دانلود تحقیق لنزهای مصنوعی در چشم پزشکی

از پانصد سال پیش از میلاد تا به امروز لنز های چشمی انواع و کاربردها سال هاست که دو چشم به کمک چشمان کسانی می آیند که درست نمی بینند اما استفاده از این وسیله نجات بخش برای بسیاری دلچسب نیست.این شد که دانشمندان آن را نا مرئی کرده و به صورن لایه ای نازک و شفاف بر داخل چشم کردند.مقاله حاضربررسی کلی بر روی این عینک ها ی نامرئی دارد با استفاده از عینک و لنز می‌توان از عوارض بیماری های چشمی مختلفی رهایی یافت که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:‏ ‏1 درست بینی: به طبیعی بودن چشم اطلاق می‌شود هرگاه عضله مژگانی کاملاً شل باشد تمام اشیای دور با تمرکز واضح بر روی شبکیه می‌افتد، ‏2 دوربینی: بدان علت است که طول کره چشم خیلی کوتاهتر از ارتفاع آن است در این وضعیت پرتوهای نور به اندازه کافی نمی‌شکند و در پشت شبکیه متمرکز می‌شود این حالت را با عدسی محدب تصحیح می‌کنند، ‏ ‏3 نزدیک‌بینی: به علت زیادی طول قدامی خلفی چشم است در این وضعیت میزان شکست پرتوها هنگام شل شدن عدسی بیش از حد است و تصویر اشیایی دور در جلوی شبکیه متمرکز می‌شود این حالت را با عدسی مقعر تصحیح می‌کند زیرا عدسی مقعر با واگرا ساختن پرتوهای ورودی نور باعث کاهش شکست آنها می‌شود، ‏4 آستیگماتیسم: بر اثر تفاوت قابل توجه انحنا در صفحات مختلف گذرانده از چشم ایجاد می‌گردد مثلاً انحنای چشم در صفحه عمودی ممکن است بسیار کمتر از انحنای چشم در صفحه افقی باشد درنتیجه پرتوهای نور که با جهات مختلف وارد چشم می‌گردد در نقاطی متفاوت وارد چشم می‌شود در نقاطی متفاوت متمرکز می‌شود تصحیح این حالت به عدسی استوانه‌ای نیاز دارد، ‏5 آب مروارید: بر اثر ایجاد کدورت در قسمتی از عدسی به وجود می‌آید در حال حاضر درمان انتخابی آن برداشتن عدسی و جایگزینی آن با عدسی پیوندی مصنوعی است و ‏ ‏6 قرنیه مخروطی: وضعیتی است که بر اثر بدشکل ساخته شدن قرنیه یا برآمدگی بارز در یک طرف ایجاد می‌شود اگر برآمدگی آن خیلی زیاد باشد مشکل شدید شکست را با هیچ عدسی شیشه‌ای واحدی نمی‌توان تصحیح کرد بهترین چاره آن عدسی تماسی است که به سطح قرنیه می‌چسبد و با ورقه‌ای از مایع اشک در جای خود می‌ماند این عدسی مسطح‌تر است و بدین وسیله برآمدگی قرنیه را جبران می‌کند به طوری که سطح قدامی عدسی تماسی؛ سطحی بسیار یکنواخت‌تر و موثرتر را برای شکست پدید می‌آورد.

مزایای لنز لنز مزایای بهتری نسبت به عینک دارد: 1) تصحیح آستیگماتیسمهای نامنظم، 2) فراهم کردن میدان بینایی طبیعی، ‏ 3) عدم وجود انحرافات کروی و رنگی، 4) کاهش بزرگ‌نمایی، 5) کاهش آنیزومتروپیا (تفاوت در مقدار نمره عینک دو چشم) و آنیزوکوفیا (تفاوت در اندازه تصاویر در دو چشم)، 6) کاهش تلاش تطابقی و تقاربی برای افراد دوربین، 7) باران و مه گرفتگی، 8) زیبایی، 9) عدم ایجاد اسکوتوم حلقوی که در نمرات دوربینی زیاد پیش می‌آید به‌خصوص در افرادی که عمل جراحی آب مروارید انجام داده و فعلاً از عینک استفاده می‌نمایند این اسکوتوم مشاهده می‌شود و ‏ 10) عدم ایجاد آستیماتیسگ مایل (چون که لنز با چشم حرکت می‌کند).

