Table of Contents

Критична роль контактних лінз у здоров'я очей

Зв'язатися лінзи мають трансформовану корекцію зору для понад 140 мільйонів людей по всьому світу, пропонуючи свободу з окулярів і дозволяють активний спосіб життя. Однак ця зручність поставляється з властивими ризиками. Мікробіальний кетатит, серйозне ураження кукурудзи, впливає приблизно на 4 до 20 тисяч користувачів контактних лінз щорічно, з бактеріальним забрудненням об'єктивних поверхонь є первинним збудливим фактором. Матеріал з якого виготовлений контактний лінз відіграє вирішальну роль при визначенні, як легко дотримуватися бактерій, колонізують і в кінцевому рахунку загрожує здоров'я. Розуміння взаємозв'язків між лінзовим матеріалом і бактеріальним адгією є важливим для клінік, дослідників і носіїв.

Окулярна поверхня підтримує делікатну екосистему, з слізами, що забезпечують антимікробні білки та волоського епітелію, що діє як фізичний бар’єр. Зв’язуються лінзи, за їх дуже характером, порушують цей рівновага. Вони створюють субстрат для мікробного кріплення, перешкоджають сльозообміну, а також можуть викликати мікротравму до поверхні кукурудзи. Матеріалові властивості лінзи та мдратокока, водовідведення, хімічний склад [Fcenta] [Fcenta mar

Механізми бактеріальної адгезії для контактних лінз

Бактеріальна адгезія для контактних лінз поверхонь є складним, багатоступеневим процесом, що регулюється фізико-хімічні взаємодії між бактеріальним конвертом клітин і матеріалом об'єктива. Розуміння цих механізмів забезпечує основу проектування безпечних матеріалів об'єктивів і ефективних стратегій запобігання інфекції.

Первинне кріплення: Фізико-хімічні сили

У початковій фазі адгезії бактерії підійти поверхню лінзи через Брауніан руху, конвекцію та гравітаційне кріплення. На відстані 10 до 20 нанометрів, ван дер Вальсові сили, електростатичні взаємодії, гідрофобні ефекти стають домінуючими. Бактерії зазвичай здійснюють чистий негативний поверхневий заряд, оскільки роблять більшість контактних лінз матеріалів при фізіологічних умовах. Ця електростатична рекуляція повинна бути подолати для адгезії. Гідрофобні взаємодії, однак, сильно сприяють введенні. Гідрофобність бактерій змінюється видами і процідами, з [[FLT] С. білок [F2[F1F2]

Термодинамічна теорія адгезії забезпечує корисну основу. Вільна енергія адгезії залежить від міжфазних натягів між бактеріями, поверхнею лінзи та навколишнім середовищем рідини. При бактеріальної поверхні та матеріал лінзи діляться схожими характеристиками поверхні, адгезії є термодинамічно вигідними. Це пояснює, чому гідрофобні бактерії, як правило, дотримуються більш легкої гідрофобної лінзи, а гідрофільні бактерії воліють гідрофільні поверхні.

Позачергове в'язання: молекулярно-клітинні механізми

Після початкового реверсивного вкладення бактерії використовують специфічні молекулярні механізми для встановлення незворотної адгезії. Багато бактерій виробляють адгезини та мдаш;протеїну поверхневі структури, такі як фібри, pili, і лектини, які розпізнають та зв'язуються з конкретними сайтами рецептора на поверхні лінзи або до адсорбційних елементів плівки. P. aeruginosa, наприклад, використовує тип IV pili і флагманелла до медіатемнення, в той час як S. aureus використовує мікробні компоненти поверхні MATEM

Після того, як незворотно прикріплені бактерії починають виробляти екстраклітинні полімерні речовини (ЕПС), формування біофільму. Ця біофільмова матриця, складається з полісахаридів, білків, нуклеїнових кислот і ліпідів, вводить бактеріальну спільноту і забезпечує захист від антимікробних агентів, імунних захисних засобів, і зсувних сил. Біофільтрм утворення на контактних лінз являє собою критичний крок в патогенезі контактних лінз-асокіфікованих інфекцій, оскільки біофільтрам-загарбовані бактерії до 1000 разів більш стійкими до антибіотиків, що не мають планктоніки.

