眼の健康におけるコンタクトレンズ材料の重要な役割

コンタクトレンズは、眼鏡から解放し、アクティブなライフスタイルを可能にするために、世界中の140万人以上の人々のためのビジョン補正を変革しました。しかし、この利便性は、固有のリスクが付属しています。微生物角質炎、深刻な角質感染症、約4〜20 / 10,000コンタクトレンズユーザーを毎年影響し、レンズの表面の細菌汚染は、主要な原因要因である。接触レンズが製造された材料は、細菌を予防する働きを発揮し、最終的には、細菌と細菌と関連性を効果的に保護する方法を判断する決定的な役割を果たしています。

眼球面は、抗菌タンパク質と、皮膜のエピテルミウムを物理的バリアとして作用する涙を伴って、繊細な生態系を維持します。レンズに触れ、その性質をとり、この平衡を破壊します。微生物のアタッチメント、インペードの涙の交換のための基質を作成し、微小路を皮膜表面に引き起こすことができます。レンズの材料特性、水含有量、表面充満、粗さ、および化学組成物および粘度:これらの表面は、表面に作用するかどうかを観察します。[Fert]:[Fert]

接触レンズへの細菌接着のメカニズム

レンズ表面に接触する細菌の付着は、細菌細胞の封筒とレンズ材料間の理化学的相互作用によって支配される複雑で多段なプロセスです。これらのメカニズムを理解することは、より安全なレンズ材料と効果的な感染症予防戦略の設計の基礎を提供します。

初期添付ファイル: 物理化学的強制

付着力の初期段階では、Bariaian の動き、対流、および重力セッティングによる細菌のアプローチレンズ表面にアプローチします。 10〜20ナノメートルの距離で、Van der Waals 力、静電気相互作用、および疎水効果が優勢になる。 Bacteria は、生理学的条件下にあるほとんどのコンタクトレンズ材料として、通常、ネット負の表面の充電を運びます。この静電気の除去は、起こる付着のために克服する必要があります。 Hydrophobic 条件、しかしながら、表面を溶かします。[Fabert] および [Fabert] 表面を促進します。[Fab]

粘着の熱力学理論は有用なフレームワークを提供します。付着の自由なエネルギーは細菌、レンズの表面および周囲の液体媒体間の間接張力によって決まります。細菌の表面およびレンズ材料が同じような表面エネルギー特徴を共有するとき、付着は熱力学的に好まれるです。これは疎水性細菌が疎水性レンズ材料にもっとすぐに付着する傾向がある理由および親水性細菌が親水性の表面を好むことを説明しました。

二次結合:分子および細胞メカニズム

初期のリバーシブルアタッチメントに続いて、細菌は、不可逆の付着を確立するために特定の分子機構を採用しています。 多くの細菌は、アドヘジン&マダッシュを生成します。 フィムブリア、ピリ、およびレンズ表面上の特定の受容体サイトを認識し、または引き裂かれたフィルム成分に結合するオリンジなどのタンパク質表面構造。 ]P. aeruginosa]]、例えば、タイプIV piliと粘着剤を使用して、MLTSMVimtectos[F]を溶断皮膜に使用して、他の粘着剤を溶断する[F]F]F[F]F]F]を溶断皮膜と溶断皮膜を溶断する。 [F[F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] 皮膜を溶断皮膜を溶断皮膜を溶断皮膜を溶断皮膜を溶断皮膜を溶断する。 [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F

逆に付随したら、細菌は、生体膜を形成する細胞多重物質(EPS)を生成し始めます。このバイオフィルムマトリックスは、多糖類、タンパク質、核酸、脂質で構成され、細菌のコミュニティを包囲し、抗菌剤、免疫防御、およびせん断力に対する保護を提供します。コンタクトレンズのバイオフィルム形成は、コンタクトレンズの病因の重要なステップを表し、バイオフィルムは、バイオマス菌が1,000倍以上の菌に対して耐性を増量するにつれて、より高分子量が増加する。

涙の映画の役割

インサートの秒以内に、接触レンズは、リゾジーム、ラクモフェリン、アルビン、および粘膜などのタンパク質を含む涙フィルムの成分とコーティングされ、脂質および細胞の破片。 この買収された特性は、細菌の付着のための新しい結合サイトを作成する。 興味深いことに、レンズ材料に応じて膜タンパク質層の組成が異なります。 シリコーンハイドロゲルレンズ、例えば、より少なく、より少なく、細菌の吸収性を増加させる傾向があります。

