Post on 06-Apr-2015
98300-1S.PPT
KL Eigenschaften und Sauerstofftransmission
KL Eigenschaften und Sauerstofftransmission
98300-2S.PPT
Sauerstoffbedarf der Hornhaut:Allgemein
Sauerstoffbedarf der Hornhaut:Allgemein
• Wenn keine KL getragen werden
• Erfahrene KL Träger vs Neophyten
• Daily wear (DW)
• Extended wear (EW)
• Linsendesign/material
• Wenn keine KL getragen werden
• Erfahrene KL Träger vs Neophyten
• Daily wear (DW)
• Extended wear (EW)
• Linsendesign/material
98300-3S.PPT
Sauerstoffbedarf der Hornhaut:Definition
Sauerstoffbedarf der Hornhaut:Definition
• Kritische Sauerstoffwerte
• Kriterien von Holden und Mertz (Dk/t)
• Große individuelle Schwankungen
• Abnormalitäten der Hornhaut:
– Operation
– Krankheit
• Kritische Sauerstoffwerte
• Kriterien von Holden und Mertz (Dk/t)
• Große individuelle Schwankungen
• Abnormalitäten der Hornhaut:
– Operation
– Krankheit
98300-4S.PPT
Keine Quellung der Hornhaut:
• Dk/t = 24.1 ± 2.7 x 10-9
• EOP über 9.9%
Keine Quellung der Hornhaut:
• Dk/t = 24.1 ± 2.7 x 10-9
• EOP über 9.9%
Sauerstoffbedarf der HornhautSauerstoffbedarf der HornhautWeiche KL (Tagestragen)Weiche KL (Tagestragen)
98300-5S.PPT
Keine bleibende Quellung der Hornhaut bei
geschlossenem Auge :
• Dk/t = 34.3 ± 5.2 x 10-9
• EOP über 12.1%
Keine bleibende Quellung der Hornhaut bei
geschlossenem Auge :
• Dk/t = 34.3 ± 5.2 x 10-9
• EOP über 12.1%
Sauerstoffbedarf der HornhautSauerstoffbedarf der HornhautWeiche KL (vT)Weiche KL (vT)
98300-6S.PPT
Ödem über Nacht = 4.0%
• Dk/t = 87.0 ± 3.3 x 10-9
• EOP über 17.9%
Ödem über Nacht = 4.0%
• Dk/t = 87.0 ± 3.3 x 10-9
• EOP über 17.9%
Sauerstoffbedarf der HornhautSauerstoffbedarf der HornhautWeiche KL (vT)Weiche KL (vT)
98300-7S.PPT
• Siloxanbindungen (Si-O-Si) bilden molekülgroße ‘Lücken'
• Größe, Rotation und Flexibilität der Lücken bestimmen die Permeabilität
• Konzentrationsgradient
• Siloxanbindungen (Si-O-Si) bilden molekülgroße ‘Lücken'
• Größe, Rotation und Flexibilität der Lücken bestimmen die Permeabilität
• Konzentrationsgradient
Permeabilität formstabiler KLPermeabilität formstabiler KL
98300-8S.PPT
Permeabilität formstabiler KLPermeabilität formstabiler KL
3-Stufen Prozess:
• Gas gelangt zur Vorderfläche der Linse
• Diffusion durch die Linse
• Gas entweicht über die hintere Linsenfläche und
gelangt in den Tränenfilm hinter der Linse
3-Stufen Prozess:
• Gas gelangt zur Vorderfläche der Linse
• Diffusion durch die Linse
• Gas entweicht über die hintere Linsenfläche und
gelangt in den Tränenfilm hinter der Linse
98300-9S.PPT
Permeabilität formstabiler KLPermeabilität formstabiler KL
• Siloxan besitzt eine weitaus
höhere Permeabilität als Fluor
• Fluor-Polymere besitzen bessere
Oberflächeneigenschaften
• Fluor bewirkt eine Zunahme der
Sauerstofflöslichkeit im Material