Роль грушого фільму

Протягом декількох секунд вставки контактний лінз стає покритий компонентами сльозної плівки, включаючи білки, такі як лізозим, лактоферін, альбумін, і муси, а також ліпідами і клітинними сміттями. Це набуте феллікул змінює поверхневі властивості лінзи, створюючи нові обов'язки сайтів для бактеріальної адгезії. Цікаво, що склад сльозного шару плівки змінюється в залежності від матеріалу лінзи. Силіконові гідрогелові лінзи, наприклад,, як правило, накопичують більше ліпідів і менше лізозинем, у порівнянні з традиційними гідрогеловими лінзами, чергуючи ландшафт для бактеріального вкладення.

Лізозин, антимікробний фермент, що присутній у слізах при високих концентраціях, може фактично сприяти бактеріальної адгезії до певних об'єктивних матеріалів. При лізозинах адсорбції на поверхню лінзи, може бути проявляти конформатичні зміни, що знижують його ферментативну активність при створенні нових об'єктів для бактерій. Це явище підкреслює складність взаємодії між об'єктивними матеріалами, сльозними компонентами плівки, мікробіальними збудниками.

Властивості та їх вплив на бактеріальну адгезію

Сучасні контактні лінзи потрапляють в кілька категорій, кожен з різних хімічних і фізичних властивостей, які впливають на бактеріальну адгезію. Еволюція від ранньої поліметилметакрилат (PMMA) лінз до сучасних силіконових гідрогелів має різко поліпшену кисневу проникність, але також представила нові виклики щодо поверхневої летючої здатності і бактеріальної взаємодії.

Звичайні об'єктиви гідрогела

Звичайні гідрогелеві лінзи, що складаються з перехресних полімерів, таких як полі (гідроксиетилметакрилат) (pHEMA), були головними досягненнями при введенні 1970-х. Ці матеріали гідрофільні, з вмістом води від 38% до 75%. Високий вміст води створює гідрофобні взаємодії з бактеріями. Дослідження послідовно показують, що звичайні гідрогелі з більш високим вмістом води виявляються меншими рівнями бактеріальної адгезії порівняно з рецептурами нижнього водного-місту.

Однак звичайні гідрогелі мають суттєві обмеження. Вміст води, при цьому вигідно для комфорту і початкової бактеріальної стійкості, також створює пористу структуру, яка може поглинати компоненти плівки і забезпечити нішу для бактеріальної колонізації. Крім того, обмежена кисневапроникність звичайних гідрогелів може порушити здоров'я кукурудзи, потенційно підвищуючи схильність до інфекції. Погана передача ранніх гідрогелів призвело до ускладнень, включаючи набряк кукурудзи, неосудинну недостатність і підвищений ризик мікробного кетатиту, водіння розвитку силіконових гідрогелів матеріалів.

Силіконові об'єктиви гідрогелеві

Силіконові гідрогелеві лінзи, що вводяться в кінці 1990-х років, представлені парадигм зміщення в технології контактних лінз. За рахунок включення силіконових мономерів в гідрогелову полімерну мережу, виробники досягають різко більшої проникності кисню (Dk /t значення, що перевищує 100 порівняно з 20-30 для звичайних гідрогелів). Це поліпшення постачання кисню зменшує гіпоксію і пов'язані ускладнення.

Однак силіконовий характерний гідрофобний. Силіконові домени в матеріалі об'єктива створюють гідрофобні поверхневі області, які можуть сприяти гідрофобічні взаємодії з бактеріальними клітинними поверхнями. Ранні силіконові гідрогелеві рецептури експонувалися значно вищими рівнями бактеріальної адгезії порівняно з традиційними гідрогелами, зокрема для гідрофобних бактеріальних штамів. Наприклад, дослідження повідомляються більшій кількості п'яти разів більше адгезії S. aureus] до певних силіконових гідрогелів, у порівнянні з гідрогелами на основі гермат.

