Водоградиентные контактные линзы плановой замены TOTAL30, производимые по технологии Celligent

• Контактные линзы плановой замены
• Водоградиентные контактные линзы TOTAL30, производимые по технологии Celligent
• Что такое технология Celligent
• Данные исследований in vitro
• Линзы TOTAL30 for Astigmatism 
• Заключение

Контактные линзы плановой замены

Несмотря на то что в последние годы в контактной коррекции зрения появилось много технологических усовершенствований и инноваций, улучшающих свойства контактных линз, в категории плановой замены было не так много достижений. Для удовлетворения потребностей пациентов, предпочитающих линзы плановой замены, в производство этих линз необходимо внедрять новые технологии.

Водоградиентные контактные линзы TOTAL30, производимые по технологии Celligent

Контактные линзы TOTAL30 – единственные линзы ежемесячной замены, в которых используется водоградиентная технология, впервые примененная при изготовлении линз Dailies Total 1. TOTAL30 имеют силикон-гидрогелевую основу с 55 %-м влагосодержанием, которое постепенно увеличивается почти до 100 % на поверхности (рис. 1) (Характеристики поверхности контактных линз из материала лефилкон A; данные исследования Alcon, 2021).

Рис. 1. Структура и влагосодержание контактных линз TOTAL30

Силикон-гидрогелевая основа обеспечивает высокий показатель пропускания кислорода (Dk/t = 154) и легкость в обращении благодаря тому, что модуль упругости внутри линзы равен 0,6 МПа (рис. 2) (Кислородная проницаемость МКЛ из материала лефилкон A; данные исследования Alcon, 2019.).

Поверхность линзы состоит из связанных гидрогелевых полимеров, которые обеспечивают высокую смачиваемость поверхности и делают ее ультрамягкой для поддержания высокого уровня комфорта пользователя (Данные исследования Alcon, 2021). Исключительной особенностью контактных линз TOTAL30 является применение биомиметической технологии Celligent, благодаря чему в линзах достаточно точно имитируется структура поверхности глаза (Сканирующая электронная микроскопия контактных линз из материала лефилкон А и роговицы человека; данные исследования Alcon, 2020).

Что такое технология Celligent

Технология Celligent была вдохновлена биологией глазной поверхности для достижения нового уровня биосовместимости в контактных линзах плановой замены. Эта технология позволяет использовать контактные линзы TOTAL30 в графике ежемесячной замены и требует применения средств для ухода за линзами – для очистки, дезинфекции и хранения.

Компания Alcon адаптировала технологию создания водо­градиентных полимеров, которая была первоначально представлена при производстве Dailies Total 1, к многоразовому использованию с помощью инновационной технологии Celligent. Благодаря ее применению обеспечивается устойчивость к накоплению липидов и к бактериальной адгезии, что особенно важно для контактных линз плановой замены (In vitro оценка бактериальной адгезии к контактным линзам; данные исследования Alcon, 2020. In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения; данные исследования Alcon, 2021. Ishihara K, Fukazawa K, Shi X, Wu J, et al. Antifouling silicone hydrogel contact lenses with bioinspired surface. ACS Omega. 2021; 6: 7058).

Поверхность линзы TOTAL30 имеет полимерную структуру, значительно отличающуюся от структуры внутри этой линзы. Такая поверхность была разработана для имитации строения гликокаликса роговицы. Поверхностные полимеры (2-метакрилоил-оксиэтил-фосфорилхолин, MФХ) создают на поверхности линзы TOTAL30 такую же нановолоконную структуру, как у гликокаликса на поверхности роговицы (рис. 2 (Сканирующая электронная микроскопия контактных линз из материала лефилкон А и роговицы человека; данные исследования Alcon, 2020)). Таким образом, благодаря применению технологии Celligent имитируется строение гликокаликса, что придает контактным линзам TOTAL30 биомиметические свойства.