موارد کاربرد لنز 1) بهبود بینایی جایی که از عینک نتوان بهره برد مثل آستیگماتیسمهای زیاد؛ قوز قرنیه، آنیزوکونیا؛ آنیزومتروپی و غیره ...، ‏2) عدم تحمل عینک در افراد دوربین و نزدیک‌بین با نمره زیاد، ‏3) زیبایی لنز (رنگهای متنوع)، ‏4) کاربردهای تشخیصی: برای معاینه شبکیه؛ معاینه زاویه اتاق قدامی و ...، ‏ ‏5) کاربردهای حفاظتی: سوختگیهای شیمیایی؛ به خصوص گاز خردل؛ کراتیتهای ناشی از اشعه ماورای بنفش؛ نداشتن عنبیه؛ آلبینیسم؛ جلوگیری از اثرات بخار در بعضی مشاغل، ‏6) کاربرد درمانی در افراد مبتلا به ‏low vision، ‏7) کنترل نزدیک‌بینی: کاربرد عدسی تماسی تا حدودی می‌تواند مانع از افزایش نزدیک‌بینی گردد، ‏8) استفاده از لنز در ورزشکاران و‏ ‏9) کاربردهایی برای رهایش دارو.

طبقه‌بندی لنزها ‏‎(lenses class)‎ دو نوع لنز در ساختمان چشم گذارده می‌شود که کاربردهای ویژه خود را دارد: 1 لنزهای تماسی ‏‎(contact lenses)‎‏ و ‏ ‏2 لنزهای درون چشمی ‏‎(intraocular lenses)‎ ‏ ویژگیهای لنز سازگاری لنزهای بالا چون با بافت بسیار حساسی در تماس است باید خصوصیات ایده‌آلی را داشته باشد.

1 سازگاری بافتی لنزهای چشمی بایستی از نظر شیمیایی خنثی باشد و واکنشهایی مانند التهاب؛ عفونت؛ و پاسخ ایمنی ایجاد نکند؛ سرطان‌زا نبوده و در محیط بدن دچار تجزیه نشود.

2 سازگاری اپتیک بایستی تمام خواص اپتیک عدسی طبیعی در لنزهای درون چشمی را داشته باشد کاملاً شفاف بوده و تفکیک اپتیک بالایی داشته و قادر باشد امواج فوق بنفش را جذب کند در صورتی که بتواند فواصل مختلف را فوکوس کند بسیار ایده‌آل است.‏ ‏3 سازگاری مکانیکی درمقابل فشارهای مکانیکی هنگام ساختن لنز مقاوم باشد و نیز قابلیت انعطاف آن به‌گونه‌ای باشد که هنگام قرار دادن در چشم آسیبی نبیند.

علاوه بر مشخصات مشترک فوق آنچه لنزهای قابل انعطاف را از لنزهای غیرقابل انعطاف متمایز می‌سازد تنها توانایی تا شدن و تغییرشکل نیست بلکه بایستی سریع شکل و ابعاد آنها به حالت اولیه برگردد خصوصیات فوق وابسته به ترکیب ماده سازنده این لنزها است که در انواع مختلف لنزها شرح داده می‌شود.

طبقه‌بندی لنزهای تماسی به‌طورکلی لنزهای تماسی براساس ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی به سه دسته طبقه‌بندی می‌شود: الف) لنزهای نرم ب‌) لنزهای سخت ج‌) لنزهای RGP که مختصراً توضیحاتی در هر سه مورد خواهیم داد.

