隐形眼鏡

一、隐形眼鏡的透氧性

　　角膜的正常生理功能所需能量依賴于其葡萄糖代謝産生的三磷酸腺苷（ATP）。當角膜攝取氧充足時，一個分子的葡萄糖代謝後能産生36個ATP，而缺氧狀态下生成ATP的數量大幅下降，無氧供給時僅産生2個ATP，能量供給嚴重不足，從而使角膜的水平衡遭到破壞，電解質代謝紊亂，角膜實質層發生水腫增厚。由此可見，角膜的氧氣攝取量是促進角膜糖代謝、保證其正常運轉的關鍵。

　　當佩戴隐形眼鏡後，角膜氧供主要來自兩個渠道：一是淚液運載氧氣透過鏡片，二是鏡片邊緣淚液的排吸交換。隐形眼鏡有硬性和軟性之分，因材質和特點的不同，兩種鏡片的攝氧方式存在一定的差異。硬性隐形眼鏡是由透明塑膠聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成，具有良好的加工性，适合各種屈光不正患者的針對性設計，但PMMA幾乎無透氧性，角膜的供氧主要由鏡片邊緣淚液的排吸交換完成。從20世紀70年代後，逐漸将矽、氟、酮以有機組合的形式添加到PMMA中，大大增加了鏡片的氧氣透過性，最終形成了今天的硬性隐形眼鏡新形式——高透氧硬性隐形眼鏡（RGP）。軟性隐形眼鏡（SCL）由親水性合成高分子化合物制成，含水量高、氧透過性好，與RGP一樣主要通過鏡片的透氧性直接向角膜供氧。

　　測試前，應當去除測試樣品材料和系統中所有的氧。對高透氧材料而言，測量前從測試腔中除氧即可。然而，對非水凝膠低透氧材料，如PMMA，在測試腔封閉并随後淨化除氧前，鏡片試樣應在氯化鈣的幹燥劑下放置至少48h。

　　2、安裝試樣。将鏡片試樣的後表面外圍放置于下測試腔的塗有真空油脂的環形光滑表面上，确保樣品無褶皺。将測試腔的上部分扣合在裝有試樣的下半部分測試腔體上，夾緊，并在周圍凹槽中注入一定量的蒸餾水，封閉測試腔罩蓋，如圖２。

　　3、除氧。設定載氣以50mL/min~60 mL/min的速率流入測試腔上下部分。3min~4min後，流速下降到5mL/min~15 mL/min并維持10min~30min。此時測試腔殘留的氧氣從鏡片試樣中連續脫出，攜帶氧氣的載氣流被輸送到庫倫傳感器，傳感器的輸出起先會快速升高達到峰值，後逐漸穩定在一個較低的值，即零電壓輸出（V0），根據測試材料透氧性的不同，除氧過程通常持續30分鐘至十幾個小時。

　　4、測試。将氧氣和載氣維持以除氧的最終速率分别流入測試腔上下兩側，氧氣透過鏡片樣品，進入庫倫傳感器輸出電壓，當輸出值穩定為一個數值時，此時的電壓值為最終值（VE）。

　　5、測試結果計算。首先根據式1，計算出氧流量量率（μLO2/s）。進而據式2推算出鏡片的透氧系數。

　　qo2=K×(VE-V0)/RL -------------------------------------- (1)

　　其中，K——校正常數；VE——最終電壓輸出；V0——零電壓輸出；RL——負載阻抗；

　　Dk=t×qo2×0.001/(PA×A)------------------------------- (2)

　　其中，Dk——測試樣品的透氧系數，10-11（cm2/s）·[mLO2/(mL·hPa)]；PA——（大氣壓-水蒸氣壓），hPa；t——徑向厚度或平均調和中心厚度，cm；A——測試樣品的暴露面積，cm2；qo2——流經探測器的氧流量量率，μLO2/s；1/103——将μL轉化為mL的系數；

　　式1涉及到一個校正常數K，這就引出了系統标定的概念。經驗表明，在某些條件下，庫倫傳感器可能會耗盡或損壞，以至于其效率和響應時間被削弱。因此使用庫倫傳感器測試透氧性需結合定期的傳感器校驗，這依靠于一個已知透氧量（Dk/t）的标準材料。通常采用的标準材料為SRM1470，其Dk/t為0.072±0.0045Dk/t單位。通過上述方法測試标準材料，據式2推導出氧流量量率qo2，繼而再根據式1得出校正常數K值。利用校正常數能夠實現對測試系統和結果的初步校正。

三、典型案例測試

　　筆者依照上述方法利用OX2/230氧氣透過率測試系統對三款不同品牌的硬性隐形眼鏡的Dk值進行了測試，測試結果如下：

　　表1 三種品牌硬性隐形眼鏡的透氧系數Dk

　　在現實中，Dk是衡量材料透氧系數的标準參數，雖精确但缺乏形象感，對于新人和消費者來說很難把Dk值與具體角膜攝氧量以及舒适度聯系在一起。因此，業界有時會采用等效氧百分比（EOP）的形式表示角膜上的氧含量，即隐形眼鏡的透氧性。EOP表示混合氣體中氧氣的濃度，大氣中氧含量為21%，閉眼時為7%左右，隐形眼鏡長期佩戴的最低需求和理想含量分别為12%左右和18%左右。對于Dk值為150的品牌一隐形眼鏡，佩戴後角膜的氧含量基本能達到17%~19%，佩戴品牌三和品牌二的隐形眼鏡後角膜氧含量能達到11%和14%，均适宜長期佩戴。

四、結語

　　氧氣，是眼角膜正常生理代謝的基礎，佩戴隐形眼鏡會使角膜的攝氧發生不同程度的折損，造成角膜水腫、血管增生等一系列病變。因此，隐形眼鏡的透氧性越高，對角膜的損傷越小，更适合于長期佩戴。透氧系數Dk是國際統一的隐形眼鏡透氧性指标，采用庫倫法能快速精确的測定出硬性和非水凝膠彈性隐形眼鏡材料的透氧系數和透氧量，對企業新型鏡片的材料選擇、含水量和厚度的設計以及消費者的選購提供了有效的參考依據。

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