Рис. 2. Сходство нановолоконной структуры поверхности контактных линз TOTAL30 со строением гликокаликса роговицы (изображение получено при помощи сканирующего трансмиссионного электронного микроскопа STEM)

Полимеры на основе МФХ уже были использованы в некоторых других областях медицины (например, при изготовлении трансплантатов и имплантов) и продемонстрировали биосовместимые свойства, обладая способностью уменьшать адгезию белков, бактерий и клеток (Ishihara K, Fukazawa K, Shi X, Wu J, et al. Antifouling silicone hydrogel contact lenses with bioinspired surface. ACS Omega. 2021; 6: 7058. Ishihara K. Revolutionary advances in 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymers as biomaterials. J Biomed Mater Res Part A. 2019; 107A: 933–943). Именно эти характеристики легли в основу разработки технологии Celligent для контактных линз TOTAL30.

Гликокаликс роговицы помогает удерживать слезную пленку на глазной поверхности, уменьшает трение с веком при моргании и служит барьером для микроорганизмов. Аналогичным образом полимерные нановолокна на поверхности TOTAL30 притягивают воду к поверхности линзы, формируют и поддерживают водоградиентный слой, придавая ей мягкость и смазывающие свойства, а также защищают от накопления липидов и бактерий (Характеристики поверхности контактных линз из материала lehfilcon A; данные исследования Alcon, 2021. In vitro оценка бактериальной адгезии к контактным линзам; данные исследования Alcon, 2020. In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения; данные исследования Alcon, 2021. Ishihara K, Fukazawa K, Shi X, Wu J, et al. Antifouling silicone hydrogel contact lenses with bioinspired surface. ACS Omega. 2021; 6: 7058).

Цепочки полимера на поверхности контактных линз TOTAL30 имеют участки с положительными и отрицательными зарядами, расположенные близко друг к другу, что обеспечивает поверхности чистый нейтральный заряд (Ishihara K, Fukazawa K, Shi X, Wu J, et al. Antifouling silicone hydrogel contact lenses with bioinspired surface. ACS Omega. 2021; 6: 7058. Shi X, Cantu-Crouch D, Sharma V, et al. Surface characterization of a silicone hydrogel contact lens having bioinspired 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer in hydrated state. Colloid and Surfaces B: Biointerfaces. 2021; 199, 111539). Это важно, поскольку биоциды в растворах для ухода за линзами представляют собой заряженные молекулы, которые могут поглощаться поверхностью контактных линз и высвобождаться с нее в результате взаимодействия с чистым зарядом материала линзы. Эта особенность контактных линз TOTAL30 обеспечивает минимальное поглощение консерванта при хранении в растворах для ухода за ними и поддерживает устойчивость этих линз к образованию поверхностных отложений и к адгезии бактерий.

Кроме того, чистый нейтральный заряд полимерной структуры MФХ способен притягивать мелкие молекулы, например воды, к слою водного градиента и одновременно противостоять адгезии более крупных бактерий и липидов.2*–5* Нановолоконная структура, создаваемая по технологии Celligent в контактных линзах TOTAL30, остается неизменной в течение целого месяца ношения линз при ежедневной очистке, дезинфекции и хранении (рис. 3 (Сканирующая электронная микроскопия контактных линз из материала лефилкон А и роговицы человека; данные исследования Alcon, 2020.)).

Рис. 3. Поверхность линзы TOTAL30 (сканирующая электронная микроскопия) до ношения и после 30 дней ежедневного ношения с очисткой, дезинфекцией, хранением:
а – поверхность неношеной линзы TOTAL30, на которой видны выступы полимерных нановолокон (похожие на гликокаликс);
б – поверхность линзы TOTAL30 ex-vivo после 30 дней ношения и ухода, демонстрирующая сохранность поверхности из нановолокон: она остается полностью неповрежденной

