Moduł Younga w soczewkach kontaktowych - co to? Dlaczego jest ważny?
Soczewki kontaktowe stały się jednym z najpopularniejszych rozwiązań korekcji wzroku na świecie. Choć z ich komfortem i funkcjonalnością wiąże się wiele czynników, jednym z kluczowych jest materiał, z którego zostały wykonane. W tym kontekście pojęcie modułu Younga odgrywa istotną rolę, choć nie zawsze jest dostrzegane przez konsumentów. Moduł Younga, określający sztywność materiału, ma znaczący wpływ na komfort noszenia soczewek, ich dopasowanie do rogówki, a także na stabilność optyczną. W niniejszym artykule wyjaśnimy, czym dokładnie jest moduł Younga!
Najważniejsze informacje:
- Czym jest moduł Younga?
- Znaczenie modułu Younga w soczewkach kontaktowych
- Moduł Younga a materiały stosowane w soczewkach kontaktowych
- Moduł Younga a wybór odpowiednich soczewek
- Jaki moduł Younga mają najpopularniejsze soczewki kontaktowe?
Czym jest moduł Younga?
Moduł Younga, zwany również modułem sprężystości podłużnej, to fizyczna wielkość opisująca sztywność materiału. Informuje on, jak dany materiał reaguje na siły rozciągające i ściskające, czyli jak bardzo opiera się odkształceniom. W kontekście soczewek kontaktowych określa, czy dany materiał jest bardziej elastyczny, czy raczej sztywny, co bezpośrednio wpływa na komfort noszenia, dopasowanie do rogówki oraz stabilność soczewki na oku.
Definicja matematyczna modułu Younga
Matematycznie moduł Younga (E) definiuje się jako stosunek naprężenia do odkształcenia względnego:
E = σ / ε
Gdzie:
E – moduł Younga (wyrażany w paskalach – Pa),
σ – naprężenie, czyli siła działająca na jednostkę powierzchni,
ε – odkształcenie względne, czyli stosunek zmiany długości materiału do jego początkowej długości.
W prostych słowach, im wyższa wartość modułu Younga, tym materiał jest sztywniejszy i trudniej poddaje się odkształceniom. Natomiast niższy moduł oznacza, że materiał jest bardziej elastyczny i łatwiej zmienia swój kształt pod wpływem działania sił zewnętrznych.
Znaczenie modułu Younga w soczewkach kontaktowych
Moduł Younga ma kluczowe znaczenie dla użytkowników soczewek kontaktowych, ponieważ wpływa na komfort noszenia, jakość widzenia oraz ryzyko powikłań okulistycznych. Pacjenci oczekują od soczewek nie tylko ostrego widzenia, ale także wygody i łatwości użytkowania. Właściwości mechaniczne materiału, z którego wykonane są soczewki, mają bezpośredni wpływ na spełnienie tych oczekiwań.
Komfort noszenia
Soczewki o niższym module Younga są bardziej elastyczne, dzięki czemu lepiej dopasowują się do kształtu rogówki. Tego typu soczewki wywołują mniejszy nacisk na powierzchnię oka, co zmniejsza ryzyko podrażnień oraz uczucia dyskomfortu. Ponadto, bardziej miękkie soczewki rzadziej powodują interakcję z powiekami podczas mrugania, co dodatkowo zwiększa komfort użytkowania. Z drugiej strony, soczewki o wysokim module Younga mogą być sztywniejsze, co początkowo może powodować uczucie ciała obcego w oku.
Jakość widzenia
Moduł Younga wpływa na stabilność kształtu soczewki, co jest kluczowe dla ostrości widzenia. Bardziej miękkie soczewki mogą lepiej przylegać do powierzchni oka, ale mogą również bardziej się odkształcać, co prowadzi do zmniejszenia ostrości wzroku. W przeciwieństwie do nich, soczewki o wyższym module Younga zapewniają lepszą stabilność optyczną, co jest szczególnie istotne dla osób mających astygmatyzm lub z nieregularnym kształtem rogówki.
Ryzyko powikłań i łatwość użytkowania
Zbyt sztywne soczewki mogą zwiększać ryzyko powikłań mechanicznych, takich jak erozja rogówki, SEALs (superior epithelial arcuate lesions) czy brodawkowate zapalenie spojówek. Sztywniejsze materiały mogą również utrudniać prawidłową wymianę filmu łzowego pod soczewką, co prowadzi do niedotlenienia rogówki i potencjalnych problemów zdrowotnych.
Z kolei zbyt miękkie soczewki mogą mieć słabsze właściwości manipulacyjne, co utrudnia ich zakładanie i zdejmowanie. Brak odpowiedniego dopasowania może prowadzić do nadmiernej ruchomości soczewki na oku, co wpływa na stabilność widzenia i komfort użytkowania.