ライソイジームは、高濃度の涙に存在する抗菌酵素で、細菌の付着を特定のレンズ材料に実際に促進することができます。レンズ表面にリソジーム吸着剤がいると、細菌の新しい結合サイトを作成するときに、その酵素活性を減少させるコンフォーメーション変化が起こることがあります。この現象は、レンズ材料、涙フィルム成分、微生物病原体間の相互作用の複雑さを強調します。

レンズ材料の特性および細菌の付着に対する影響

現代のコンタクトレンズ材料は、細菌の付着に影響を与える異なる化学的および物理的特性を持つ複数のカテゴリに分類されます。 現代のシリコーンハイドロゲルに初期のポリメチルメタクリレート(PMMA)レンズからの進化は、大幅に酸素透過性を改善しましたが、また、表面濡れ性および細菌相互作用に関する新しい課題を導入しました。

従来のハイドロゲルレンズ

従来のハイドロゲルレンズは、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)(pHEMA)などの架橋ポリマーで構成され、1970年代に導入された際に大きな進歩でした。これらの材料は親水性で、水含有量は38%から75%の範囲です。高水含有量は、細菌との疎水性相互作用を減らす水和面を作成します。研究は、従来の水溶性物質がより高い水含有量が細菌の含有量を下げるのに比べ、細菌の付着の低濃度を抑えるという従来のハイドロゲルを一貫して示す。

しかし、従来のハイドロゲルは重要な制限を持っています。 快適さと初期の細菌抵抗に有益である彼らの水含有量は、涙フィルム成分を吸収し、細菌の結露のためにニッチを提供することができる多孔構造を作成します。 さらに、従来のハイドロゲルの限られた酸素透過性は、腐食性の健康を妥協することができ、潜在的に感染に対する感受性を増加させる。 早期のハイドロゲルの貧弱な酸素伝達は、角膜浮腫、神経化、および細菌の増殖を促進し、抗菌剤の危険性を促進し、抗菌剤の発作物を含む合併症につながりました。

シリコーンのハイドロゲル レンズ

1990年代後半に導入されたシリコンハイドロゲルレンズは、コンタクトレンズ技術のパラダイムシフトを表しています。シリコンモノマーをハイドロゲルポリマーネットワークに組み込むことにより、メーカーは飛躍的に高い酸素透過性(従来のハイドロゲルと比較して100を超えるDk / T値)を達成しました。この改善された酸素供給は、相続性低酸素症とその関連合併症を低減します。

しかし、シリコンは、本質的に疎水性です。レンズ材料内のシリコーンドメインは、特に疎水性細菌性株と比較して、疎水性相互作用を促進することができる疎水性の表面領域を作成します。早期のシリコーンハイドロゲル製剤は、従来のハイドロゲルと比較して、細菌の付着のかなり高いレベルを展示しました。例えば、研究は、最大5倍の接着を報告しています S. aureusFLT:1を特定の塩基質材料に比較しました。

この問題に対処するため、メーカーは表面処理と修正を開発しました。プラズマ酸化、プラズマコーティング、内部湿潤剤は、一般的にシリコーンハイドロゲルレンズに適用されます。これらの治療は、細菌の添付ファイルを開示するより親水性、湿式面を作成します。これらの治療の有効性は、異なるレンズブランドとモデルの間でかなり異なります、レンズ交換サイクル上の表面修正の耐久性は重要な考慮事項です。

表面保護されたシリコーンのハイドロゲル

プラズマ処理は、最も初期の表面修正アプローチの1つであり、レンズをイオン化ガスに露出し、表面を酸化させ、ヒドロキシルやカルボキシルのモエティなどの親水性機能グループを作成します。この治療は、水接触角度を大幅に削減し、濡れ性を改善しますが、効果は水性環境で再構成されるように時間をかけて劣化する可能性があります。プラズマコーティングされたレンズは、耐水性レンズの薄い層を組み込むことで、より耐久性のあるプラズマ技術を提供します。

内部湿潤の代理店が付いているHydratedのシリコーンのハイドロゲル

レンズのマトリックスに直接、より最近のアプローチは、内部の湿潤剤、通常、ポリビニルピロリドン(PVP)または他の親水性ポリマーを組み込んでいます。 これらのエージェントは、レンズの水分補給中に表面に移行し、別のコーティングのステップを必要としない恒久的に親水性の表面を作成します。 Galyfilcon Aとsenofilcon Aレンズは、このカテゴリを表し、PVPは湿潤剤として統合しました。 研究は、これらの材料は、これらの材料が、より前のシリコーンの形成に比べ、酸素濃度が低下する可能性があることを示しています。