Дополнительные характеристики контактных линз TOTAL30 включают в себя защиту от ультрафиолетовых (УФ) лучей и высокоэнергетического видимого излучения. Эти линзы имеют УФ-защиту класса I, блокируя более 90 % UVA-лучей и 99 % UVB-лучей (Лабораторная оценка светопропускания ультрафиолетового и видимого света; данные исследования Alcon, 2020. Контактные линзы, блокирующие УФ-излучение, не заменяют очки с линзами с защитной от ультрафиолета и солнцезащитные очки, поскольку они не полностью закрывают глаза и область вокруг них). Кроме того, TOTAL30 блокируют около 34 % света сине-фиолетовой части спектра в диапазоне 380–450 нм (рис. 4 (https://www.jnjvisionpro.com/ sites/us/files/public/Products/Acuvue_Hydraclear/ao-06- 15-01_web_package_insert_and_fitting_guide.pdf)). (Лабораторная оценка светопропускания ультрафиолетового и видимого света; данные исследования Alcon, 2020. Нет доказанной клинической пользы от снижения интенсивности видимого света на 34 % при длинах волн ниже 450 нм) TOTAL30 – первые контактные линзы, обеспечивающие возможность защиты от света сине-фиолетовой части спектра независимо от условий освещения.

Рис. 4. Зависимость светопропускания контактных линз TOTAL30 (1), Acuvue Oasys (2) и очков с фильтром синего света (3) от длины волны

Данные исследований in vitro

Смачиваемость поверхности линзы

Смачиваемость контактных линз измерялась in vitro с помощью оптической платформы межфазного смачивания и дренажа (iDDrOP) путем оценки начального времени разрыва слоя влаги на поверхности линз TOTAL30, Air Optix Plus HydraGlyde, Bausch + Lomb Ultra, Acuvue Vita, Acuvue Oasys, Biofinity (In vitro оценка увлажненности поверхности; данные исследования Alcon, 2021). Этот метод in vitro позволяет сравнить смачиваемость поверхности различных материалов линз и не является клинической оценкой эффективности.

Линзы извлекались из блистерных упаковок, промывались, а затем замачивались в фосфатно-буферном солевом растворе примерно на 16 ч, чтобы удалить остатки раствора блистерной упаковки. Затем линзы устанавливались на выпуклую поверхность, сохраняющую форму контактной линзы, и погружались в ванну с раствором. После этого линзы поднимали над поверхностью раствора, одновременно проводя видеосъемку для визуализации разрыва слоя влаги на поверхности линзы в динамике. Время появления первого участка подсыхания на поверхности обозначается как время разрыва слоя влаги (In vitro оценка увлажненности поверхности; данные исследования Alcon, 2021).

Контактные линзы TOTAL30 продемонстрировали значительно большее время разрыва слоя влаги на поверхности, чем Air Optix Plus HydraGlyde, Bausch + Lomb Ultra, Acuvue Vita, Acuvue Oasys, Biofinity (p < 0,05 для всех). Это означает, что поверхнось TOTAL30 дольше сохраняет увлажненность (рис. 5 (In vitro оценка увлажненности поверхности; данные исследования Alcon, 2021)).

Рис. 5. In vitro среднее время разрыва слоя влаги на поверхности линзы, измеренное методом iDDrop

Модуль упругости поверхности линзы

Модуль упругости («мягкость») поверхности контактных линз плановой замены измерялся с помощью метода наноиндентирования (вдавливания) на основе данных атомно-силовой микроскопии (АСМ). Все линзы тестировались в условиях погружения в солевой раствор, содержащий небольшое количество поверхностно-активного вещества, необходимого для снижения адгезии зонда во время процедуры вдавливания. Зонд АСМ прижимался к поверхности линз с силой, аналогичной давлению век. Модуль упругости поверхности рассчитывался по глубине вдавливания зонда (чем мягче материал, тем глубже вдавливание). Измерения проводились на неношеных линзах, которые были извлечены непосредственно из блистера, и после ношения в течение полного срока замены (14 дней для Acuvue Oasys; 30 дней для остальных линз ежемесячной замены).

Результаты показали, что модуль упругости поверхности контактных линз TOTAL30, как новых, так и ношеных, был значительно меньше (линзы были как минимум в 5 раз мягче; p < 0,05), чем поверхности линз Acuvue Oasys, Biofinity, Acuvue Vita и Bausch + Lomb Ultra (рис. 6а) (In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения; данные исследования Alcon, 2021.).