Moduł Younga a materiały stosowane w soczewkach kontaktowych
Soczewki kontaktowe są produkowane z różnych materiałów polimerowych, które różnią się elastycznością i sztywnością. Moduł Younga wpływa na komfort noszenia, dopasowanie do oka oraz trwałość soczewek. Możemy wyróżnić trzy główne grupy materiałów używanych w produkcji soczewek kontaktowych:
Hydrożelowe soczewki kontaktowe
Hydrożele to materiały o niskim module Younga, co czyni je bardziej elastycznymi i komfortowymi w noszeniu. Dzięki temu dobrze dopasowują się do rogówki, zapewniając wysoki komfort noszenia. Jednakże, ich niższa sztywność sprawia, że są bardziej podatne na uszkodzenia mechaniczne i mogą mieć gorsze właściwości optyczne w korygowaniu astygmatyzmu.
Soczewki silikonowo-hydrożelowe
Wprowadzenie silikonowo-hydrożelowych materiałów do produkcji soczewek kontaktowych miało na celu zwiększenie przepuszczalności tlenu przez soczewkę. Jednakże, dodatek silikonu zwiększa moduł Younga, czyniąc soczewki bardziej sztywnymi, co może powodować uczucie ciała obcego w oku, zwłaszcza u osób wrażliwych. Pierwsza generacja soczewek silikonowo-hydrożelowych charakteryzowała się modułem nawet pięciokrotnie wyższym niż tradycyjne hydrożele, co prowadziło do problemów z komfortem i dopasowaniem. Nowsze generacje tych soczewek dążą do obniżenia modułu Younga przy zachowaniu wysokiej przepuszczalności tlenu, co osiągnięto poprzez modyfikacje w strukturze polimerowej i dodatek czynników nawilżających.
Twarde soczewki gazoprzepuszczalne
Twarde soczewki gazoprzepuszczalne cechuje bardzo wysoki moduł Younga, co oznacza, że są znacznie sztywniejsze niż soczewki miękkie. Ich główną zaletą jest stabilność optyczna i doskonała jakość widzenia, zwłaszcza u osób z nieregularnym kształtem rogówki. Są także bardziej odporne na osady białkowe i uszkodzenia mechaniczne. Ze względu na swoją sztywność wymagają jednak dłuższego okresu adaptacji.
Moduł Younga a wybór odpowiednich soczewek
Wybór soczewek kontaktowych powinien być dostosowany do indywidualnych potrzeb pacjenta. Osoby o wrażliwych oczach mogą preferować soczewki o niższym module Younga, które są bardziej komfortowe i elastyczne. Natomiast osoby wymagające precyzyjnej korekcji wzroku, np. z astygmatyzmem, mogą korzystać z soczewek o wyższym module Younga, które zapewniają lepszą jakość widzenia.
Współczesne badania nad materiałami soczewek kontaktowych koncentrują się na znalezieniu optymalnej równowagi między sztywnością a komfortem, co pozwala na tworzenie soczewek o ulepszonych właściwościach mechanicznych i większej kompatybilności z powierzchnią oka.
Jaki moduł Younga mają najpopularniejsze soczewki kontaktowe?
- 1-day Acuvue Moist - 0,31MPa
- EyeLove Supreme 1-Day Pro - 0,36 MPa
- MyDay - 0,4 MPa
- Clariti 1 day - 0,5 MPa
- Dailies Total 1 - 0,7 MPa
- Acuvue Oasys 1-Day - 0,72 MPa
Bibliografia:
- http://www.siliconehydrogels.org/editorials/oct_07.asp
- https://www.jnjvisioncare.ae/education/quick-learning-by-topic/balance-of-properties/explanation-of-contact-lens-properties-and-features
- https://pl.wikipedia.org/wiki/Modu%C5%82_Younga
- https://www.ptfarm.pl/wydawnictwa/czasopisma/farmacja-polska/103/-/27863
- Saha, Mou. “Mechanical Properties of Contact Lens Materials.” Eye Contact Lens: Science Clinical Practice, 2018.
- Bhamra, Tarnveer Singh et al., Mechanical properties of contact lenses: The contribution of measurement techniques and clinical feedback to 50 years of materials development, Contact Lens and Anterior Eye, Volume 40, Issue 2, 70 - 81
Absolwentka Politechniki Wrocławskiej na kierunku Optometria oraz wielu kursów branżowych. Specjalizuje się w badaniu refrakcji wzroku oraz kontaktologii, czyli dobieraniu soczewek kontaktowych miękkich. Od ponad 10 lat pracuje w branży związanej z korekcją wzroku jako optometrysta pracujący w gabinecie. Pomaga pacjentom przeprowadzając badania wad refrakcji, dobierając okulary oraz soczewki kontaktowe.