• Siloxan besitzt eine weitaus
höhere Permeabilität als Fluor
• Fluor-Polymere besitzen bessere
Oberflächeneigenschaften
• Fluor bewirkt eine Zunahme der
Sauerstofflöslichkeit im Material
Fluor-MaterialienFluor-Materialien
98300-10S.PPT
Permeabilität formstabiler KLPermeabilität formstabiler KL
• Permeabilität ist eine Funktion der Molekularbewegung und/ oder Löslichkeit
• Permeabilität nimmt zu bei:
- Verbesserten Oberflächeneigenschaften
- Höheren Temperaturen
- Verringerter Vernetzung
- Höherem Luftdruck
• Polymere erfordern Kompromisse
• Permeabilität ist eine Funktion der Molekularbewegung und/ oder Löslichkeit
• Permeabilität nimmt zu bei:
- Verbesserten Oberflächeneigenschaften
- Höheren Temperaturen
- Verringerter Vernetzung
- Höherem Luftdruck
• Polymere erfordern Kompromisse
98300-11S.PPT
Formstabile KL Sauerstoffversorgung
Formstabile KL Sauerstoffversorgung
• Permeabilität des Materials
• Minimaler Einfluss von Ablagerungen
• Dicke der KL / Stärke
• Tränenaustausch beim Lidschlag
• Tränenfilmdicke unter der Linse
• Permeabilität des Materials
• Minimaler Einfluss von Ablagerungen
• Dicke der KL / Stärke
• Tränenaustausch beim Lidschlag
• Tränenfilmdicke unter der Linse
98300-12S.PPT
Permeabilität weicher KLPermeabilität weicher KL
• Gasaustausch über wässrige Phase (nicht Polymer)
• Verschiedene Wassergehalte
• Wassereigenschaften innerhalb des Polymers
- gebunden (nicht gefrorenes Wasser)
- frei (gefrorenes Wasser)
• Gasaustausch über wässrige Phase (nicht Polymer)
• Verschiedene Wassergehalte
• Wassereigenschaften innerhalb des Polymers
- gebunden (nicht gefrorenes Wasser)
- frei (gefrorenes Wasser)
98300-13S.PPT
• Nur freies Wasser ist für O2 Transport verfügbar
• Verhältnis der Bindung zu freiem Wasser ist
maßgebend
• Neue Polymere (Siloxan Komponenten)
• Farbeffekte
- dunkel
- farbig
• Nur freies Wasser ist für O2 Transport verfügbar
• Verhältnis der Bindung zu freiem Wasser ist
maßgebend
• Neue Polymere (Siloxan Komponenten)
• Farbeffekte
- dunkel
- farbig
Permeabilität weicher KLPermeabilität weicher KL
98300-14S.PPT
• Berücksichtigung der Dicke:
- durchschnittlich vs zentral
- Scheitelbrechwert
• Beeinflusst physiologische Reaktion
• Berücksichtigung der Dicke:
- durchschnittlich vs zentral
- Scheitelbrechwert
• Beeinflusst physiologische Reaktion
Durchlässigkeit weicher KLDurchlässigkeit weicher KL
98300-15S.PPT
Durchlässigkeit weicher KLDurchlässigkeit weicher KL
• Erhöhter Dk/t bei:
- Höherem Wassergehalt (feste Dicke)
- Dünnerer Linse (fester Wassergehalt)
• höchster Dk/t dünner Linse mit mittlerem Wassergehalt
• Sehr starke Ablagerungen können den Dk/t herabsetzen
• Erhöhter Dk/t bei:
- Höherem Wassergehalt (feste Dicke)
- Dünnerer Linse (fester Wassergehalt)
• höchster Dk/t dünner Linse mit mittlerem Wassergehalt
