تاریخچه لنز تماسی طولانی و غنی می باشد. در سالهای ۱۵۰۰ میلادی بهترین متفکر جهان مبانی اصلی لنز تماسی را بنا نهاد اما یک لنز تماسی واقعی چندین قرن بعد بر روی چشم قرار گرفت. خلاصه ذیل میتواند روند تاریخی تکامل لنز تماسی را در قالبی کوتاه بیان نماید.

در این خلاصه کلی که از تاریخ لنز تماسی جمع آوری شده بود، به نکات مهم تاریخچه لنزهای تماسی اشاره شد که البته هر کدام از مطالب ذکر شده خود شرح و مقاله و تاریخ مشروحی دارد که از حوصله این مقوله  و خوانندگان خارج می باشد. اما ذکر چند نکته در مورد جداول قبل ضرورت دارد: اول آنکه بجز سه نفر از دانشمندان ذکر شده، باقی دانشمندان، اپتومتریست میباشند که تقریبا اکثر آنها دارای کرسی استادی در بهترین دانشگاههای جهان میباشند. دوم آنکه افراد بسیار زیاد دیگر و وقایع تاریخی بسیار زیادی در این چند قرن تاریخ لنز تماسی اتفاق افتاده است که جمع آوری و ذکر آنها در یک مقاله غیر ممکن است.

آنچه مورد توجه اینجانب میباشد، مسیر تکامل و بهبود روز به روز لنزهای تماسی میباشد که نشانگر آنست که هر چند در حال حاضر بسیاری از مشکلات دنیای لنز حل شده است، اما با گذشت زمان، قطعا لنزهای تماسی بهتری جایگزین لنزهای تماسی حال حاضر خواهند شد که این امر نیازمند تلاش بیشتر اپتومتریستهای جهان، همانند گذشته است.

لنز تماسی نرم، چنانچه از توضیحات خلاصه مذکور برداشت مینماییم، بیشتر مبانی خود را مدیون پروفسوراُتو ویشترله (otto Wichterle) میباشد. وی که دانشمند و شیمیدان اهل چکسلواکی بود، شخصیت شدید سیاسی و آنتی کمونیست داشت و در زمان جنگ آلمان و چک مشکلات فراوانی را تحمل کرد و بعد از جنگ نیز چندین ماه زندانی شد، با اینحال به مفهوم واقعی کلمه دانشمند بود و هم اکنون نیز در قید حیات میباشد. بیشتر مطالعات وی در آمریکا مفهوم کاربردی و عملی یافت و بسیاری از لنز های امروز، هنوز از مبانی ماده HEMA سود میبرند. با این مقدمه  تاریخی به نظر میرسد که برای شناخت لنز تماسی نرم، بایستی هیدروژل را بشناسیم و برای شناخت هیدروژل، ابتدا بایستی پلیمرها را بررسی نماییم.

پلیمرها خود از جامدات میباشند و چنانچه میدانیم مولکولهای جامدات با توجه به پیوند مولکولی بین آنها، شکل خود را حفظ مینمایند و در مقابل تغییر شکل از خود مقاومت نشان میدهند. در حالیکه گاز و مایع براحتی دچار تغییر شکل میشوند و بدین شکل جامدات برای لنز تماسی انتخاب مناسبتری نسبت به گاز و مایع میباشند.

مواد: ۱- گاز

      ۲- مایع

      ۳- جامد: ۱- فلزات

                 ۲- سرامیک یا شیشه

                 ۳- پلیمر: ۱- پلاستیک

                             ۲- فیبر

                             ۳- الاستومر

                             ۴- هیدروژل

یکی از خواص منحصر به فرد پلیمرها، توانایی اتمها برای باند شدن با همدیگر و تشکیل پیوند پایدار کووالانسی میباشد و اتمی که بیشتر از تمامی اتمها این خاصیت منحصر به فرد را از خود نمایش میدهد، اتم کربن است که هم توانایی ایجاد پیوند با همنوعش را دارا میباشد و هم توانایی پیوند با اتمهای دیگری مثل هیدروژن (H) ، اکسیژن (O) ، نیتروژن (N) ، کلر(CL) ، سیلیکون(Si) و… را دارد.

