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Benetzbarkeit von Kontaktlinsen

Kontaktwinkelmessungen für die Qualitätssicherung und die Entwicklung biokompatibler Materialien

Weiche Kontaktlinsen liegen nicht direkt auf der Hornhaut, sondern schwimmen auf einem dünnen Tränenfilm. Wie verträglich die Linse besonders beim längeren Tragen ist, hängt neben der Sauerstoffdurchlässigkeit von der Benetzbarkeit durch die Tränenflüssigkeit ab.

Diese Benetzbarkeit kann mit Hilfe unserer optischen Instrumente bestimmt werden. Über die Analyse der Langzeitbenetzbarkeit und der Oberflächenvorbehandlung der Linsen hilft Kontaktwinkelmessung bei der Entwicklung und Qualitätssicherung biokompatibler Materialien.

Überprüfung der Benetzbarkeit und der Vorbehandlung mit Kontaktwinkeln

Für lange Tragezeiten vorgesehene Linsen sind in der Regel Hydrogele mit einem Silikonanteil. Die Silikonkomponente sorgt für gute Sauerstoffdurchlässigkeit, ist jedoch hydrophob. Zum einen wird dadurch die Benetzung durch die Tränenflüssigkeit verringert, zum anderen setzen sich hydrophobe Lipide leichter auf der Linse ab und verschmutzen sie. Beide Effekte verringern den Tragekomfort.

Hersteller von Kontaktlinsen verbessern die Benetzbarkeit, indem sie die Oberflächenenergie und -polarität der Linsen durch Beschichtung, Oberflächenvorbehandlung oder Einbau hydrophiler Gruppen erhöhen. Um die verbesserte Benetzung zu prüfen, kann der Kontaktwinkel der Linsenoberfläche mit Wasser oder einer tränenähnlichen Flüssigkeit gemessen werden. Ein kleiner Kontaktwinkel bildet gute Benetzung ab und lässt gleichzeitig auf geringe Anhaftung verunreinigender Lipide schließen.

Annäherung an die Tragebedingungen

Für Kontaktwinkelmessungen auf Kontaktlinsen haben wir einen konvexen Probenhalter entwickelt, der die Wölbung des Auges simuliert. Unsere Software ist mit einer gekrümmten Kontaktlinie (Basislinie) zwischen Flüssigkeit und Oberfläche ebenfalls für die Messung an Kontaktlinsen optimiert.

Um die Bedingungen der ständig benetzten Kontaktlinse messtechnisch zu simulieren, bietet sich die Captive-Bubble-Methode an. Dabei wird der Kontaktwinkel einer Luftblase auf einer permanent eingetauchten Linse gemessen, sodass sich die Struktur des Hydrogels nicht ändert. Auf diese Weise kann auch die Langzeit-Benetzbarkeit gemessen werden, um die Tragedauer der Linse zu prüfen.

Dynamische Messungen des Fortschreit- und Rückzugswinkels simulieren die Be- und Entnetzung beim Lidschlag. Beim Schließen der Augen wird der Tränenfilm über die Linsenoberfläche gedrückt (Fortschreitwinkel). Das Öffnen der Lider geht mit einer Teilentnetzung des Auges einher (Rückzugswinkel).

Beide Winkel werden mit Hilfe eines softwaregesteuerten Dosiersystems gemessen, das den Tropfen oder die Luftblase auf der Linse gezielt vergrößert und verkleinert. Die Differenz zwischen den beiden Winkeln ist ein Maß für die Filmstabilität und bildet das Benetzungsverhalten der Linse im Auge ab.

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