Для вирішення цієї проблеми виробники розробили поверхневі процедури та модифікації. Плазм окислення, плазмове покриття та внутрішні змочувальні агенти тепер зазвичай застосовуються до силіконових гідрогельних лінз. Ці процедури створюють більш гідрофільну, мокру поверхню, яка уникає бактеріального кріплення. Ефективність цих методів значно відрізняється серед різних марок лінз і моделей, а довговічність поверхневих модифікацій над циклом заміни лінз залишається важливим.

Силіконові гідрогелі поверхнево-тереневі

Плазмотерапія, один з найбільш ранніх підходів до модифікації поверхні, виводить лінзу до іонізованого газу, що окислює поверхню, створюючи гідрофільні функціональні групи, такі як гідроксиль і карбоксильні молі. Ця обробка значно знижує кут контакту води і покращує стійкість, але ефект може погіршуватися час, оскільки поверхня реорганізує в водному середовищі. Плазмовані лінзи включають тонкий шар гідрофільного полімеру на поверхні лінз, забезпечуючи більш міцну стійкість. Приклади включають в себе об'єктиви блафікону, оброблені плазмокисневою технологією.

Гідрогелі з гідрогелами з внутрішніми ткацькими агентами

Більш останні підходи в комплекті внутрішніх змочувальних агентів, як правило, полівініл пірролідон (PVP) або інших гідрофільних полімерів, безпосередньо в матрицю об'єктива. Ці агенти, які мигратують на поверхню під час зволоження об'єктива, створюють вкрай гідрофільну поверхню без необхідності окремих кроків покриття. Галифількон А і сенофількон А лінзи представляють цю категорію, з PVP інтегрованим як зволожуючий агент. Дослідження вказує, що ці матеріали можуть експонувати нижній бактеріальну адгезію порівняно з раніше силіконовими гідрогеловими рецептурами, підходові рівні, що спостерігаються з традиційними гідрогелами, зберігаючи відмінну ки ки ки ки ки ки ки ки ки ки ки киснем.

Ригвід газу знімні об'єктиви

Риговий газ проникний (RGP) лінзи, виготовлені з силіконових акрилових або фторосиліконових акрилових полімерів, представляють собою окрему категорію. Ці лінзи мають нижній вміст води (типово менше 5%) і менші в діаметрі, охоплюють тільки центральну карнизу. Жорстка поверхня і зменшена обрізка краю перевести до менш фізичного зриву розриву сльозної плівки і карнизового епітелію. RGP лінзи, як правило, виявляє нижчі показники бактеріальної адгезії і утворення біофільмів, порівняно з м'якими лінзами, ймовірно, через їх меншу площу, гладку і знижену сльозо-стрільної плівки застійкість об'єктива.

Клінічні дослідження послідовно повідомляють про менші показники мікробіального кетатиту серед носіїв RGP порівняно з користувачами м'яких лінз. Дослідження Національного інституту очей та мікробіалу Кератит виявили, що ризик мікробного кетатиту був приблизно в п'ять разів нижче, ніж об'єктиви RGP порівняно з м'якими об'єктивами, що носяться на ніч. Хоча матеріал лінз грає роль, різні режими зносу та режими догляду, пов'язані з м'якими лінзами RGP versus також сприяють різним ризикам.

Специфіка бактеріальних Патогенів та їх матеріал переваги

Різні бактеріальні види виявляє різні моделі адгезії для різних контактних лінз, що відображають відмінності у їх поверхневих властивостях, адгезін профілів та біофільтром-формуючих можливостей. Розуміння цих патогенних поведінок інформує оцінку ризику та вибір матеріалу лінз для окремих пацієнтів.

