Abstract

Purpose of job. The evolution of materials used to manufacture contact lenses, there is a need to increase comfort and visual acuity man while improving biocompatibility and minimizing the impact of the material on the physiology of the cornea. There is still a problem with limiting the level of oxygen available to the cornea, resulting in various diseases. Therefore, the aim of this work is to investigate the physical and structural properties of hydrogel and silicone-hydrogel contact lenses.
Materials and methods. To achieve the main objective, the project involves the complete, systematic and comprehensive research methodology, techniques of positron lifetime spectroscopy PAL associated with polymerization, nanovoid natural structure of modern polymeric materials used in ophthalmology. This method is particularly sensitive to detect the structure of disordered materials with structural defects. Therefore it is reasonable to use PAL spectroscopy in studies of polymer nanostructures change contact lenses used in ophthalmology.
Results. As a result of the measurements obtained curve describing the dependence of the number of counts of acts of annihilation as a function of time. Distribution of positron lifetime spectra into three components, allows to extract the longest third component which gives information about the geometrical parameters of free volume. Clear changes were observed long-living component lifetimes of ortho-positronium and their intensities between the lenses tested.
Conclusion. The measurements allowed us to isolate and calculate the value of long-living τ3 and its intensity I3, which values are component of positron lifetime associated with the formation of ortho-positronium (o-Ps) and is a measure of the density distribution of free volume creation. The results of these measurements indicate that the formation of free volume holes takes place both in the hydrogel lens and silicone-hydrogel. However, the size of free volume and the amount of free volume occurring for silicone-hydrogel lenses are greater than for hydrogel lenses. The study nanovoid structure of polymeric materials, their size and number suggest a relationship with the oxygen permeability of contact lenses, which implies a continuation and extension of the initial research.

Streszczenie

Cel pracy. W ewolucji materiałów wykorzystywanych do produkcji soczewek kontaktowych, istnieje potrzeba zwiększenia komfortu i ostrości widzenia człowieka, przy jednoczesnej poprawie biokompatybilności i ograniczeniu do minimum wpływu materiału na fizjologię rogówki. Istnieje także problem związany z ograniczeniem poziomu tlenu dostępnego dla rogówki, czego następstwem są różne schorzenia. W związku z tym celem pracy jest zbadanie własności fizycznych i strukturalnych hydrożelowych i silikonowo-hydrożelowych soczewek kontaktowych.
Materiał i metody. Dla osiągnięcia głównego celu, projekt zakłada pełne, systematyczne i kompleksowe badania metodologii techniki spektroskopii czasów życia pozytonów PAL powiązanej z polimeryzacją, naturalnej struktury nanoluk nowoczesnych materiałów polimerowych stosowanych w okulistyce. Metoda ta jest szczególnie czuła na wykrywanie w materiałach o strukturze nieuporządkowanej defektów strukturalnych, w których pułapkowany może być zarówno pozyton (defekty liniowe) jak i pozyt – luki, wolne objętości. Dlatego uzasadnione jest wykorzystanie spektroskopii PAL, w badaniach zmian nanostruktur polimerowych soczewek kontaktowych stosowanych w okulistyce.
Wyniki. W wyniku przeprowadzonych pomiarów otrzymano krzywą, opisującą zależność liczby zliczeń aktów anihilacyjnych w funkcji czasu. Rozkład widma czasów życia pozytonów na trzy składowe, pozwala wyodrębnić najdłuższą trzecią składową dającą informację o geometrycznych parametrach wolnych objętości. Zaobserwowano wyraźne zmiany składowej długo żyjącej czasów życia orto-pozytu i ich natężeń pomiędzy badanymi soczewkami.
Wnioski. Przeprowadzone pomiary pozwoliły na wyodrębnienie i obliczenie wartości składowej długo żyjącej czasu życia pozytonów τ3 i jej natężenia I3, które to wielkości są związane z tworzeniem się ortopozytu (o-Ps) i są miarą rozkładu gęstości tworzenia się wolnych objętości. Wyniki tych pomiarów wskazują, że tworzenie się luk wolnych objętości ma miejsce zarówno w soczewce hydrożelowej jak i silikonowo-hydrożelowej. Jednak rozmiary wolnych objętości i ilości występujących wolnych objętości dla soczewki silikonowohyrożelowej są większe, niż dla soczewki hydrożelowej. Przeprowadzone badania struktury nanoluk materiałów polimerowych, ich rozmiarów i ilości, sugerują istnienie zależności z przepuszczalnością tlenu w soczewkach kontaktowych, co implikuje kontynuację i rozszerzenie początkowych badań.