• Sehr starke Ablagerungen können den Dk/t herabsetzen
98300-16S.PPT
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
• HEMA Material, Tragezeit 8 Stunden• HEMA Material, Tragezeit 8 Stunden
tc (mm) Quellung (%)
0.13 8
0.07 5
0.03 1
tc (mm) Quellung (%)
0.13 8
0.07 5
0.03 1
Weiche KL (Tagestragen)Weiche KL (Tagestragen)
La Hood, CCLRU DataLa Hood, CCLRU Data
98300-17S.PPT
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
PMMA 6
niedriger Dk 3 - 4
mittlerer Dk 1
hoher Dk 0
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
PMMA 6
niedriger Dk 3 - 4
mittlerer Dk 1
hoher Dk 0
Formstabile KL (Tagestragen)Formstabile KL (Tagestragen)
La Hood, CCLRU DataLa Hood, CCLRU Data
98300-18S.PPT
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
Niedriger Wassergehalt 12
Mittlerer Wassergehalt 10
Hoher Wassergehalt 11
Neues Polymer 4
Siloxan Elastomer 2.5
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
Niedriger Wassergehalt 12
Mittlerer Wassergehalt 10
Hoher Wassergehalt 11
Neues Polymer 4
Siloxan Elastomer 2.5
Weiche KL (Übernachttragen)Weiche KL (Übernachttragen)
La Hood, CCLRU DataLa Hood, CCLRU Data
98300-19S.PPT
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
niedriger Dk 10-13
mittlerer Dk 7-9
hoher Dk 5-6
Material (Tragezeit 8 h) Quellung (%)
niedriger Dk 10-13
mittlerer Dk 7-9
hoher Dk 5-6
Formstabile KL (Übernachttragen)Formstabile KL (Übernachttragen)
La Hood, CCLRU DataLa Hood, CCLRU Data
98300-20S.PPT
Siloxan ElastomerSiloxan Elastomer
• Weniger Quellung übernacht als ohne KL 2.0% vs 3.6%
• Mögliche Gründe:
- Geringerer Widerstand gegen O2 vom Lid
- linseninduzierter Lagophthalmos
- verändertes CO2 Niveau
- Reduzierte Tonizitätsänderung
• Weniger Quellung übernacht als ohne KL 2.0% vs 3.6%
• Mögliche Gründe:
- Geringerer Widerstand gegen O2 vom Lid
- linseninduzierter Lagophthalmos
- verändertes CO2 Niveau
- Reduzierte Tonizitätsänderung
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
98300-21S.PPT
Ödem vs Dk/tÖdem vs Dk/tDaily WearDaily Wear
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 10 20 30 40
CALC Dk/tavgCALC Dk/tavg
(cm x ml O2 / sec x ml x mm Hg)(cm x ml O2 / sec x ml x mm Hg)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Dk/tavg = 24 x 10-9
r = - 0.96
Dk/tavg = 24 x 10-9
r = - 0.96
98300-22S.PPT
0
10
20
0 10 20 30 40
Dk/tavg (cm x ml O2) / (sec x ml x mm Hg)Dk/tavg (cm x ml O2) / (sec x ml x mm Hg)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Dk/tavg = 87 x 10-9Dk/tavg = 87 x 10-9
15
5
140130//
Holden und Mertz, 1984Holden und Mertz, 1984
Ödem über Nacht vs Dk/tÖdem über Nacht vs Dk/tExtended WearExtended Wear
98300-23S.PPT
Quellung der HornhautQuellung der Hornhaut
• H2O 75% Material, 8 h Tragezeit• H2O 75% Material, 8 h Tragezeit
tc (mm) Quellung(%)
0. 3 2
0.15 0.5
