Решение, которое лежит на поверхности: контактные линзы, здоровье и комфорт

Часть 1: Дискомфорт и контактные линзы. Какова связь?

Как часто пациенты испытывают дискомфорт при ношении контактных линз?
Почему мы обращаем на это внимание и где искать решение проблемы?

Более 140 миллионов человек во всем мире носят контактные линзы^1,2, и более половины из них испытывают дискомфорт². Из-за дискомфорта пациенты начинают сокращать время ношения контактных линз и в итоге могут полностью отказаться от их ношения^2,4,5.

Дискомфорт является основной причиной отказа от ношения контактных линз^2,6,7. Хотя большинство пациентов, испытывающих дискомфорт при ношении контактных линз описывают свои ощущения, как появление «сухости», следует рассматривать это состояние отдельно от синдрома сухого глаза⁶.

Нарушение стабильности слезной пленки признается ключевым фактором в возникновении дискомфорта при ношении контактных линз^9,10. Именно поэтому принятие мер для удержания стабильной слезной пленки на поверхности контактных линз является основной задачей для производителей и специалистов.

Часть 2: Слезная пленка и контактная линза

Как контактные линзы влияют на слезную пленку?

Здоровая слезная пленка обеспечивает множество функций, в частности:

1. Создает оптически точную (гладкую и стабильную) преломляющую поверхность роговицы или контактной линзы
2. Формирует смазывающий слой для уменьшения трения при моргании
3. Обеспечивает питание и защиту глазной поверхности

Слезная пленка имеет сложное строение, принято выделять 3 слоя слезной пленки – водный, муциновый и липидный. В некоторых источниках водный и муциновый слои объединяют в один, так как отсутствует четкое разделение между ними. Структура слезной пленки в рамках двухфазной модели описывается как слой водно-муцинового геля и поверхностный липидный слой. Слой водно-муцинового геля прилегает к эпителию роговицы, при этом муцины имеют градиентную концентрацию - от максимальной на поверхности эпителия, плавно снижаясь в толще водной фазы. Этот слой слабо взаимодействует с вышележащим поверхностным липидным слоем. Мы знаем, что масло обычно плохо удерживается на поверхности воды, и поэтому должно быть что-то еще - некоторые другие взаимодействия, которые позволяют слоям формировать стабильную слезную пленку.

Липидный слой слезной пленки - это бислой, содержащий несколько классов полярных и неполярных липидов (Рис. 1). Неполярные липиды, составляющие ≥90% липидов слезы, создают внешний слой, а полярные липиды- внутренний. Внешние неполярные липиды действуют как барьер для предотвращения испарения и разрушения слезной пленки. Внутренние полярные липиды важны для поддержания структурной стабильности и удержания неполярных липидов на нижележащем водно-муциновом слое. Полярные липиды помогают снизить поверхностное натяжение, позволяя внешним неполярным липидам равномерно распределяться, формируя тонкий слой на поверхности слезы, и в конечном счете уменьшать испарение.

Рисунок 1: Структура липидного слоя слезной пленки

Рисунок 2: Полярные липиды на примере фосфатидилхолина

Полярные липиды в слезе человека в основном представлены фосфолипидами и гидроксильными жирными кислотами. Фосфолипиды - это группа молекул, обычно состоящая из полярной головки и двух углеводородных гидрофобных цепочек. Таким образом, молекула фосфолипидов является амфифильной, так как полярная головка гидрофильна, а углеводородные цепочки имеют гидрофобную природу^9,10-12.

При недостатке фосфолипидов и/или гидроксильных жирных кислот липидный слой не может должным образом прикрепиться к нижележащему водно- муциновому слою или распространиться по поверхности, что приводит к разрушению слезной пленки, испарению слезы, потенциальному дискомфорту глаз и нарушениям зрения.

Поскольку контактная линза значительно толще слоя слезы, и имеет значительно меньшую смачиваемость, чем гликокаликс, покрывающий глазную поверхность, использование линз значительным образом влияет на структуру и функционирование слезной пленки. При надевании контактной линзы на глаз структура и состав слезной пленки изменяются следующим образом:

1. Слезная пленка физически разделяется на прелинзовый слой и подлинзовый слой (Рис.3)
2. Прелинзовый слой, располагающийся на поверхности контактной линзы, имеет меньший объем водно-муцинового слоя и более тонкий липидный слой.

