• Контроль параметров.

Готовые и прошедшие контроль изделия упаковываются в блистеры, содержащие специальный буферный раствор. Затем они проходят стерилизацию, маркируются и отправляются покупателю.

Современное оборудование позволяет изготавливать любые типы линз – сферические, торические или мультифокальные с заданными параметрами. Точность готового оптического средства зависит от качества обработки матрицы и пуансона.

Центробежное формование

С помощью методики создаются мягкие контактные линзы ежедневной замены (одноразовые). В данном случае также применяется одноразовая пластиковая форма.

С одной стороны, на форму нанесена матрица. Она предназначена для формирования передней поверхности изделия. Внутренняя поверхность формируется самостоятельно под воздействием центробежной силы, возникающей в процессе вращения установки.

Как и в предыдущем случае, полимеризация наступает вследствие воздействия на заготовку ультрафиолета. По окончанию формования и застывания наступает процесс гидратизации. Гидратизация может проводиться как в матрице, так и после извлечения изделия и размещения его в буферный раствор.

После прохождения контроля параметров и оценки качества полученного изделия оно упаковывается и отправляется покупателю.

Комбинированный метод

Используется в ситуациях, когда требуется изготовить линзы сложного дизайна. В этом случае одна из поверхностей может делаться по технологии точения, а вторая – формования.