پلیمرهای فوق که اتم اصلی آنها کربن میباشند به ۳ فرم در جهان وجود دارند:

۱-      پلیمرهای خالص طبیعی مانند سلولز

۲-      پلیمرهای طبیعی تغییر شکل یافته مانند سلولز استات

۳-      پلیمرهای کاملا مصنوعی مانند HEMA

مهمترین ویژگی پلیمرها اینست که آنها از واحد های زیادی که در طول زنجیر به هم پیوند شده اند، تشکیل یافته اند و این تنوع پیوندها و تکرر پیوند و اتصالات فضایی سه بعدی، میتوانند مولکولهای مختلف با ویژگیهای مختلف تولید نمایند. برای ساخت یک پلیمر جدید میتوان با روشهای مختلف پلیمریزاسیون، منومرها را تبدیل به پلیمر نمود و یا به روش کوپلیمریزاسیون، دو منومر متفاوت را با هم پیوند داده، کوپلیمر جدید ایجاد نمود. در حقیقت با تغییر شیمی یک زنجیره پلیمری میتوان خواص فیزیکی مانند الاستیسیته، انعطاف پذیری و سفتی ماده را تغییر داده، تظاهرات متفاوت آزمایشگاهی و کلینیکی بدست آورد که در لنزهای تماسی مشاهده مینماییم.

پلیمرها گروه بزرگی از مواد میباشند که عبارتند از:

۱-      Plastics : (A  Thermoplastics

  1.               Thermosetting

۲-      Fibers

۳-      (Elastomers) Rubbers

۴-      Hydrogel

پلیمرهایی که به عنوان لنز تماسی قابل استفاده هستند عبارتند از:

۱-      Thermoplastics

۲-      Synthetic elastomer

۳-      (Hybrid Rigid Gas Permeable Copolymer) RGP

۴-      Hydrogels

هر کدام از این گروهها، ویژگیهای منحصر به فرد، مزایا و معایب خاص خود را برای کاربرد بعنوان ماده لنز تماسی دارند.

چنانچه میدانیم لنز تماسی نرم را گاهی هیدروژل نیز مینامند. هیدروژل یعنی ژل آبدوست و در واقع ژل زیست سازگاری که در محیط آبی، خواص مطلوب ما را از خود ارائه مینماید. بالطبع آشنایی با ژلها لازمه بحث در این مقاله میباشد.

ژلها عموما مواد متشکل از شبکه های پلیمری هستند که توانایی نگهداری حلالها را در ساختمان خود دارند. هر گاه حلال درون شبکه ژل، آب باشد ژل را هیدروژل مینامند.

هیدروژلهای پلیمرهای سه بعدی هستند که توانایی جذب آب به مقدار زیاد را دارند و آب جذب شده را حتی تحت فشار، به راحتی از دست نمیدهند. بدین ترتیب همه مواد هیدروژل، دارای قابلیت حبس آب در ساختمان خود هستند ولی در این خاصیت خود، بطور کامل پایدار نیستند و به تغییرات فاکتورهای محیطی مختلف ( حرارت، میدان های مغناطیسی، PH و …) واکنش نشان میدهند.

در کتاب لنزهای تماسی Stone & Philip در شرح تاریخ لنزهای تماسی، تاریخ بسیار متفاوتی از هیدروژل ذکر شده است که برای اینجانب (نویسنده) همیشه جالب بوده است. بر طبق این رفرنس بسیار معتبر، در زمانهای قدیم زمانیکه چشم بیماری به شدت درد میکرد و یا عمل جراحی بر روی چشم بیمار انجام میشد، برای کاهش درد چشم بیمار، ژلها را با مواد بیحس کننده آغشته میکردند و برای کاهش درد بر روی چشم بیمار میگذاشتند. با گذشت زمان هیدروژل ها برای این انتخاب مصرف بیشتری پیدا کردند و در آینده به عنوان ماده ای برای تحقیقات و اختراع لنزنرم مدنظر قرار گرفتند.

چنانچه میبینیم براساس این رفرنس، کاربرد اولیه هیدروژلها برای سطح چشم، از دیدگاه درمانی شروع شده است و بعدها جنبه اپتیکی یافته است.