Рис. 6. Средний модуль упругости поверхности линзы, измеренный с помощью наноиндентирования AFM (а) и средний коэффициент трения (CoF), измеренный нанотрибометром (б)

Легкость скольжения

Тестирование легкости скольжения поверхности осуществлялось путем измерения коэффициента трения с помощью нанотрибометра. Измерения проводились на линзах, извлеченных из блистерной упаковки или после полного срока их ношения (14 дней для Acuvue Oasys; 30 дней для всех остальных протестированных линз ежемесячной замены). Линзы помещались на держатель и полностью погружались в раствор. Мягкий зонд с датчиками силы скользил по поверхности каждой линзы для измерения трения. Контактные линзы TOTAL30 сохранили высокую легкость скольжения даже после 30 дней ежедневного ношения и показали значительно более низкий коэффициент трения (как минимум в 3 раза ниже; p < 0,05 для всех), чем линзы Acuvue Oasys, Biofinity, Acuvue Vita и Bausch + Lomb Ultra. Это означает, что поверхность TOTAL30 была более увлажненной (рис. 6б).

Бактериальная адгезия

В этом стрессовом испытании in vitro неношеные контактные линзы (TOTAL30, Biofinity, Acuvue Vita, Acuvue Oasys и Bausch + Lomb Ultra) подвергались воздействию отдельных растворов, содержащих различные штаммы Pseudomonas aeruginosa, а также раствора с одним штаммом Pseudomonas aeruginosa (ATCC 10145), меченым зеленым флуоресцентным белком. После извлечения линз каж­дой марки проводилась визуализация поверхностной бактериальной адгезии к ним (рис. 7 (In vitro оценка бактериальной адгезии к контактным линзам; данные исследования Alcon, 2020)).

Рис. 7. Визуализация поверхностной бактериальной адгезии Pseudomonas aeruginosa (ATCC 10145) на контактных  линзах плановой замены:
а – TOTAL30; б – Biofinity; в – Acuvue Vita; г – Acuvue Oasys; д – Bausch + Lomb Ultra
Репрезентативные изображения результатов стрессового тестирования in vitro неношеных линз после воздействия флуоресцентно меченых штаммов Pseudomonas aeruginosa (ATCC 10145). Микроскопия с 10-кратным увеличением

Количественная оценка колоние­образующих единиц (КОЕ) пяти различных штаммов P. aeruginosa (MCC 3478, 3480, 3481, 7142 и ATCC 10145) показала, что адгезия бактериальных клеток к поверхности контактных линз TOTAL30 была значительно меньше (p < 0,0001 для всех), чем к поверхности других протестированных линз (In vitro оценка бактериальной адгезии к контактным линзам; данные исследования Alcon, 2020. In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения данные исследования Alcon, 2021).

Отложение липидов

Для визуализации отложений с помощью конфокальной микроскопии были использованы флуоресцентно меченые неполярные липиды. Тест проводился на неношеных контактных линзах TOTAL30, Biofinity, Acuvue Vita, Acuvue Oasys и Bausch + Lomb Ultra. Для стрессового испытания использовался липидный раствор, содержащий неполярные липиды, холестериловый эфир и триглицерид. Для имитации ношения линзы проходили через циклы воздействия липидного раствора и очистки линз соответственно периоду ношения каждой линзы (In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения данные исследования Alcon, 2021).

Было создано два набора изображений: 1) целая контактная линза (рис. 8, I), 2) поперечные сечения линзы, показывающие внешнюю поверхность, ядро и внутреннюю поверхность (рис. 8, II). На всех изображениях видно отложение липидов на поверхности и внутри линзы; изображения поперечного сечения позволяют визуализировать липиды поверхности и ядра по отдельности (рис. 8). Серый цвет соответствует флуоресценции материала линзы и фона, красный – флуоресцентно меченому неполярному триглицериду, а зеленый – неполярному холестериловому эфиру (In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения данные исследования Alcon, 2021). Измерения интенсивности флуоресценции показали, что на контактных линзах TOTAL30 отложение липидов было значительно меньше по сравнению с ситуацией на других протестированных контактных линзах (p < 0,01 для всех) (In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения данные исследования Alcon, 2021).

