05.06.2017

Плазменная обработка поверхности контактных линз, несомненно, становится предметом повышенного интереса. Если обратиться к истории производства контактных линз, то можно увидеть, что плазменная обработка поверхности стала одной из основных причин клинического успеха материалов с повышенной кислородопроницаемостью. Первые эксперименты такого рода почти всегда были связаны с силиконовыми эластомерами: это позволило уменьшить их склонность прилипать к роговице и сделать ношение более комфортным. Без подобной обработки силиконгидрогелевые контактные линзы расширенного ношения нельзя было бы носить более нескольких часов из-за липидных отложений! Но и жесткие газопроницаемые линзы обязаны плазменной обработке тем, что смачиваемость поверхности линз значительно улучшилась. Позднее преимущества плазменной обработки поверхности жестких газопроницаемыхконтактных линз стали еще более очевидными, поскольку это обеспечивает высокий начальный комфорт, что очень важно для успешного подбора. Производители все чаще говорят о преимуществах плазменной обработки поверхности контактных линз, и нелишним будет обратиться к этой теме, чтобы понять, на чем же основан положительный эффект технологии, какие достижения и проблемы есть на сегодняшний день.

Плазма – это ионизированный газ, превращенный в смесь заряженных активных частиц, в которых суммарный отрицательный заряд частиц равен суммарному положительному заряду. Поэтому в целом плазма является электрически нейтральной средой. Основной способ получения плазмы – пропускание электрического заряда через газ, пока значительная часть атомов или молекул не окажется возбужденной выше порога ионизации.
Иногда плазма определяется как четвертое состояние вещества, поскольку она обладает чрезвычайно интересными свойствами, отличающими ее от твердых веществ, жидкостей или газов. Плазма – нормальная форма существования вещества при температуре порядка 10000 градусов и выше. Вместе с тем это самое распространенное состояние вещества в природных условиях. Солнце и звезды представляют собой не что иное, как сгустки высокотемпературной плазмы. Верхний слой атмосферной оболочки Земли также образован из плазмы – это так называемая ионосфера.
Существует два вида плазмы – низкотемпературная и высокотемпературная. Примером высокотемпературной плазмы могут послужить опять-таки звезды. Но если спуститься с небес на землю, то в обыденной жизни мы сталкиваемся с высокотемпературной плазмой в виде молний или высоковольтных разрядов. Низкотемпературная плазма обеспечивает работу неоновых вывесок и некоторых типов современных телевизоров. Именно этот вид плазмы используется и для обработки поверхности контактных линз.
Низкотемпературная плазма может быть получена либо при атмосферном давлении и неоднородном электрическом поле высокой напряженности (коронный разряд), либо при пониженном давлении и малом токе (тлеющий разряд), что для промышленных целей более практично. Преимущество плазменной обработки материалов заключается в том, что она изменяет только свойства поверхности, никак не влияя на основную часть.
Типичный генератор тлеющих разрядов работает следующим образом. В вакуумированную камеру вводится технический газ под низким давлением. Коротковолновое излучение ионизирует газ, превращая его в смесь возбужденных заряженных частиц (ионов), радикалов и электронов и вызывая характерное видимое свечение. Частицы очень активны и нестабильны. Низкое давление снижает вероятность их столкновения, которое привело бы к распаду. Сравнительно низкой плотностью частиц объясняется и то, что плазма остается холодной.
Поверхность помещенного в подобную камеру материала немедленно будет подвергнута настоящей бомбардировке, и воздействие, которое окажут на нее активные частицы, будет зависеть от различных условий обработки. Вид технического газа, время обработки, давление, мощность – все это влияет на характеристики плазмы, а значит, и на характеристики обработанной поверхности. Плазма может очищать, функционализировать или разъедать поверхность, а также использоваться для сшивки полимеров или для нанесения покрытия.
Кислороду можно найти массу применений, и плазменная обработка поверхности контактных линз не исключение. Плазма помимо всего прочего содержит ионы O+, O-, O2+ и O3+. Кислородная плазма способна очень эффективно очищать поверхность линз – фактически даже более эффективно, чем специальные растворы для очистки. Активные формы кислорода успешно борются с отложениями на поверхности контактных линз, распыляя и рассеивая их. Такая обработка сама по себе способна значительно улучшить начальный комфорт и смачиваемость жестких газопроницаемых контактных линз.
Плазма может также связывать поверхность и менять ее химические свойства в ходе процесса, который называется функционализацией. Кислородная плазма воздействует на поверхность материала, формируя целый ряд молекулярных структур, улучшающих смачиваемость линзы.
Кислородная плазма обычно используется для обработки жестких газопроницаемых контактных линз. Комбинированный эффект очистки и модификации поверхности обеспечивает существенно улучшенную смачиваемость линз, что очень повышает начальный комфорт при первом подборе. За месяцы ношения и очистки линз в обычном режиме эффект такой обработки постепенно сходит на нет. Но сам материал жестких газопроницаемых контактных линз у поверхности по-прежнему хорошо смачивается, и компоненты слезы сами по себе вступают во взаимодействие с линзой, повышая ее биосовместимость.
Нежелательные процессы при плазменной обработке контактных линз – разъедание и переокисление поверхности. Разъедание возможно в ходе функционализации – оно случается, когда в результате взаимодействия плазмы и атомов поверхности возникают летучие вещества. Значительное разъедание проявляется в виде помутнения поверхности и часто заметно невооруженным глазом. Переокисление может привести к появлению на линзе чешуек, которые едва держатся на ней и легко могут отколоться при очистке. Оба этих процесса ведут к порче поверхности: на ней появляются микроскопические дефекты, в которых отложения могут скапливаться особенно активно. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо тщательно выверять и контролировать условия плазменной обработки. Стоит только установить соответствующие условия – и можно ручаться за воспроизводимость эффекта обработки и отсутствие нежелательных эффектов.
Для обработки силиконгидрогелевых контактных линз используется либо перекрестное сшивание полимеров, либо плазменная полимеризация. Сшивание полимеров происходит, когда плазма в ходе окислительного процесса формирует между силиконовыми цепями связи высокой плотности, создавая на линзе твердый поверхностный слой. Этот силикатный слой обладает куда большей смачиваемостью по сравнению с исходным материалом, что делает линзу более комфортной и защищает ее от отложений.
Нанесение покрытия с помощью плазменной полимеризации также применяется в производстве силиконгидрогелевых контактных линз. В камеру, где проводится обработка линз, вводится мономер. Он подвергается полимеризации, формируя тонкую полимерную пленку на поверхности линзы. При таком способе обработки состав линзы на поверхности может совершенно отличаться от остального материала.
Несомненно, именно плазменная обработка поверхности дала путевку в жизнь многим мягким контактным линзам, предназначенным для ношения в расширенном режиме. Возможно, на рынке появятся и новые материалы, клинический успех которых будет зависеть от этой технологии. Наверняка появятся и новые виды покрытий, повышающих прочность линзы, устойчивость к отложениям и комфорт при ношении. По-прежнему растет интерес к плазменной обработке жестких газопроницаемых контактных линз. Хотя в данном случае она и не столь существенна для клинического успеха, производителей очень привлекает возможность существенно улучшить начальный комфорт – как известно, главный камень преткновения для многих пациентов при подборе линз этого типа.

Источник: журнал "Глаз",
№3-2008

Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Пока нет коментариев,
Ваш отзыв может быть первым и самым важным!
Напишите свой комментарий или отзыв.
36 + ? = 45
0
0
0