همچنین دائرة المعارف جهانی و معتبر Wikipedia با بیش از دو میلیون مقاله علمی معتبر هیدروژل را اینچنین تعریف مینماید: هیدروژل شبکه ای از زنجیره های پلیمری میباشد که آب در آن حل میشود و گاهی به صورت ژل کلوئیدی موجود میباشد که آب در آن پخش شده است. هیدروژلها پلیمرهای ابرجاذب طبیعی یا مصنوعی میباشند ( آنها میتوانند بیش از ۹۹% آب در خود داشته باشند ). همچنین هیدروژل بسته به حجم آب قابل توجه خود، درجاتی از انعطاف پذیری را که خیلی مشابه بافت طبیعی میباشد از خود نمایش میدهد.

هیدروژلها در ابتدا خشک و فاقد آب میباشند و سپس بدون آنکه در آب حل شوند، چندین برابر وزن خود آب و یا محلول آلی  جذب مینمایند و متورم میشوند و سپس بسته به نوع پلیمر هیدروژل، در مقابل از دست دادن محلول آبی از درون خود، مقاومت نشان میدهند.

ویژگیهای هیدروژل:

۱-      توانایی جذب آب به مقدار زیاد

۲-      سرعت زیاد جذب

۳-      استحکام ژل (نباید پس از تورم لزج یا جاری شود)

۴-      برگشت پذیر بودن پس از تورم (در بعضی مصارف آب چندین بار جذب و رها میشود).

۵-      مواد هیدروژل نبایستی سمی باشند.

۶-      واکنش ساخت این نوع پلیمرها بایستی به طور کامل انجام شده باشد ( در ماده هیدروژل نباید مواد اولیه واکنش نداده وجود داشته باشند).

هیدروژل ها در ابتدا بیشتر به عنوان عامل نگهدارنده آب در کشاورزی و اطفإ حریق مورد استفاده قرار میگرفتند اما امروزه در حدود ۸۰% هیدروژل تولید شده جهان در صنایع بهداشتی مصرف میشوند.

مصارف هیدروژلها:

۱-      بهداشتی

۲-      کشاورزی

۳-      استفاده از ذرات هیدروژل در ترکیب بتن برای افزایش استحکام آن

۴-      جذب رطوبت از ذغال سنگ برای جلوگیری از یخ زدگی در طول فرایند ساخت و حمل و نقل

۵-      جذب رطوبت هوا

۶-      ژلهای مخصوص آتش نشانی

آنچه بایستی در مصارف لنز تماسی هیدروژلها مد نظر باشند این است که شبکه پلیمری سه بعدی و آبدوست آنها به علت وجود اتصالات عرضی شیمیایی یا فیزیکی در همه حلالها،  نامحلول باشند.

در بین تمام زیست مواد سنتزی، هیدروژلها به دلیل داشتن مقدار زیاد آب در ساختار متورمشان و نرم بودن و مستحکم بودن ساختارشان، بیشترین شباهت را به بافتهای زنده طبیعی دارند.

ساختار شیمیایی هیدروژلها، اثر زیادی بر روی جذب آب توسط هیدروژلها دارند. هیدروژلهایی که دارای گروههای آبدوست هستند دارای قدرت جذب بسیار بیشتر از هیدروژلهایی هستند که دارای گروههای آب گریز هستند. انواع خاصی از هیدروژلها وجود دارند که بر اثر تغییر برخی از عوامل مانند دما، PH ، میدان الکتریکی، نور و مواد شیمیایی تغییر قابل توجهی در حجم متورمشان میدهند و در واقع گفته میشود که این هیدروژلها نسبت به چنین عواملی از خود حساسیت نشان می دهند. روشهای مختلفی برای شبکه ای کردن و ایجاد ساختارهای هیدروژلی وجود دارد. همچنین با توجه به مواد بکار رفته در ساختار هیدروژل و روش ساخت هیدروژل، انواع مختلفی از هیدروژلها را میتوان تهیه نمود.

با توجه به مطالب فوق و پایان نامه های دکترای شیمی دانشگاه صنعتی شریف ایران، نتایجی را میتوان به شکل زیر شرح داد:

۱-      هیدروژلها اگر از نوع یونی باشند رفتار تورمی آنها با قدرت یونی محیط آنها رابطه معکوس دارد یعنی هر چه قدرت یونی محیط بیشتر باشد، میزان جذب هیدروژل کمتر است.

۲-      رفتار تورمی هیدروژلهایی که با PH محیط رابطه دارند در اکثر موارد در PHنزدیک به خنثی و تقریبا خنثی، بیشترین میزان تورم میباشد.

