Aby soczewki kontaktowe były jeszcze lepsze i zdrowsze
W pracowni dr inż. Sylwii Golby z Zakładu Biomateriałów Instytutu Nauk o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego prowadzone są wysoce specjalistyczne badania soczewek kontaktowych
Wprawdzie soczewki kontaktowe są już w powszechnym użyciu, ale prace nad ich udoskonalaniem zarówno pod względem materiału, z którego są wykonane, jak i ich parametrów prowadzone są w wielu ośrodkach na świecie. Soczewka kontaktowa służy do korygowania wad wzroku. Ponieważ jest umieszczona bezpośrednio na rogówce oka, narządu niezwykle czułego, wymagającego szczególnej ochrony musi być poddawana stałej kontroli i monitorowaniu reakcji gałki ocznej na obecność ciała obcego.
– Badamy materiały użytkowe – wyjaśnia dr inż. Sylwia Golba – zarówno pod względem składu jakościowego, jak i powstających wiązań chemicznych, analizujemy właściwości materiału, z którego soczewki są wykonane, śledzimy także reakcje, jakie wywołują one po wprowadzeniu do organizmu żywego, czyli na powierzchnię gałki ocznej. Na podstawie badań przy pomocy spektroskopii w podczerwieni można określić, co deponuje się na powierzchni soczewki. Metoda ta pozwala na analizę zarówno struktury cząsteczek, jak i ich oddziaływania z otoczeniem w celu uzyskania odpowiedzi na pytanie, jakie białka są zdeponowane na powierzchni oka. W pracowni, gdzie wykorzystuje się techniki elektrochemiczne, badamy ntomiast przepuszczalność jonów przez materiał soczewkowy.
Powierzchnia gałki ocznej pokryta jest filmem łzowym, czyli cienką warstwą płynu zawierającym różnego rodzaju elektrolity. Soczewka jest rodzajem membrany, która nakładana na gałkę oczną zespala się z płynem. W zdrowym oku następuje wymiana pomiędzy otoczeniem a filmem łzowym, jeżeli natomiast przykryjemy gałkę oczną membraną wykonaną na przykład z materiału HEMA (najczęściej stosowanego polimeru), to jest oczywiste, że soczewka stanowi barierę i wymiana ulega zachwianiu. Dzięki unikatowemu składowi chemicznemu filmu łzowego spojówka i rogówka są odpowiednio nawilżane, a jego prawidłowe funkcjonowanie w dużym stopniu decyduje o ostrości widzenia. Zaburzenia w składzie chemicznym mogą być powodem schorzenia, jakim jest tzw. suche oko. Materiały jonowe nie są w stanie szybko dyfundować (samorzutnie przenikać) od powierzchni oka, zwiększa się więc ich stężenie i pojawia się uciążliwe pieczenie i swędzenie gałki ocznej. Dlatego ważny jest nie tylko materiał, z którego wykonano soczewkę kontaktową, ale także płyny, w których jest ona zanurzona.
– W ostatnich czasach pojawiły się nowoczesne soczewki, które pomagają w diagnostyce medycznej – uzupełnia dr inż. Sylwia Golba. Tworzy się np. soczewki, które wspomagają oznaczenie poziomu glukozy we krwi. Stały, nieinwazyjny pomiar poziomu glukozy w organizmie ma olbrzymie znaczenie dla chorych na cukrzycę. W momencie, kiedy poziom wzrasta, soczewki zaczynają się wybarwiać, co jest znamiennym komunikatem dla osoby towarzyszącej, informującym o nadchodzącym niebezpieczeństwie.
Dalsze badania naukowców z Zakładu Biomateriałów zmierzają do poszukiwania zespołu dzielącego zainteresowania eksploracją depozytów białkowych i tworzeniem się biofilmów na powierzchniach materiałów soczewkowych. Zagadnienie to jest niezwykle ważne w procesie leczenia, nawet najlepiej umyte ręce przenoszą bowiem na soczewkę podczas jej umieszczania w oku liczne bakterie, które namnażają się i tworzą na powierzchni gałki ocznej niezwykle szkodliwy biofilm.
– Obraz zagrożeń wynikających z użytkowania soczewek kontaktowych jest rozległy, a spektrum powikłań odstrasza niejednego potencjalnego użytkownika – stwierdza badaczka.
Obiektem badań prowadzonych przez zespół pod kierownictwem dr inż. Sylwii Golby są także pomiary dotyczące zawartości i właściwości płynów, w których przechowywane są soczewki. Naukowcy symulują środowisko fizjologiczne, podnoszą poziom pH, zmniejszają bądź zwiększają temperaturę. Efekty analiz pozwalają przewidzieć m.in. zachowanie się soczewki w różnych porach roku, w zależności od stopnia nasłonecznienia. Bywa bowiem, że różnica między temperaturą ciała (37 st. C) a otoczeniem (np. –15 st. C) może osiągać wartość 50 stopni. Podobnie badane są reakcje w stanach podwyższonej temperatury organizmu. Materiał, z jakiego zostały zbudowane soczewki, reaguje na te wszystkie zmiany, przechodzi on jednak tzw. temperaturę zeszklenia typową dla polimerów. Przemiana dokonuje się więc tylko w warstwie zewnętrznej, w wewnętrznej pozostającej w bezpośrednim kontakcie z gałką oczną soczewka zachowuje prawidłowe parametry.
Efekty badań z wykorzystaniem spektroskopii w podczerwieni czy techniki MALDI-TOF zostały zaprezentowane na konferencji w Liverpoolu i wzbudziły duże zainteresowanie.
W Polsce jest bardzo niewiele ośrodków, które przeprowadzają tego typu specjalistyczne badania soczewek. W dziedzinie poszukiwania i doskonalenia metod ich monitorowania Zakład Biomateriałów Instytutu Nauk o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego jest w ścisłej czołówce europejskiej.
Maria Sztuka