Псевдомонас аеругіноз

P. aeruginosa] є найбільш поширеною і найбільш небезпечною причиною контакту лінз-асокіфікованого мікробіального кетатиту, обліку на 30-60% культурно-позитивних випадків. Цей Гром-негативний стрижень відрізняється високою пристосованою до контактного середовища лінзи, здатного дотримуватися і формувати біофільми на всіх типах матеріалу лінз. P. aeruginosa використовує флагману для початкового поверхневого підходу і типу IV Pili для твітів, що виробляють моторики, що мають моторики, що мають моторно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивно-мотивні бактерії, що незно-мотивно-мотивно-мо

Дослідження дослідження P. aeruginosa] адгезія до різних типів матеріалів показують, що послідовно вища адгезія до силіконових гідрогельних матеріалів, порівняно з традиційними гідрогелами, зокрема з ранньогенераційними силіконовими гідрогелами без поверхневих методів. Однак, нові поверхнево-модульовані силіконові гідрогелі знижують це диференціал, з деякими дослідженнями, що показують еквівалент або навіть нижчий P. aeruginosa] адгезію порівняно з традиційними гідрогелами. Бактеріальна дистиція є значною; клінічніоди з кератитів, як правило, показують підвищення біофільтрації та эмії та эргенції.

Стафілокококок і коагуляза-негативний стафілокококок

Стафілококи є другим найбільш поширеною причиною контактного лінзи-асокіфікованого кетатиту і найбільш частоих організмів, виділених з контактних випадків лінз. ]S. aureus] виробляє ряд факторів віруленції, включаючи гемолізини, лейкоцидини, а ентотоксини, які можуть викликати сильні запалення кукурудзи і пошкодження тканин. Коагулязно-негативний стафілокококок, зокрема Staphylococcus епідерісу

Стфілокококальна адгезія для контактних лінз сильно впливає на матеріал лінз гідрофобність. S. aureus прагне дотримуватися більш легко до гідрофобних поверхонь, з силіконовими гідрогелами, як правило, підтримує більш високу адгезію, ніж звичайні гідрогелі. Наявність поверхневих методів, що підвищують стійкість корелює з зниженою стафілококовою адгезії. Однак один раз кріпиться, стафілококки утворюють надійні біофільми на всіх матеріалах об'єктива, що робить повне видалення через очищення і дезінфекцію складних.

Серратія маркецени

Серратія маркецени] - це оппортуністичний грам-негативний стрижень, який виник як важлива причина контактного лінза-асокіфікованого кетатиту, зокрема серед користувачів розширених чоловічих силіконових гідрогелевих лінз. Цей організм виробляє червоний пігмент (продіозин), який може викликати видиме декольрування забруднених лінз. S. marcescens експонується сильна біоfilm-формаційна здатність на силіконових гідрогелевих матеріалах і негалізогенних сполуках.

Дослідження демонструє, що S. marcescens] адгезія значно змінюється по матеріалах лінз, з деякими силіконовими гідрогелями, що підтримують три-чотири рази більше адгезії, ніж звичайні гідрогелі. В організмі ’s можливість виробляти поверхнево-активні сполуки і модифікувати власну поверхневу гідрофобність у відповідь на екологічні умови робить його особливо адаптованим до навколишнього середовища поверхні лінзи.

Акантемєба: Протозоан Виклик

Хоча бактерії є найбільш поширеними збудниками лінз, ]Acanthamoeba]] види представляють рідкісну, але руйнівну причину кетатиту, переважно пов'язана з використанням контактних лінз. Acanthamoeba keratitis є неорічно важко лікувати і часто призводить до важкого знеболювання. Протозян’s трофозойт і кісти форми можуть дотримуватися і колонізувати контактні лінзи поверхні. Стійкість може вижити найбільш несприятливі компоненти

Acanthamoeba] адгезія лінз матеріалів випливає з різних принципів, ніж бактеріальна адгезії. В організмах бажано дотримуватися поверхонь з високою енергією поверхні та гідрофільним характером, що показує збільшення адгезії до звичайних гідрогелів, порівняно з силіконовими гідрогелами в деяких дослідженнях. Однак Acanthamoeba також дотримується забруднених об'єктивних випадків, а первинний маршрут інфекції вважається, що вплив забрудненої води під час зберігання лінз або змивання, а не через прямі лінзи передача.