Рисунок 3: Структура слезной пленки без линзы и при надетzой контактной линзе

Эти изменения делают слезу более подверженной повышенному испарению, уменьшают время разрыва слезной пленки, что в конечном счете связано со снижением комфорта и качества зрения¹³.

Использование контактных линз также может способствовать уменьшению количества фосфолипидов в слезе. Снижение уровня фосфолипидов может быть вызвано отложением их на поверхности линзы^9,14 и снижением их количества в липидном слое. Было обнаружено, что снижение количества фосфолипидов связано с более коротким временем разрыва слезы у носителей мягких контактных линз. Кроме того, снижение содержания фосфолипидов и жирных кислот было связано с дискомфортом при ношении контактных линз¹³.

Успешное ношение контактных линз зависит от стабильности слезной пленки, а это означает, что контактные линзы должны вызывать минимальные изменения в слезе. Стабильная слезная пленка необходима для хорошего качества зрения и комфортного ношения линз.

Часть 3: Решение, которое лежит на поверхности

Какие свойства контактных линз влияют на комфорт и здоровое ношение?

Фокус современных исследований и разработок нацелен на следующие свойства поверхности контактных линз, самым тесным образом связанные с комфортом^15-18:

1. Смачиваемость (способность удерживать слезную пленку на поверхности)
2. Сила трения (сила, которая сопротивляется движению между двумя контактирующими телами)
3. Легкость скольжения (величина обратная коэффициенту трения - термин, описывающий «скользкость» материала)
4. Сопротивление отложениям (устойчивость к накоплению белковых, липидных и других компонентов слезы на поверхности).

Все эти свойства неразрывно связаны друг с другом: например, высокая гидрофильность (смачиваемость) позволяет увеличить легкость скольжения, обеспечив тонкий смазывающий слой влаги на поверхности линзы. Устойчивость к отложениям способствует сохранению смачиваемости, особенно когда речь идет о линзах плановой замены.
Сегодня ученые адаптируют существующие материалы линз и создают новые полимеры с улучшенными характеристиками поверхности для уменьшения трения и повышения легкости скольжения поверхности¹⁹.
Разработка материалов с высокогидрофильной поверхностью может способствовать повышению комфорта при ношении контактных линз и уменьшению количества дропаутов¹⁹.

Есть ли связь между свойствами поверхности линзы и повреждением клеток эпителия?

Исследования in vitro показывают, что линзы с высокогидрофильной поверхностью демонстрируют меньшее трение и меньшее напряжение сдвига, чем обычные контактные линзы, участвующие в исследовании. Более низкое напряжение сдвига связано с уменьшением повреждения клеток и выработки цитокинов. Выработка цитокинов может быть биофизической связкой между легкостью скольжения и комфортом (Рис. 3).

В исследованиях с использованием биотрибологических клеточных систем напряжение сдвига стимулирует выработку провоспалительных цитокинов, повреждение клеток и апоптоз. Предполагается, что лежащие в основе дискомфорта механизмы могут быть результатом клеточных реакций, вызванных механическим воздействием контактных линз. Результаты клинических исследований согласуются с этой гипотезой.

Линзы с высокогидрофильными гелевыми слоями на поверхности демонстрировали статистически значимое снижение повреждения и травматизации эпителиальных клеток при прямом контактном скольжении. Эти результаты хорошо коррелируют с клиническими данными.

Рисунок 4: Повреждение клеток при использовании различных материалов контактных линз после 1000 циклов скольжения. (P - давление (Па); μ - коэффициент трения; τ - напряжение сдвига (Па))

Часть 4: Технологии Алкон: контактные линзы
с высокогидрофильной поверхностью

Водоградиентный полимер Делефилкон А

Контактные линзы DAILIES TOTAL1 (делефилкон A) - это единственные однодневные линзы из водоградиентного полимера: влагосодержание и модуль упругости полимера градиентно меняются от сердцевины линзы к её поверхности.

Сердцевина линзы представляет собой силикон-гидрогель и обладает типичными для него характеристиками, такими как высокая кислородная проницаемость и низкое содержание воды (33%), а внешний гидрофильный гелевый слой характеризуется градиентным увеличением влагосодержания от 80% до 99,6%²¹(Рис.5).

