Свойства материалов контактных линз - Кислородные характеристики

Кислородные характеристики материала для изготовления контактных линз очень важны с медицинской точки зрения. Эти характеристики определяют то, насколько комфортно будет пациенту в контактных линзах и не будут ли развиваться осложнения, поскольку при недостаточном поступлении кислорода к роговице глаза, возникает гипоксия роговицы, снижается барьерная функция эпителия. К основным кислородным характеристикам материала относят кислородную проницаемость и показатель пропускания кислорода.

Кислородная проницаемость (Dk) показывает способность материала пропускать кислород. Характеризуется произведением диффузии кислорода (D) на его растворимость (k) в данном материале: Dk = D * k. Расчет кислородной проницаемости выполняют по методу Фатта (при помощи полярографии) и измеряют в единицах Фатт или Баррер. Обычно кислородная проницаемость имеет значение степени 10-11,  но, как правило, в справочниках степень опускают и показывают только числовое значение. По стандарту ISO 9913-1 для определения Dk используют вольтометрический, или колориметрический, способ. Метод является более точным, но для измерения необходимо соблюдение следующих условий:
- давление – 155 мм рт. ст.
- температура – 35 0 С
- содержание кислорода в атмосферном воздухе – 21%.
Кислородная проницаемость по ISO не всегда совпадает с кислородной проницаемостью, измеренной по Фатту.
При измерении Dk обязательно учитывают краевой и пограничный эффект.

Краевой эффект (или поправка по краю) – это проникновение кислорода под контактную линзу с периферии. У мягкой контактной линзы этот показатель обычно не превышает 4%, у жесткой роговичной линзы он может составлять до 8-9%.
Пограничный эффект (или поправка по границе) – это устойчивость кислородной проницаемости на границе раздела между слезной пленкой и поверхностью материала контактных линз.

Показатель пропускания кислорода – этот показатель отражает проводимость кислорода через контактную линзу с учетом ее толщины. Показатель пропускания кислорода рассчитывают следующим образом: показатель кислородной проницаемости материала Dk делят на толщину линзы t. За толщину линзы принимают толщину в центре контактной линзы с оптической силой -3,0 Д. Показатель пропускания кислорода имеет величину со степенью 10 -9 , но, как правило, указывается величина без степени. При расчетах толщину линзы переводят из миллиметров в сантиметры. Увеличение толщины контактной линзы в 2 раза приведет к двукратному снижению пропускания кислорода.

Существуют и другие кислородные характеристики. Так, например, эквивалентный процент кислорода (ЕОР) отражает уровень кислорода на передней поверхности роговицы под контактной линзой. На уровне моря в атмосфере содержится приблизительно 20,9 % кислорода, при отсутствии контактной линзы и открытом состоянии глаза к передней поверхности роговицы поступает такое же количество, при закрытых веках поступает на 7-8% меньше.
Еще одним показателем является кислородный поток (J) – количество кислорода, которое поступает через единицу площади вещества за единицу времени. Для вычисления кислородного потока используют следующую формулу: J = A (Dk/t) (P1-P2), где А – площадь поверхности КЛ, см2; Р1 и Р2 – парциальное давление кислорода с внешней и внутренней сторон контактной линзы, мм рт. ст. Кислородный поток измеряется в млмольО2/см2/ч.



Карта кислородной проницаемости для линзы Air Optix -3,0 Д (слева) и +6,0 Д (справа)