Важным свойством полимерных материалов для контактных линз является смачиваемость. Этот термин применяется для описания требуемых энергетических характеристик поверхности полимера относительно его взаимодействия, например, с водой или слезной жидкостью. Смачиваемость во многом определяется поверхностным натяжением веществ, т.е. потенциальной энергией на единицу поверхности, иначе говоря, силой притяжения между молекулами вещества, что в свою очередь зависит от структуры поверхности материала. Смачиваемость оценивается по специальной методике в градусах. При полной смачиваемости жидкость полностью растекается по твердому веществу, и угол смачиваемости равен 0°; при частичной смачиваемости (угол равен 70") на твердом веществе жидкость образует полусферу (например, вода на полиметил-метакрилате); при отсутствии смачиваемости (угол равен 150°) — жидкость образует «шарик» на поверхности твердого тела (например, вода на гидрофобном силиконе).
Одной из главных отличительных особенностей материалов для контактных линз является их кислородная характеристика, которая, в свою очередь, определяется различными параметрами. К основным из них относятся:
- кислородная проницаемость;
- кислородная пропускаемость;
- коэффициент растворимости кислорода в полимере.
Кислородная проницаемость Dk, т.е. способность материала пропускать через себя кислород. Этот коэффициент характеризует полимер. Dk полимера прямо пропорционален содержанию воды и не зависит от толщины материала.
Кислородная пропускаемость (проводимость) равна кислородной проницаемости, деленной на толщину линзы в центре (в мм). Этот коэффициент характеризует конкретную линзу из полимера и зависит от ее толщины в центре (t) (обычно для линз -3,0 D). Например, минусовые МКЛ имеют меньшую толщину в центре, следовательно, пропускают больше кислорода и, соответственно, Dk/t будет большим. Сильные плюсовые МКЛ для коррекции афакии, имеют большую толщину в центре и их Dk/t, будет ниже. Вообще между Dk/t и толщиной МКЛ имеется почти прямая зависимость: при уменьшении толщины линзы на 50 % Dk/t увеличивается почти вдвое. Зависит Dk, как указывалось выше, и от содержания воды (так, снижение содержания воды на 20 % приводит к снижению Dk примерно вдвое). МКЛ с 38 % воды имеют Dk равный 9×10", для МКЛ 55 %содержания воды- 18×10"", а для МКЛ с 75 % содержанием воды — 36×10".
Коэффициент растворимости кислорода в полимере. На диффузию кислорода влияют морфологические и структурные характеристики полимера. Любое изменение макромолекул представляет собой дополнительный барьер для диффузии и приводит к уменьшению коэффициента диффузии кислорода. Это увеличение степени кристалличности и степени сшивки полимера, уменьшение степени набухания при равновесии и размеров меж узловых фрагментов в сшитых полимерных системах и т.д. Поток кислорода характеризует его количество, протекающее через единицу вещества.
Коэффициент, характеризующий растворимость газа в полимерной пленке, можно увеличить, меняя химическую структуру полимера или повышая гидрофильность материала.
Как указывалось выше, с точки зрения физических свойств и физиологии мягкие контактные линзы можно классифицировать на линзы с низкой гидратационной способностью (содержание воды 38-45%) и высокогидратируемые линзы (50-85%).
Группа 1. Неионные низко гидрофильные МКЛ (до 50% воды)
Мягкие линзы изготавливают из полимеров на основе НЕМА. Благодаря неионной структуре они меньше предрасположены к отложениям. Наибольшее применение получил полимакон, 38 % влагосодержания {где НЕМА сшит с помощью EGDMA), который используют фирмы «Bausch & Lomb» (линзы Optima 38, Optima FW), «Ocular Sciences Inc.» (линзы Edge III), «Wesley Jessen» (линзы Elegance opaque). Фирма «Cooper Vision Inc.» использует материал тетрафилкон А, 43 % влагосодержания (сополимер НЕМА, NVP и ММ А), для линз Cooper Clear; а фирма «США Vision».
Группа 2. Неионные высокогидрофильные МКЛ (более 50% воды)
Материалы для этих МКЛ электрически нейтральны и, следовательно, более стойки к отложениям. Полимеры этой группы представляют собой сополимер NVP и ММА, которые обеспечивают высокое влагосодержание и часто используются для МКЛ плановой замены. Примером является альфафилкон А (66 % влагосодержания), нелфилкон (69 % влагосодержания), сурфилкон А (74 % влагосодержания). Указанные полимеры применя?ют фирмы «Bausch & Lomb» (линзы SofLens 66), «США Vision» (линзы Focus Dailies), «Wesley Jessen» (линзы Precision UV) и др.
Группа 3. Ионные низкогидрофильные МКЛ (до 50% воды)
Линзы этой группы изготавливают из материалов на основе НЕМА с добавлением МА. Примером такого полимера является фемфилкон, 38 % влагосодержания. Указанный материал использует, например, фирма «Wesley Jessen» (линзы DuraSoft 2). Однако из-за сильной способности к отложениям линзы этой группы не получили широкого применения.
Группа 4. Ионные высокогидрофильные МКЛ (более 50% воды).
Полимеры этой группы химически весьма активны, легко вступают в реакцию с различными растворами, в результате чего они могут пожелтеть, испортиться при термической обработке, обесцветиться при контакте с химическими агентами в растворах, на них быстрее образуются липидные и белковые отложения. Примерами таких полимеров является этафилкон, 55 % влагосодержания (фирма «США Vision», линзы серии Focus), фемфилкон А, 55 % влагосодержания (фирма «Wesley Jessen», линзы Fresh Look Colors), окуфилкон.