لنزهای نرم ‏‎(soft lenses)‎ لنزهای تماسی نرم هیدروفیلیک یا آبدوست و محدوده محتوای آب در آنها بین 38 تا 75 درصد و بالاتر است و باعث افزایش انتقال اکسیژن می‌گردد اما پایداری و دوام لنز کاهش می‌یابد (با محتوای آب).

حدود 80 درصد از لنزهای تماسی مصرفی بازار از این نوع و از جنس پلاستیک نرم؛ منعطف؛ به نام ‏PMMA‏ است ساخته می‌گردد.

این لنزهای نرم الاستیسیته و انعطاف‌پذیری‌شان منوط به توانایی جذب آبشان است.

‏HEMA‏ با اتیلن گلیکول دی متاکریلات لینک می‌گردد به‌علاوه با ‏pvp‏ (پلی ‏N‏- وینیل پیرولیدون) تا محتوای آب لنز به 60 درصد برسد لنزهای از جنس ‏HEMA‏ پایدار؛ شفاف؛ غیرسمی؛ غیرآلرژیک؛ و از لحاظ نوری مطلوب است مواردی باید دقت گردد: 1 لنزهای تماسی نرم باید در زمان گذاردن درون چشم با قرنیه به‌طور خوبی ‏fit‏ گردد لنزهای تماسی که شیب‌دار است و خوب با سطح قرنیه ‏fit‏ نشده‌ است موجب عوارضی مانند ادم قرنیه و کاهش گردش جریان اشک می‌گردد.

لنزهایی که حرکتی هموار و صاف روی قرنیه به اندازه کافی ندارد موجب عوارض و مشکلاتی می‌گردد بنابراین ‏fiting‏ مناسب مهم است.

1ـ لنزهای تماسی نرم باید در زمان گذاردن درون چشم با قرنیه به‌طور خوبی ‏fit‏ گردد لنزهای تماسی که شیب‌دار است و خوب با سطح قرنیه ‏fit‏ نشده‌ است موجب عوارضی مانند ادم قرنیه و کاهش گردش جریان اشک می‌گردد.

1ـ وجود اشک کافی در زمان گذاردن لنز تماسی، 2ـ سایر لنز باید به اندازه مناسب باشد لبه و انحنای پری فرال روی بافت ملتحمه و قرنیه باید موردبررسی باشد، ‏3ـ عامل جریان حرکت و مرکزیت: فقدان حرکت لنز را روی چشم به علت اینکه لبه‌ها و انحنای پری فرال مرکز لنز نمی‌تواند قرنیه را لمس بنماید، وجود دارد، ‏4ـ به عکس بالا حرکت بیش از حد لنز هم قرنیه را خراش می‌دهد و هم پلک را آسیب می‌رساند و‏ ‏5ـ یک لنز تماسی باید خوب پرداخته گردد.

قدرت لنز برابر است با اختلاف منحنی سطح جلویی لنز و سطح عقبی لنز.

که این در طراحی یک لنز باید مدنظر باشد.

یک لنز تماسی تراش داده شده شکمی اپتیک بهتری نسبت به لنزهای تماسی نرم با روش تولید ‏spin-cast‏ (ریخته‌گری دورانی) دارد.

(به علت داشتن سطوح مناسبتر).

لنزهای نرم به انواع مختلفی تقسیم می‌گردد: 1ـ لنزهای نرم روزانه ‏‎(daily wear)‎‏: فقط در ساعات بیداری شخص مورداستفاده است.

2ـ لنزهای دائمی ‏‎(extended wear)‎‏: 24 ساعت در چشم قرار دارد و می‌تواند به مدت 30 روز هم در چشم بماند.

