Studio della bagnabilità di materiali per applicazioni oftalmiche

Studio della bagnabilità di
materiali per applicazioni
oftalmiche
Michela Greco, Paolo Licordari e Giovanni Romanelli
Dip. Fisica Generale, UNITO
, UNITO
INFN- Sezione di Torino
XCVI Congresso Nazionale SIF
Bologna,, 23 Settembre 2010
Corso di Laurea Ottica ed
Optometria
UNITO
si studiano i difetti ottici ed i
problemi funzionali dell’occhio
si apprende a misurarli e a trattarli
mediante sistemi ottici e altre
metodiche non mediche.
Temi di ricerca anche in ambito
fisico
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SI F
na
log
o
-B
Materiali per lenti oftalmiche: idrofobi e oleofobi
Scelta di opportuni
trattamenti superficiali
Bassa energia superficiale (<15 mJ/m2)
Ridotto coefficiente di attrito dinamico
Antistaticità
Elevato angolo di contatto
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SI F
a
gn
o
l
o
-B
Materiali per lenti a contatto: idrofili
Riprodotto da Acuvue
Silicone-idrogel
Silossani aumento trasmissibilità O2
trattamenti superficiali (al plasma)
per idrofilia
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SI F
na
log
o
-B
Bagnabilità
La goccia depositata su una superficie cercherà di equilibrare il sistema
minimizzando le energie di interfaccia.
σ s = σ l cos θ + γ sl
Un materiale è da considerarsi poco bagnabile se l’angolo di
contatto risulta essere maggiore di 90°
°, per valori inferiori
la superficie sarà considerata da poco a molto bagnabile
(completamente per 0°
°)
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SI F
na
log
o
-B
Lo strumento: DSA Kruss 100B
Goniometro sofisticato con software
integrato
Dati tecnici:
video camera con 25 fps;
sistema manuale zoom/focus;
massima dimensione del campione 300x150 mm;
range angolo di contatto da 0 a 180°
con accuratezza di 0,1°
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zoom 7x.
SIF
a
gn
o lo
B
-
Misure su lenti oftalmiche: sessile drop
Misure effettuate in cinque punti e nel tempo (fra 0 e 3 minuti)
Misure su lenti a contatto: in aria e in soluzione salina (captive bubble)
Misure effettuate nel solo punto apicale
(fra 0 e 5 minuti)
Lenti oftalmiche: risultati ottenuti
1)Studiare l’uniformità del trattamento variando la curvatura (+0.25,+1,+3)
a parità di trattamento
110
2)Dipendenza della bagnabilità
dalla curvatura
E*
C
+0,25
t=0 s (°)
t=140 s (°)
107,8± 0,2
104,3 ± 0,1
C
+1
111,1± 0,1
107,2 ± 0,1
C
+3
107,2 ± 0,1
103,0 ± 0,1
Nessun trend evidente
Contact angle (°)
Test ANOVA a variabili indipendenti
valori non compatibili nei 5 punti
di misura
108
Center
Up
Down
Left
Right
106
104
102
eli+3, hydrophobic
100
0
50
100
150
t (s)
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log
o
-B
SI F
Lenti oftalmiche: risultati ottenuti
3)Studiare la bagnabilità in funzione del trattamento e del metodo di pulizia
a parità di curvatura (+2)
Pulizia con
alcol
Pulizia con
spray
111,9 ± 0,2
112,8 ± 0,1
109,6 ± 0,2
113°
109,0 ± 0,3
114,3 ± 0,2
112,8 ± 0,1
116°
106,9± 0,3
115,3 ± 0,3
110,5 ± 0,3
Trattamento
Costo
Costruttore
Misura
A
indurente
30/40 €
-
84,9 ± 0,1
A1
multistrato
40/50 €
-
75,6 ± 0,3
B1
multistrato
60/70 €
110°
B2
multistrato
70/80 €
B3
multistrato
90/100 €
alcune sorprese
4 )Studiare l’uniformità del trattamento
Test ANOVA a variabili indipendenti
valori non compatibili
nei 5 punti di misura
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SI F
na
log
o
-B
LAC morbide: risultati ottenuti
DK
units
H2O (%)
Sessile drop
(°)
Captive
Bubble(°)
Reference
value (°)
LAC
Materiale
B*
comfilcon a
128
48
1
23±
±2
55.0±
±0.2
30
P*
balafilcon a
99
36
3
26.0±
±0.1
34.0±
±0.4
np
A*
lotrafilcon b
110
33
1
13±
±1
36±
±1
37
P*1
omafilcon a
25
62
2
22±
±3
30±
±1
np
A*1
senofilcon a
103
38
1
4.3±
±0.1
27±
±1
np
A*2
galyfilcon a
60
47
1
89±
±3
42±
±4
np
A*3
enfilcon
100
46
1
38±
±2
27±
±5
37
A*4
etafilcon a
28
58
4
19±
±1
14±
±1
np
F*
nelfilcon a
26
69
2
20.9±
±0.3
21±
±1
np
A*5
narafilcon a
100
46
1
11.2±
±0.1
21.0±
±0.4
np
P*2
omafilcon a
25
60
2
23.8±
±0.1
46±
±1
np
FDA
Studio interessante perchè mancano i valori di riferimento dati dal
costruttore…
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a
gn
o
l
o
-B
Conclusioni e prospettive
Lenti oftalmiche:
trattamento idrofobico non uniforme,
corrispondenza non univoca con costo trattamento
analisi rate evaporazione (superficie curva di base!)
Lenti a contatto:
variabilità angolo di contatto in funzione del metodo impiegato...
Aumentare la statistica
Bagnabilità indicata come discriminante dai produttori
necessaria quantificazione (metodo+misura +incertezza!)
metodo dovrebbe essere ISO
Grazie per l’attenzione!
Le misure sono state realizzate presso il Centro dell’Innovazione.
Si ringraziano il Prof. P. Quagliotto e la Dott. N. Barbero del NIS.