Рис. 8. Отложение липидов на поверхности и внутри контактных линз плановой замены – репрезентативные изображения стресс-тестирования in vitro неношеных линз:
I – линза целиком, вид сверху; II – поперечное сечение линзы
а – TOTAL30; б – Biofinity; в – Acuvue Vita; г – Acuvue Oasys; д – Bausch + Lomb Ultra
Картина после воздействия флуоресцентно меченых неполярных липидов, холестерилового эфира и триглицерида. Визуализация с помощью конфокальной микроскопии показывает отложение липидов как внутри, так и на поверхности линзы

Линзы TOTAL30 for Astigmatism

47 % людей, нуждающихся в коррекции зрения, имеют астигматизм. Но только 10 % из них носят торические контактные линзы (Multi Sponsor Surveys Inc. The Gallup target market report on the market for toric contact lenses. Young G, Sulley A, Hunt C. Prevalence of astigmatism in relation to soft contact lens fitting. Eye Contact Lens. 2011; 37: 20–25). Контактные линзы TOTAL30 также доступны и в торическом дизайне – TOTAL30 for Astigmatism (лефилкон A). Для быстрой и устойчивой стабилизации торических линз Alcon использует проверенный дизайн Precision Balance 8|4. В этом модифицированном дизайне самые толстые участки линзы расположены на 8 и 4 ч. Это обеспечивает две опорные точки для стабилизации и уменьшает взаимодействие с нижним веком (рис. 9).

Рис. 9. Свойства линз TOTAL30 for Astigmatism модифицированного дизайна Precision Balance 8|4

Исследования показывают 95 % успешных подборов линз с первой примерки (на основании показателей центровки, подвижности и ротации) (Клиническая оценка посадки и ротации Total30; данные исследования Alcon, 2021). Среднее время стабилизации составляет 60 с, выравнивание оси происходит в пределах 3° от идеальной ориентации (Клиническая оценка посадки и ротации Total30; данные исследования Alcon, 2021). Доступные параметры TOTAL30 for Astigmatism охватывают 94 % пациентов с астигматизмом до 2,50 дптр (табл. 2).

Заключение

Контактные линзы TOTAL30 (лефилкон A) – это первые водоградиентные контактные линзы ежемесячной замены. При производстве этих линз также используется биомиметическая технология Celligent, благодаря чему имитируется поверхность роговицы (Сканирующая электронная микроскопия контактных линз из материала лефилкон А и роговицы человека; данные исследования Alcon, 2020). Как показали исследования in vitro, за счет применения этих двух уникальных технологий поверхность линз становится чрезвычайно мягкой и увлажненной, а также она может противостоять адгезии бактерий и накоплению липидных отложений (In vitro оценка бактериальной адгезии к контактным линзам; данные исследования Alcon, 2020. In vitro оценка липидного загрязнения, модуля упругости и легкости скольжения; данные исследования Alcon, 2021. Ishihara K, Fukazawa K, Shi X, Wu J, et al. Antifouling silicone hydrogel contact lenses with bioinspired surface. ACS Omega. 2021; 6: 7058). Контактные линзы TOTAL30 являются значимой инновацией в категории линз плановой замены и разработаны с учетом потребностей пользователей линз многоразового использования. 

Автор: Джессика Мэтью (Jessica Mathew),
доктор медицинских наук, член Американской академии оптометрии

© РА «Веко»

Печатная версия статьи опубликована в журнале «Современная оптометрия»  [2023. № 5 (164)].

По вопросам приобретения журналов и оформления подписки обращайтесь в отдел продаж РА «Веко»:

• Тел.: (812) 634-43-34
• E-mail: magazine@veko.ru
• veko.ru

Наши страницы в соцсетях:

• vk.com/actual_optometry
• t.me/actual_optometry