3ـ لنزهای یکبار مصرف: نیاز به نگهداری ندارد و به صورت پاره‌وقت در چشم قرار می‌گیرد و پس از بیرون آوردن از چشم باید دور انداخته گردد.

4ـ لنزهای رنگی: وجود رنگ باعث می‌شود که رویت آن در هنگام گذاردن و خارج نمودن ساده‌تر باشد بیشتر کاربرد این لنزها جنبه زیبایی داشته و برای تغییررنگ عنبیه چشم از آن بهره می‌برند.

- انواع مواد لنزهای تماسی هیدروژلی نرم Etafilcon A‏: (‏HEMA‏ با سدیم متاکریلات و 2ـ اتیل هیدروکسی متیل ـ 1ـ3ـ پروپان دی ال تری متاکریلات) ‏Vifilcon A‏: (پلیمر متاکریلات اسید با اتیلن گلیکول دی متاکریلات و ‏HEMA‏ و ‏N‏- وینیل پیرولیدن) ‏Tefilcon‏: (‏HEMA‏ پلیمریزه شده و با اتیلن گلیکول دی متاکریلات ‏Cross link‏ شده) لیزوزیم یک پروتئین مهم در اشک، دارای چسبندگی قوی و با لنزها در تماس است با تکنیکهای ردیابی رادیویی؛ اسپکتروسکوپی فوتوالکترونی اشعه ایکس؛ و میکروسکوپهای لیزری و غیره قابل مشاهده است.

اتصال لیزوزیم با لنزهای تماسی یونی با محتوای آب بالا مانند ‏Etafilcon A؛ ‏Viflcon A‏ نشان داد که درجه نفود لیزوزیم در لنز ‏Etafilcon A‏ بیشتر از دومی است اما با اتصال لیزوزیم با لنز اولی یک فرایند جذب سطحی روی داد.‏ دو مبنا برای توسعه هیدروژلهای با قابلیت نفوذ بالا وجود دارد: 1ـ طراحی موادی با محتوای بالای آب که اکسیژن موردنیاز قرنیه را عبور دهد و ‏ ‏2ـ توسعه هیدروژلهایی با قابلیت عبور اکسیژن بالا با هیدروژلهای پایه سلیکونی.

ویژگی‌های این نوع لنزهای هیدروژلی پایه سلیکونی شامل موارد زیر است: 1ـ قابلیت نفوذ بالای اکسیژن، ‏2ـ انعطاف‌پذیری بالا و سختی کم و ‏ ‏3ـ قابلیت خیس شوندگی کم.

‏‎(PDMS)‎‏ پلی دی متیل سیلوکسان به علت مدول الاستیسیته پایین، شفافیت نوری و قابلیت نفوذ بالای اکسیژن که 50 برابر بیشتر از هیدروژلهای برپایه پلی ‏HEMA‏ و 15 برابر بیشتر از هیدروژلهای با محتوای آب بالا به عنوان ماده پایه این نوع لنزها است.

اما ایرادی که ‏PDMS‏ دارد یکی هیدروفوبیک بودن آن و غیرقابل حل بودن در مونومرهای هیدروفیلیکی است.

لنزهای تماسی ‏extended‏ برمبنای پلی متیل سیلوکسان با عامل متاکریلاتی است البته امروزه هیدروژلهای با قابلیت نفوذ بالای اکسیژن برپایه ‏‎[-(CF2)H]‎‏ مورد بررسی قرار دارد فلوئورینات موجود در پلیمر بالا و در زنجیره سیلوکسانی وقتی با مونومرهای هیدروفیلیکی همانند ‏DMA‏ کوپلیمره گردد باعث شفافیت؛ افزایش قابلیت خیس‌شوندگی؛ و افزایش نفوذپذیری اکسیژن می‌شود.