堅いガス透過性レンズ

シリコーンアクリレートまたはフルオロシロネアクリレートポリマーから作られた硬質ガス透過性(RGP)レンズは、異なるカテゴリを表しています。 これらのレンズは、下水含有量(通常5%未満)を持ち、直径が小さく、中央の内だけをカバーしています。 硬質表面と減少したエッジの周囲は、涙フィルムおよび角膜のより少ない物理的破壊に透過します。 RGPレンズは、一般的に、細菌の付着とバイオフィルムの形成の低濃度を展示し、軟らかさや表面が低下し、それらのレンズの剥離、より小さい表面に比べ、それらのレンズの剥離および剥離を低減します。

臨床研究は、軟体レンズのユーザーと比較して、RGPウェアラー間の微生物性角炎の低下率を一貫して報告しています。国立眼研究所のコンタクトレンズと微生物性皮膚炎研究では、微生物性角炎のリスクが、RGPレンズと比較して約5倍低下したことがわかりました。レンズ材料は、役割を担っていますが、RGP versus軟体レンズに関連したさまざまな摩耗スケジュールとケア療法は、これらのリスクの違いにも貢献しています。

特定の細菌病原体および材料の環境

さまざまな細菌種は、さまざまなコンタクトレンズ素材に異なる付着パターンを展示し、その表面特性、アドヘシンプロファイル、およびバイオフィルム成形能力の違いを反映しています。これらの病原体固有の行動を理解することで、個々の患者に対するリスク評価とレンズ材料の選択が通知されます。

プセドモナス・アエルギノサ

]P. aeruginosa ]は、コンタクトレンズの粘膜炎の最も一般的な最も危険な原因であり、文化陽性の症例の30〜60%を占めています。 このグラフィティブロッドは、コンタクトレンズ環境に高度に適応し、すべてのレンズ材料タイプにバイオフィルムを付着させ、形成することができます。 :4:レシート] および複数の欠陥が、その欠陥を予防接種する場合には、その種類を増殖し、または増殖不能にすることができます。 [FLT]

さまざまな材料タイプへの付着 [P. aeruginosa[]]]の付着は、従来のハイドロゲルと比較して、特に初期世代のシリコーンハイドロゲルと、表面処理なしで均一により高い接着を示す。 しかし、より新しい表面修飾されたシリコーンハイドロゲルは、この差を低減し、いくつかの研究では、同等またはより低いP. aerinougsa:3:ゲル化]を粘着剤または耐衝撃性硬化症例と比較して、一般的な粘着剤は、または耐衝撃性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性および耐衝撃性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化性硬化

アスレウスとコガラーゼネガティブ・スタフィロックシ

Staphylococciはコンタクトレンズによって測定される角質炎および接触レンズの箱から隔離される最も頻繁な生物の第2最も共通の原因です。 [ S.のaureus ]]はヘモリン、leukocidinsおよび重度の皮膜およびティッシュの損傷を引き起こすことができる腸の要因の範囲を作り出します。 凝集剤は、通常5:4gt [FLT] および粘液状物質は、および粘液状物質を、または皮状に分けられます。

コンタクトレンズへのスタフィロックレンズの付着は、レンズ材料の疎水性の影響を受けています。 []S. aureus]]は、従来のハイドロゲルよりも高い密着性を支持するシリコーンハイドロゲルで、より容易に疎水性面に付着する傾向があります。 濡れ性が低下するスタフィロック面付着を伴う表面処理の存在。 しかし、一度取り付ければ、ステファロッコは、すべてのレンズを消毒し、すべての材料を消毒し、すべての除去する難易度に強固なバイオフィルムを形成します。

セラティア・マルセックス

]] セラティア・マルセセン[ ]は、コンタクトレンズ測定器炎の重要な原因として出現したオポチュニスティック・グラム陰性棒で、特に拡張摩耗シリコンハイドロゲルレンズのユーザーの間で。 この有機体は、汚染されたレンズの突然変色を引き起こす可能性がある赤色素(プロジオシン)を生成します。 [FLT] と シリコンの欠陥が、 シリコンの欠陥を防止する:[FLT] シリコンの抵抗膜の抵抗膜の抵抗膜は、または非接触の粘膜の粘膜の損傷を防止する。 [F] シリコン:[FLTF] シリコン:[F] シリコン シリコン または または シリコン シリコン または または または の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の粘膜の