tc (mm) Quellung(%)
0. 3 2
0.15 0.5
Weiche KL (Tagestragen)Weiche KL (Tagestragen)
La Hood, CCLRU DataLa Hood, CCLRU Data
98300-24S.PPT
Neuartiges Polymer weicher KLNeuartiges Polymer weicher KL
• biphasisches Block-Copolymer
• polymerische Phase auf Siloxan-Basis
• Verbunden mit Wasserphase
• O2 Permeabilität steigt mit sinkendem
H2O Gehalt
• biphasisches Block-Copolymer
• polymerische Phase auf Siloxan-Basis
• Verbunden mit Wasserphase
• O2 Permeabilität steigt mit sinkendem
H2O Gehalt
98300-25S.PPT
Siloxan ElastomerSiloxan Elastomer
• Ein Dimethylpolysiloxan-Polymer
• Grundsätzlich hydrophob
• Pures Polymer sehr sauerstoffdurchlässig
• Permeabilität des “gefüllten” Polymers ist
signifikant geringer
• Ein Dimethylpolysiloxan-Polymer
• Grundsätzlich hydrophob
• Pures Polymer sehr sauerstoffdurchlässig
• Permeabilität des “gefüllten” Polymers ist
signifikant geringer
98300-26S.PPT
Formstabile MaterialienSiloxan-Komponente
Formstabile MaterialienSiloxan-Komponente
• Methylgruppen klein
• Methylgruppen nicht polar,
deshalb mobiler
• Großer Abstand zwischen Si-
Atomen
• Großer Polymer-Freiraum
• Polymerstruktur ist sehr
elastisch (dehnbar)
Str
uktu
r
komprimiert
entspannt
gedehnt
O
CH3
Si
CH3
OO
130°
Dehnbare Struktur
CH3
Si
CH3
Si
Methylgruppen können frei um Si-Atom rotieren
98300-27S.PPT
Formstabile MaterialienFluor-Komponente
Formstabile MaterialienFluor-Komponente
Acryl(PMMA)
SiloxanAcrylat
Fluoro-SiloxanAcrylat
Gelöster Sauerstoff
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2 O2
O2
O2
O2
O2O2
O2
O2
O2O2
O2
O2
O2
98300-28S.PPT
WassergehaltWasserdipol
WassergehaltWasserdipol
CH3
H2C = C
C
CH2
CH2
O
H
OO
WasserdipolO
HH+ +
–
–
+
O
HH+ +
–
O
HH
++
–Hydroxylrest
HEMA Monomer
O
H
–
+
Wasserdipole am Hydroxylrest
Hydrogenbindung
O
HH+ +
–O
HH
++
–
OH
H +
+–
Gebundenes Wasser
Freies Wasser
98300-29S.PPT
WassergehaltPolymer FaktorenWassergehaltPolymer Faktoren
+–
–+
H
C
H
H
C
N
H2C
H2C
C = O
CH2
+
N-vinyl 2 Pyrrolidon
Pyr
roli
do
nri
ng
Carbonylgruppe
O
H
H+
+
–
O
HH
++
–
Wasserdipol
Wasse
rdipol
Polymer-PolymerAnziehung
O
H
CH2
CH2
CH2
CH2
O
H+
–
–
+HE
MA
HE
MA
98300-30S.PPT
0
10
20
0 10 20 30 40
Dk/tavg (cm x ml O2) / (sec x ml x mm Hg)Dk/tavg (cm x ml O2) / (sec x ml x mm Hg)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Qu
ellu
ng
der
Ho
rnh
aut
(%)
Dk/tavg = 87 x 10-9Dk/tavg = 87 x 10-9
15
5
140130//
Holden and Mertz, 1984Holden and Mertz, 1984
Ödem über Nacht vs Dk/tÖdem über Nacht vs Dk/tvT vT
98300-31S.PPT
KonzentrationsgradientKonzentrationsgradient
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
PERMEABLE MEMBRAN
Kugel und Berg Analogie
Ko
nze
ntra
tion
(Hö
he)
(Mem
bran)
98300-32S.PPT
PermeabilitätPermeabilität
Me
mb
ran
Me
mb
ran
Me
mb
ran
PermeabelPermeabel
Semi-permeabelSemi-permeabel
ImpermeabelImpermeabel