Клінічні наслідки та інфікаційні ризики

Зв'язок між лінзами і інфекцією ризику поширюється за межами простих бактеріальних вимірювань адгезії, щоб обходити комплексний перебіг графіка носіння, режим догляду, гігієни пацієнта та впливу на навколишнє середовище. Клінічні дослідження вивчають ризик мікробного кетатиту, пов'язаних з різними матеріалами об'єктивів, виробляються нагородження.

Півотальний контрольний дослідження Stapleton та колеги Університету Нового Південного Уельсу встановлено, що нічний носій є єдиним найбільшим фактором ризику для мікробіального кетатиту, збільшення ризику приблизно п'ятикратним порівняно з щоденним носінням. Серед щоденних носіїв, силіконові гідрогелеві лінзи були пов'язані з незначним низьким ризиком мікробіального кетатиту порівняно з традиційними гідрогелами, ймовірно, завдяки поліпшенню кисневого кисневого кисневого кисневого кисневого кисневого синтезу в розширених силіконових гідрогелів користувачів було схожим, що доведено для поширених гідрогелів традиційних гідрогелів.

Цей знахідок, що при об'єктивних матеріалах властивість впливають на бактеріальну адгезію, найбільш критичний фактор профілактики інфекції залишається мінімізуючим карбонічним впливом мікроорганізмів через належні режими зносу і гігієнічні практики. Покращена киснева проникність силіконових гідрогелів знижує гіпоксію пов'язані карнизні зміни, але не усуває механічні і мікробіологічні ризики нічного об'єктива.

Стратегії для мінімізації бактеріальної адгезії та інфікаційної ризику

На основі поточного розуміння взаємозв’язків між матеріалами контактних лінз та бактеріальної адгезії, можна зменшити ризик виникнення виразних стратегій.

Вибір матеріалу

Для пацієнтів з підвищеним ризиком інфекції та мдаш; в тому числі з поганою гігієною, впливом води, історією попередньої інфекції, або збуджена окулярна поверхня & мдаш; вибір матеріалу лінз з внутрішньоінтризально нижнім бактеріальними властивостями адгезії є рудент. Сучасні докази свідчать про те, що поверхнево-оброблені силіконові гідрогелі та деякі рецептури, що закріплюють внутрішні змочувальні агенти, можуть запропонувати найкращий баланс кисневої проникності та зниженої бактеріальної адгезії. Щоденні одноразові силіконові гідрогелові лінзи усувають необхідність зберігання та дезінфекції, видали кришку лінз як потенційний резервуар для бактеріального забруднення.

Щоденні одноразові лінзи

Daily одноразові лінзи представляють найбільшу модальную модулю для контактного носіння лінз. Вимкнувши лінзу після кожного використання, щоденні одноразові одноразові усувають накопичення відкладів та бактеріальної біофільму, яка виникає з багаторазовими лінзами. Дослідження послідовно демонструють, що щоденні одноразові лінзи користувачі мають найнижчі ціни мікробіального кетатиту серед всіх м'яких носіїв лінз, з зменшенням ризику 40-60% порівняно з багаторазовими м'якими лінзами, навіть коли багаторазові лінзи використовуються на щоденному зносному графіку. Мікробіологічна відмінність щоденних одноразових транденних матеріалів, що заміни, що замінні, що замінні, що замінюють, навіть при змінені, навіть при змінені, навіть при змінені, навіть при цьому складі, що зберігаються у складі;

Оптимізація регіменів

Для пацієнтів, які використовують багаторазові лінзи, вибір дезінфекції розчину взаємодіє з матеріалом лінз, щоб вплинути на бактеріальну виживання. Багатоцільові розчини значно відрізняються своєю антимікробною ефективністю проти різних бактеріальних видів і на різних матеріалах об'єктива. Деякі рішення спеціально сформульовані, щоб бути сумісними з силіконовими гідрогеловими матеріалами, зберігаючи достатню антимікробну активність без виклику розчинно-індукованого фарбування карнизу. Пацієнтам слід використовувати розчини, рекомендовані лікарем по догляду за очей для їх специфічного типу лінз, оскільки невідповідності між матеріалами лінз і рішеннями можуть зменшити ефективність дезінфекції та збільшити ризик ускладнення.