研究は、従来のハイドロゲルよりも3〜4倍の接着をサポートするいくつかのシリコンハイドロゲルで、レンズ材料に著しく[S.のmarcescens[[]]接着が異なり、表面活性化合物を生成し、環境条件に応じて独自の表面疎水性を変更する機能により、レンズ表面環境に特に適応します。

アカンタメオバ:プロトゾアンチャレンジ

細菌は最も一般的なレンズ関連病原体であるが、 ] アタンタメオバ 種は、まれだが、角膜炎の破壊的な原因を表し、主に接触レンズの使用に関連した。 アタンタメオバ]]] ケラチ炎は、治療し、しばしば粘膜の低下や粘膜の損傷を阻害する病気を引き起こすことは、ほとんどが、および粘膜の粘膜の耐性を付着する可能性がある。

アランタメオバ]レンズ材料への付着は、細菌の付着よりも異なる原則に従います。 有機体は、表面に高面エネルギーと親水性の文字を優先し、いくつかの研究でシリコンハイドロゲルと比較して従来のハイドロゲルレンズへの付着の増加を示す。 しかし、 アランタメオバ]も汚染されたレンズケースに付着し、そして、感染の主流は、直接的な観察を直接、水着けレンズを介して観察すると考えられます。

臨床的影響と感染リスクの安定化

レンズ材料と感染リスクの関係は、単純細菌の付着測定を超えて拡張し、摩耗スケジュールの複雑なインタープレイを伴って、治療レジメン、患者衛生、および環境曝露を治療します。異なるレンズ材料に関連付けられている微生物性角炎の危険性を調べる臨床研究は、迷惑な発見を産生しています。

ニューサウスウェールズ州立大学のスタプルトンと同僚によるピボタルケースコントロール研究は、一晩の摩耗が微生物性角炎の単一の最大のリスク要因であり、毎日の摩耗と比較して約5倍のリスクを増加させることを確立しました。毎日の着用者の中には、シリコーンハイドロゲルレンズは、従来のハイドロゲルと比較して微生物性角質炎のわずかに低いリスクに関連していました。おそらく、エピテリアルコンプロロを減らすために、改善された腐食性酸素化が原因で起こります。しかしながら、拡張されたコンベアの間で、シリコンハイドロゲルレンズは、従来のハイドロゲル製品と比較して、従来のハイドロゲルの有効性が低下しました。

レンズ材料の特性が細菌の付着に影響を及ぼす間、この検出は、感染予防の最も重要な要因は、適切な摩耗スケジュールと衛生的な慣行を介して病原体への腐食性暴露を最小限に抑える。 シリコーンハイドロゲルの改良された酸素透過性は、低酸素関連相関変化を低下させるが、夜間レンズ摩耗の機械的および微生物学的リスクを排除しません。

細菌の付着力および感染症の危険を最小にする戦略

コンタクトレンズ材料と細菌の密着の関係の現状把握に基づき、複数のエビデンスベースの戦略により感染リスクを低減できます。

素材選定

感染および湿疹のリスクが高い患者のため; 貧しい衛生の人々を含む、水への暴露、前の感染の歴史、または浸透させた楕円面と湿疹; 侵入性低細菌の付着特性を持つレンズ材料を選択することは、破裂します。 現在の証拠は、表面硬化型シリコーンハイドロゲルと内部湿潤剤を組み込むいくつかの製剤が、酸素透過性および還元細菌の付着の最良のバランスを提供する可能性があることを示唆しています。 使い捨て可能レンズは、潜在的な細菌を除去するための潜在的なレンズが必要です。

毎日の使い捨て可能なレンズ

毎日使い捨てレンズはコンタクトレンズの摩耗のための最も安全な変異性を表します。 各使用後のレンズを捨てることによって、毎日使い捨ては再使用可能なレンズで起こる涙フィルムの沈殿物および細菌のバイオフィルムの蓄積を除去します。 調査は、毎日使い捨てレンズユーザーがすべての軟質レンズの微生物性角炎の最低率を持っていることを一貫して実証し、40-60%のリスク低減は、再使用可能なレンズと比較して、さらには、マイクログラムの粘度が向上する可能性がある材料であっても、毎日の使用が、より安全な粘着剤に交換されると、より高くなります。