Рисунок 5: Водоградиентный полимер Делефилкон А (DAILIES TOTAL1)

Этот материал нелегко вписать в традиционные категории линз, поскольку он обладает характеристиками как гидрогелевых, так и силикон- гидрогелевых линз²².

Еще одна новая технология контактных линз DAILIES TOTAL1 – технология восстановления слезной пленки под названием SmarTears. Контактная линза насыщена фосфатидилхолином (ФХ) - это вещество относится к группе фосфолипидов, естественных компонентов липидного слоя слезы, о которых говорилось ранее. Фосфатидилхолин в слезе важен для стабилизации липидного слоя слезной пленки и уменьшения испарения. Высвобождение этого ингредиента из контактной линзы основано на диффузии и концентрации ФХ в окружающей слезной пленке и продолжается в течение всего дня ношения линзы, уменьшая ощущение сухости.

Технологии Водоградиентного материала и SmarTears создают высокогидрофильную поверхность линзы, которая поддерживает стабильность слезной пленки и в конечном счете обеспечивает комфорт и качество зрения для пациентов^24-28.

Рисунок 6: Технология SmarTears (DAILIES TOTAL1) Высвобождение фосфатидилхолина в слезную пленку основано на процессе диффузии: чем меньше ФХ в слезе, тем больше выделяется из линзы в слезную пленку.

Контактные линзы PRECISION1 c технологией SMARTSURFACE

В основе контактных линз PRECISION1® - полимер Верофилкон A, силикон-гидрогелевый материал с высокой кислородной проницаемостью (Dk/t @-3.00=100) и влагосодержанием 51%.

Технология SMARTSURFACE представляет собой слой высокогидрофильного гидрогеля с содержанием воды 87%, который полностью покрывает поверхность линзы и прочно удерживает влагу на поверхности¹²(Рис. 5 и 6). Сердцевина линзы имеет модуль упругости 0,6 МПа, что обеспечивает легкость манипуляций, а ультрамягкая поверхность линзы, которая в несколько сотен раз мягче, чем сердцевина, обеспечивает комфорт для глаз^29,30 (Рис. 2). Силикон-гидрогелевая основа обеспечивает высокую кислородную проницаемость и простоту в обращении, а слой влаги на поверхности SMARTSURFACE помогает поддерживать смачиваемость и оптическую точность линзы - для комфорта и высокого качества зрения^29,30(Рис. 7).

Рисунок 7: Контактные линзы PRECISION1®: влагосодержание материала внутри и на поверхности линзы

Рисунок 8: Контактные линзы PRECISION1® с технологией SMARTSURFACE. Ультратонкий слой влаги (2-3 микрон)

Рисунок 9. Сравнение времени разрыва слоя влаги на поверхности контактных линз.

Выводы:

Дискомфорт является основной причиной отказа от ношения контактных линз^2,6,7.

Нарушение стабильности слезной пленки признается ключевым фактором в возникновении дискомфорта при ношении контактных линз^9,10. Именно поэтому принятие мер для поддержания нормальной функции слезы в присутствии контактной линзы имеет решающее значение.

Наиболее важными свойствами контактной линзы, влияющими на стабильность слезной пленки являются свойства поверхности, такие как: смачиваемость, легкость скольжения и устойчивость к отложениям. Смачиваемость поверхности контактных линз имеет решающее значение для поддержания стабильности слезной пленки^10,26.

Исследования демонстрируют сильную связь между субъективным комфортом и легкостью скольжения по поверхности линз^15-18 .

Сегодня ученые адаптируют существующие материалы контактных линз и создают новые высокогидрофильные поверхности контактных линз с низким модулем упругости для повышения легкости скольжения¹⁹ и уменьшения воздействия контактной линзы на эпителий поверхности глаза.

Технологии однодневных контактных линз Алкон позволяют добиться значительного улучшения характеристик поверхности контактных линз, что в свою очередь, обуславливает высокую стабильность слезной пленки и биосовместимость. Благодаря этому может быть обеспечено комфортное и здоровое ношение контактных линз и, как следствие, снижение количества пациентов, покидающих категорию носителей мягких контактных линз.