Контактные линзы-хамелеоны
Очки-«хамелеоны», линзы которых темнеют при попадании на солнечный свет и, кроме коррекции зрения, обеспечивают защиту глаз от воздействия ультрафиолетового излучения, появились в продаже уже 40 лет назад. Однако создание обладающих подобными свойствами гибких контактных линз оказалось достаточно сложной задачей. Недавно ее удалось решить исследователям сингапурского Института биоинженерии и нанотехнологии, работающим под руководством Джеки Ина (Jackie Ying). Они разработали реагирующие на ультрафиолетовое излучение (фотохромные) гибкие линзы. Эта работа выполнена в рамках более крупного проекта, реализуемого специалистами института, целью которого является разработка новых материалов для контактных линз, позволяющих распределять лекарственные препараты и диагностировать заболевания.
На снимке левая линза (голубого цвета) пропитана фотохромными краситями, темнеющими под действием ультрафиолета. Прозрачная линза справа не содержит красителей.
Линзы обычных очков-хамелеонов покрывают миллионами молекул фотохромных красителей, прозрачных в отсутствии солнечного света. Под действием ультрафиолетового излучения эти молекулы изменяют свою форму и начинают абсорбировать ультрафиолет, меняя при этом цвет линз на более темный. При исчезновении источника ультрафиолетового излучения молекулы красителя возвращаются в исходное состояние, а линзы, соответственно, снова становятся прозрачными.
Более ранние попытки создания контактных линз-хамелеонов заканчивались неудачей в основном из-за сложности равномерного нанесения красителя на мягкую поверхность линзы. Авторы обошли эту проблему, изготовив линзы из нового полимера, который формируется при смешивании воды, масляного раствора мономеров, обычно используемого в производстве контактных линз, и поверхностно-активного вещества, способствующего смешиванию воды и масляного раствора. Получающийся в результате материал пронизан мельчайшими порами и канальцами, позволяющими равномерно пропитать весь объем изделия чувствительным к ультрафиолету красителем. Содержание большего количества молекул на единицу площади такой контактной линзы обеспечивает ее быстрое реагирование и бОльшую чувствительность к свету по сравнению с обычными автозатемняющимися линзами.
Пористая структура обеспечивает гибкость материала и возможность быстрых трансформаций молекул красителей, изменение структуры которых в более жестком окружении было бы невозможным или, по крайней мере, затруднительным.
Скорость реагирования линз на ультрафиолетовое излучение очень важна, в частности, для водителей, периодически сталкивающихся с резкими изменениями светового режима, например, при выезде из тоннеля на яркий солнечный свет. Авторы заявляют, что новые линзы темнеют за 10-20 секунд, тогда как обычным очкам-хамелеонам для этого может потребоваться несколько минут.
Результаты предварительного тестирования не заполненного красителями материала на кроликах подтвердили его биосовместимость. В настоящее время разработчики готовятся к проверке на животных безопасности фотохромных линз. По словам Ина, его основным опасением является возможность вытекания красителя из материала линз.
Опытные образцы линз окрашены полностью, и на солнце будут выглядеть жутковато. Поэтому исследователи планируют проработать возможность введения красителей только в центральную зону линзы, покрывающую роговицу глаза.
Для коммерциализации своей технологии институт создал компанию iNano, работа которой изначально будет направлена на удовлетворение потребностей японского и корейского рынков. По оценкам Ина, фотохромные контактные линзы появятся на рынке уже в следующем году.
Директор Техасского глазного центра исследований и технологий (Хьюстон) Ян Бергмансон (Jan Bergmanson) считает, что контактные линзы с автозатемнением могут пользоваться большим спросом у спортсменов. В частности, во время игры в теннис обильное потоотделение может быть проблемой при использовании солнцезащитных очков. Возможно, линзы-хамелеоны со временем будут продаваться как «линзы для спорта».
А пока новые контактные линзы проходят завершающие этапы тестирования, их создатели рассматривают другие возможные варианты применения фотохромного полимера, например, для нанесения чувствительной к ультрафиолетовому излучению тонировки на окна домов и лобовые стекла автомобилей. Новый нанополимер можно использовать также для усовершенствования и удешевления традиционных очков-хамелеонов. Нанесение фотохромных красителей на поверхность обычных стеклянных линз очень трудоемко: для того, чтобы получить качественное однородное покрытие, стекла приходится покрывать красителями и нагревать несколько сотен раз. Аналогичного результата можно добиться, если нанести на стекло один слой полимера.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Technology Review: Contact Lenses that Respond to Light.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
18.11.2009