Пацієнтська освіта та комплаєнс

Не можна компенсувати погану гігієну. Ефективне навчання пацієнта, що охоплює ручне прання перед об'єктивною обробкою, належне очищення та зберігання багаторазових лінз, дотримання графіків заміни, уникнення впливу води (включаючи душову кабіну та плавання з лінзами), а також визнання ранніх попереджувальних ознак інфекції залишається кутовим стразом профілактики інфекції. Клініки повинні оцінити мотивацію пацієнта та здатність дотримуватися рекомендацій гігієни при виборі матеріалів об'єктива та зносостійкості графіків.

Пацієнти, які демонструють погану комплаєнс, включаючи ті, хто спить в лінзах, не схвалені для нічного носіння, повторно знезаражують розчин або не замінюють лінзи за графіком, можуть вигодити з повсякденних одноразових лінз незалежно від властивостей матеріалу. Усунення режимів догляду та об'єктивних випадків спрощує досвід користувача і видаляє можливості для забруднення.

Майбутні напрямки розробки контактних лінз

Запитування матеріалів контактних лінз, які проти бактеріальної адгезії продовжує приводити інновації в полімерній хімії та поверхневій інженерії. Під час дослідження слід враховувати кілька перспективних підходів.

Антимікробні матеріали

Дослідження розвиваючі лінзи матеріали здатні контролювати випуск антимікробних агентів, включаючи наночастинки срібла, антимікробні пептиди, хітозан і водні амонійні сполуки. Ці матеріали спрямовані на знищення бактерій на контакт, запобігання колонізації та утворення біофілему. Виклики включають досягнення стійкого виходу за умови життя об'єктива, уникаючи токсичності до клітин карнизу епітелію, і запобігання розвитку бактеріальної опори. Срібло-відведення контактних лінз показали обіцянку в лабораторних дослідженнях, зменшуючи P. aeruginosa, але]] призводять до обмеженого клінічного клінічного керування 80-95%, порівняно з 80-95%, порівняно з контрольованими матеріалами, ніж у порівнянні з .

Фоульгуючі поверхневі покриття

Натхнені натуральними поверхнями, такими як рибні ваги і листя лотоса, дослідники розвиваються фольгостійкі покриття, які запобігають початковому бактеріальному введенні через фізичні та хімічні механізми. Зваріаційні полімерні покриття, які здійснюють рівні числа позитивних і негативних зарядів, створюють високогідрова поверхня, яка протистоює адсорбції протеїнів і бактеріальної адгезії. Полі (етиленгліколь) (PEG) покриття, аналогічно створюють стерильний бар'єр проти бактеріального вкладення. Ці підходи спрямовані на запобігання адгезії, а не вбиваючи бактерій, зменшуючи тиск на підбір для опору.

Біоміметичні поверхні

Кукурудзяний епітелій, що забезпечує інструктивну модель для контактної обробки поверхні лінз. Поверхня епітелію підтримує гідрофліктовий глікокс, що протистоює бактеріальну в'язкість через стеричні перепади і заряду відштовхувального відбиття. Дослідники досліджують глікопольмерно-охолоджені поверхні, які імітують глікокалікс, з метою створення поверхні лінз, яка істотно невидима до бактерій. Ранні дослідження показують, що лебідо-презентуючі поверхні можуть зменшити P. aeruginosa прилипання з допомогою механізму бактерій та лемоподібних бактерій;

Висновок

Зв'язатися з матеріалом об'єктива та поверхневими властивостями, фундаментально впливають на бактеріальну адгезію та подальший ризик інфекції. Силіконові гідрогелеві матеріали, при цьому пропонують чудові кисневі перездатності, необхідні для здоров'я кукурудзи, можуть експонувати підвищену бактеріальну адгезію порівняно з традиційними гідрогелами, якщо модифіковані відповідні поверхневі процедури. Щоденні одноразові лінзи обходяться матеріалом, що обіцяють, що неприпустимо, що поєднання фізіологічної сумісності та мікробіологічної безпеки. Замінник людини залишається параmount: найтонший матеріал, що розглядає