مزایای لنزهای سیلیکون‌دار 1ـ این لنزها می‌تواند با رنگ ‏fluorescein‏ بدون ایجاد لکه استفاده گردد، ‏2ـ از لحاظ اپتیکی بسیار مناسب است، ‏ ‏3ـ برای رهایش مواد دارویی مناسب است، مواد با محتوای سلیکون رهایش بهتری را نشان می‌دهد ‏‎(Balafilcon A, lotrafilcon A)‎ گروه‌بندی ‏FDA‏ برای مواد لنزی: گروه ‏I‏: مواد لنزی غیریونی با محتوای آب کم گروه ‏II‏: مواد لنزی غیریونی با محتوای آب بالا گروه ‏III‏: مواد لنزی یونی با محتوای آب کم گروه ‏IV‏: مواد لنزی یونی با محتوای آب بالا ‏‏4ـ با روش استریلیزاسیون خشک یا مرطوب استریلیزه می‌گردد و ‏ ‏5ـ زمانی که مقدار آب آن کمتر از 5/0% برسد منحنی پایه لنز با خیس شوندگی تغییر نمی‌کند.

مشکلات لنزهای پایه سلیکونی 1ـ ممکن است کم شدن چرخش در هنگامی که قطر به 11 میلی‌متر می‌رسد وجود داشته باشد، ‏2ـ سطح هیدروفوبیک آنها مشکل‌زا است و ‏ ‏3ـ رسوبات موجود در روی لنزهای سلیکونی می‌تواند بینایی را کاهش دهد و باعث آسیب چشم و لنز شود.

‏O2‎‏ و ‏CO2‎‏ به راحتی از لنز لاستیکی سلیکونی عبور می‌نمایند اما مایعات نمی‌تواند جدول (3) مقدار عبوردهی گازهای بالا را نشان می‌دهد.‏ ‏ لنزهای در حال تحقیق امروزی از نوع ‏flour polymer‏ انعطاف‌پذیر است.

این نوع لنزها (‏FFP‏) کوپلیمری از فلوئورو (باعث افزایش قابلیت نفوذ اکسیژن می‌گردد) و وینیل پیرولیدون (که قابلیت خیس شوندگی یا نم‌پذیری دارد) و متاکریلات (سختی را زیاد می‌کند) ساخته شده که غیرهیدراته و انعطاف‌پذیر است اما هنوز تحت بررسی قرار دارد و به بازار نیامده‌ است.

لنزهای سخت ‏‎(Hard lens) ‎این لنزها نسبت به دیگر لنزها قابلیت انعطاف‌پذیری کمتری دارد اما بهترین دید بینایی را نسبت به سایر لنزها دارد.

راحتی کمتری نسبت به لنزهای نرم اما دوام بیشتری نسبت به آنها دارد لنزهایی که کوچکتر و نازکتر ساخته می‌شود، بهتر است.‏ مواد لنزهای تماسی سخت در ابتدا از جنس ماده ‏PMMA‏ (پلی متیل متاکریلات) ساخته شد که یک بیوماتریال اپتیک عالی به حساب می‌آید اما دارای قابلیت کم نفوذ اکسیژن است.

اما از کوپلیمرهای متیل متاکریلات با متاکریلاتهای ‏siloxanyl alkyl‏ استفاده شد تا نقص بالا را جبران نماید البته از ماده فلوئورین هم امروزه استفاده می‌شود که در حال تحقیق و مطالعه است.

پیش ماده فلوئورو آلکیل ـ متیل متاکریلات دارای قابلیت نفوذ اکسیژن بالا و خصوصیات بهتر سطحی نسبت به لنزهای سخت محتوی غیرفلوئورین است.لنزهای تماسی سخت از جنس ‏PMMA‏ هیدروفوبیک و دارای زاویه تماس 60-75 درجه است و به علت این زاویه تماس بالا خیس شوندگی سطح مشکل ایجاد می‌کند به دلیل هیدروفوب بودن میکروارگانیسمها و سلولهای التهابی به سطح آن می‌چسبد.