۳-      رفتار تورمی هیدروژلهای پزشکی به دمای محیط تورم نیز بستگی دارد و در اکثر هیدروژلها بیشترین مقدار جذب در دمای ۳۵ درجه سانتی گراد است.

سه نتیجه کلی فوق بسیاری از تظاهرات کلینیکی لنزهای تماسی نرم را میتوانند توصیه نمایند. اینکه چرا تلاش میشود لنز تماسی غیر یونی باشد و یا چرا در تغییر شرایط چشم در بیماریها یا دارو درمانی، PH بر لنز نرم اثر میگذارد و یا اینکه چرا Water Content لنز نرم هیدروژل در طول زمان تغییر میکند و بالطبع DK/t آن کاهش مییابد و پروتئینهای روی سطح لنز که در طول زمان Denaturation می یابند، چگونه با تغییر شرایط یونی محیط و PHمحیط، بر روی هیدروژل تاثیر میگذارند؟

(موارد فوق از نکات مهم لنزهای تماسی می باشند که به یقین میتوانم بگویم در اکثر رفرنسهای علمی، هنوز کاملا بر روی این موارد بررسی نشده است و جا دارد که اندیشمندان اپتومتریست، با همکاری های سایر رشته های علمی مربوطه، در این زمینه ها فعالیت علمی بیشتری را اعمال نمایند).

در لنزهای تماسی نرم هیدروژل، ماده زیست سازگار و پایه و اصلی، ماده HEMA (HydroxyEthyl MethaAcrylate)

میباشد که البته در هر لنز تماسی نرم، بسته به نوع ساخت و انتظاراتی که از آن میرود، ممکن است مواد دیگری نیز با این ماده HEMA ترکیب شوند. بعضی از این مواد قابل اضافه نمودن به HEMA عبارتند از:

·         MAA:  Methacrylate Acid

·         GMA: Glycerol Methacrylate

·         PC: Phosphoryl Coline

·         PVC: Poly Vinilchloride

ماده HEMA همانطور که در ابتدای مقاله اشاره شد در سالهای ۱۹۵۴ توسط

  و هنوز هم کاربرد فراوان دارد.                                           otto Wichterle , Lim  Drahoslav

چه ماده HEMA و چه مواد هیدروژل دیگری که بعنوان لنز به کار میروند، بایستی حائز شرایط ساخت و تولید لنز تماسی نیز باشند. در حقیقت بایستی در انتخاب ماده هیدروژل برای لنز، شکل لنز، طرح لنز، انحنا لنز، کاربرد اپتیکی و یا درمانی لنز و فیت لنز، مد نظر قرار گیرند. فراموش نکنیم که ماده هیدروژل، بایستی به دفعات به چشم وارد و خارج گردد و در حقیقت علاوه بر زیست سازگار بودن، شرایط  مد نظر برای لنز تماسی نرم را حائز باشند.

بطور جامع و کامل مواد لنز تماسی بایستی خواص ذیل را داشته باشد:

۱-      Density

۲-      Refractive Index

۳-      Optical Transmittance

۴-      Dimensional stability with respect to: time, temperature, PH and tonicity

۵-      Surface properties

۶-      Water Content

۷-      Mechanical properties, including tensile strength, tear strength and rigidity modulus

۸-      Permeability to oxygen, Carbon dioxide etc.

۹-      Ocular compatibility

۱۰-   Toxicity and chemical stability

۱۱-   Method and ease of sterilization

اگر به موارد فوق دقت کنیم، بعضی نکات در اکثر لنزهای تماسی بطور مشترک رعایت شده اند، مانند موارد ۱و۲و۳ و بعضی از آنها نیز به  Contact Lens Modality و یا به   Contact Lens schedule بستگی دارند.

از طرف دیگر، بررسی ۱۱ مورد فوق نیاز به علم فراوان، تجهیزات آزمایشگاهی پیشرفته و معاینات بالینی طولانی مدت دارد و البته بسیاری از موارد فوق در چشم و خارج از چشم نتایج متفاوتی از خود بروز میدهند.

به زودی در مقاله های دیگری درباره بعضی از موارد فوق به تفصیل بحث خواهیم کرد.

کلیدواژه ها :

این خبر را به اشتراک بگذارید :