介護レジメンの最適化

再使用可能なレンズを使用している患者にとって、消毒ソリューションの選択は、細菌の生存に影響を与えるためにレンズ材料と相互作用します。 多目的ソリューションは、さまざまな細菌種に対する抗菌効果と異なるレンズ材料に大きく変化します。 一部のソリューションは、特にシリコーンハイドロゲル材料と互換性があり、溶液誘発性角膜染色を引き起こしずに適切な抗菌活性を維持するために処方されています。 患者は、特定のレンズタイプに推奨されるソリューションを使用する必要があります。 互換性のあるレンズと効果物質を増加させるため、効果を低減することができます。

患者教育とコンプライアンス

レンズ材料は、貧しい衛生のために補正することはできません。レンズの取り扱い、適切なクリーニングおよび再使用可能なレンズの保存、交換スケジュールの遵守、水暴露の回避(シャワーやレンズと泳ぐ)、および感染早期警告兆候の認識は、感染予防の礎石ままである。臨床医は、レンズ材料を選択し、スケジュールを着用するときに衛生的な推奨事項を遵守するために患者のモチベーションと能力を評価する必要があります。

レンズを眠る人を含む、不順なコンプライアンスを実証する患者は、夜間の摩耗のために承認されていない、またはスケジュールにレンズを交換する失敗、材料特性に関係なく日常の使い捨てレンズから利益を得ることができます。 ケアレジメンとレンズのケースの排除は、ユーザーエクスペリエンスを簡素化し、汚染のための機会を除去する。

コンタクトレンズ素材開発における今後の方向性

細菌の付着に抵抗するコンタクトレンズ材料の探求はポリマー化学および表面の工学の革新を運転し続けます。 いくつかの有望なアプローチは調査の下にあります。

抗菌・リース材料

研究者は、銀ナノ粒子、抗菌ペプチド、キトサン、および量的アンモニウム化合物を含む抗菌剤の制御放出が可能なレンズ材料を開発しています。これらの材料は、接触の細菌を殺すこと、結腸およびバイオフィルム形成を防ぐことを目的としています。 課題は、レンズ寿命の持続的なリリースを達成し、腐食性細胞への毒性を避け、細菌抵抗の発症を防止する。 シルバーリリースコンタクトレンズは、臨床検査の有効性を低減するために示しました。 [F] [F] は、80 - 減少する: [F] [F] 化学成分: [F] [F] [F] 化学成分] [F] [F] 化学成分] [F] [F] は、 [F] [F] の比較: [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]

防錆剤表面コーティング

魚スケールや蓮葉などの天然表面に触発され、研究者は、体力と化学メカニズムによる初期細菌の添付を防ぐ防食コーティングを開発しています。 ジビタニオンポリマーコーティングは、正味と負の充電の等しい数を運ぶ、タンパク質吸着や細菌の付着に抵抗する高水和表面を作成します。 ポリ(エチレングリコール)ベースのコーティングは、同様に細菌の添付ファイルに対する滅菌バリアを作成します。 これらのアプローチは、細菌の選定を防止するのではなく、耐圧を防止する。

バイオミメティック表面

コルネールエピテルは、コンタクトレンズ表面設計のための構造的なモデルを提供します。エピテライト表面は、細菌の感染や充電の繰り返しによる細菌の添付ファイルに抵抗する水分活性グリコールを維持しています。研究者は、コーングリコールを模倣するグリコールポリマーコーティングされた表面を探索しています。これは、細菌に本質的に見えないレンズ表面を作成するという目標で、その目的です。研究では、マンスフェリングサールは、細菌を抑制する[Fugino]を[F]を[Fugino]にすることができます。 [Fugino] [F] [F] [F]] は、 [F] [F] [F] [F] [F] [F] ] 結合] を結合] 結合] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F

コンテンツ

コンタクトレンズ材料組成と表面特性は、基本的に細菌の付着と感染のその後の危険に影響を及ぼします。 シリコーンハイドロゲル材料は、腐食性健康のために不可欠な優れた酸素透過性を提供しながら、適切な表面処理と変更されていない限り、従来のハイドロゲルと比較して増加した細菌の付着を展示することができます。 毎日の使い捨てレンズは、材料の質問を完全に通過し、一貫して軟接触レンズの摩耗のすべてのモーダリティにわたって最も低い感染症率を実証する必要があります。 コンタクトレンズ材料の進化は、現代のシリコーンコーティング剤と、および非公式な材料の有効性を保留し、患者の予防接種を防止します。