ساختار شیمیایی ماده پایه لنزهای سخت تماسی ‏‎(PMMA)‎ ‎-CH2-CCH3(COOCH3)-[-CH2-CCH3(COOCH3)-]-CH2-CCH3 (COOCH3)- ‎روش سنتز ‏C6H6+C3H6=C(CH3)2O=C(CH3)2OHCN+HCN=C(CH3)2CONH2-H2SO4= C CH3 CH2 COOCH3= -[CH2-CCH3(COOCH3)-] ‎از مشخصات دیگر این نوع لنز ‏‎(PMMA)‎؛ ضریب انکساری 49/1 است .

لنزهای ‏‎(Rigid Gas Permeable) RGP این نوع لنزها برای بهبود دید چشم و همچنین دارای کیفیت بافتی و فیزیکی بهتری نسبت به ‏PMMA‏ است.

موارد مورداستفاد متداول شامل سلولز استات بوتیرات ‏‎(CAB)‎، سلیکون، اکریلات، سلیکون لاستیکی، استیرن، فلوئور و پلیمرها است.

لنز ‏CAB اگرچه این لنزها قابلیت نفوذ اکسیژن کمتری نسبت به کوپلیمر سیلوکسانیل آلیل متاکریلات دارد اما مقاومت به خراشیدن کمتری دارد و با تغییرات رطوبت منحرف و تاب برنمی‌دارد.

درمقابل لنزهای تماسی سخت این لنزها دارای کشش سطحی کمتر از 38% و زاویه خیس‌شوندگی 5/18 درجه است که اجازه نم‌پذیری بهتر؛ و انعطاف‌پذیری بیشتر را می‌دهد.

راحتی این لنزها بین دو لنز نرم و سخت است.

مزایای لنزهای ‏RGP‏ نسبت به لنزهای قبلی 1ـ ایجاد عفونت کمتر، 2ـ دید بینایی بهتر، 3ـ تجمع رسوب کمتر، 4ـ حمل آسانتر و ‏ ‏5ـ قابلیت عبوردهی خوب اکسیژن.‏ اما این لنزها معایبی را هم به همراه دارد از جمله؛ لنزهای ‏RGP‏ فاصله بیشتری را نسبت با بقیه لنزها با قرنیه چشم دارد و کمترین حساسیت را نسبت به قرار گرفتن مواد خارجی در زیر لنز خواهد داشت.

ویژگیهای یک لنز تماسی خوب آسایش و ناراحت ننمودن لنز از مهم‌ترین ویژگی‌های یک لنز خوب است.

سطوح لنز باید خیس باشد (نمناکی یا خیسی؛ ‏wetness؛ به ‌وسیله زاویه نمناکی با ریختن یک قطره آب روی ماده محاسبه می‌شود) زاویه هرچه بزرگتر باشد ماده آب دوست‌تر خواهد بود مواد آب‌گریز زاویه نمناکی کوچکتری دارد که اغلب لنزهای مصرفی را از این نوع می‌سازد.

علاوه بر این لنز باید قابلیت جذب آب را داشته باشد چون اگر لنز دهیدراته گردد باعث شکننده شدن؛ چروک خوردن و سفت شدن قرنیه می‌گردد.

لنز تماسی باید توانایی عبور اکسیژن و مونوکسید کربن را داشته باشد همچنین باید قادر باشد گاز دی‌اکسید کربن را دفع نماید اگر عبور گازها کافی نباشد عارضه تورم قرنیه ‏‎(corneal swelling)‎‏ را مشاهده خواهیم کرد.

همچنین سطوح لنزها باید در برابر دفع پروتئینهای اشکی مقاوم باشد چون دفع پروتئین باعث کاهش بینایی و تحریک چشم می‌گردد لنز نه هیدروفوبیک و نه لیپوفیلیک باید باشد درنهایت اینکه باید دارای مروفولوژی عالی باشد.‏ منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره 69