Naučnici napravili kontaktna sočiva koja sama popravljaju ogrebotine – bez potrebe za zamenom

Vremenom te mikroskopske pukotine mogu da oštete oči i utiču na vid, piše Science Alert.

Ako su ogrebotine dovoljno velike da se vide golim okom, kontaktno sočivo mora da se baci, što znači dodatni trošak i više otpada. Ako nisu vidljive, i dalje predstavljaju skriveni rizik po zdravlje korisnika.

Međutim, možda ogrebotina ne mora da označi kraj upotrebe kontaktnog sočiva niti da predstavlja bezbednosni problem.

Hemičari Jung-Hjun Čoi i Bjung-Ki Čo sa Univerziteta Dankuk u Južnoj Koreji razvili su posebna kontaktna sočiva koja mogu sama da poprave ogrebotine za samo sat vremena pod dejstvom obične ultraljubičaste (UV) svetlosti.

U osnovi ovog inovativnog hidrogel materijala nalazi se takozvani disulfidni umreživač – mala molekulska struktura koja sadrži vezu između dva atoma sumpora. Njegova posebnost je u tome što nakon prekidanja može ponovo da uspostavi nove veze.

„Ovaj rad opisuje sintezu, mehaničku karakterizaciju i funkcionalnu procenu ovog hidrogel sistema sa disulfidnim umrežavanjem, kao i njegovu primenu od uzoraka hidrogela do praktičnog modela kontaktnog sočiva proizvedenog kalupljenjem“, navode istraživači u časopisu ACS Applied Polymer Materials.

Disulfidni umreživač kombinovan je sa metakrilatnim polimerom, čime su formirani dugi molekulski lanci. Kada dođe do ogrebotine, fizičke veze između tih polimera pucaju, ali se pod dejstvom UV svetlosti mogu ponovo uspostaviti.

Dodat je i drugi polimer kako bi hidrogel bio otporniji na ogrebotine i bakterije, nakon čega je novo kontaktno sočivo upoređeno sa kontrolnim materijalom napravljenim pomoću standardnog umreživača.

„Kod komercijalnih hidrogel kontaktnih sočiva, površinske ogrebotine nastale svakodnevnom upotrebom ili čišćenjem mnogo su češće od potpunih presecanja materijala“, navode istraživači.

Dodaju:

„DS-hidrogel pokazao je efikasan oporavak površinskih ogrebotina, dok kontrolni hidrogel, koji nije sadržao disulfidni DS-umreživač, nije pokazao nikakve vidljive znake popravke pod istim uslovima.“

Hemijski posmatrano, UV svetlost aktivira veze između atoma sumpora oko mesta ogrebotine, omogućavajući im da premoste oštećenje i ponovo povežu pokidane polimerne lance. Tim istraživača utvrdio je da se na taj način može obnoviti oko 90 odsto strukturne stabilnosti materijala.

Pored sposobnosti da samo popravlja oštećenja, novi materijal pokazao je zadržavanje vode uporedivo sa današnjim mekim kontaktnim sočivima, kao i izuzetnu otpornost na ogrebotine. To znači da bi nova sočiva mogla ređe da se oštećuju, uz dodatnu prednost što mogu sama da saniraju nastale ogrebotine.

Studija pokazuje da hemijski pristup zasnovan na sumporu predstavlja efikasan način za izradu samopopravljajućih i zaštitnih plastičnih materijala. To otvara mogućnost da standardni UV uređaji za čišćenje, koji su već dostupni na tržištu, ubuduće služe ne samo za dezinfekciju već i za popravku kontaktnih sočiva.

„Kombinacija sposobnosti samopopravljanja, dugotrajne otpornosti na nečistoće i povećane otpornosti na ogrebotine ukazuje na veliki potencijal ove hidrogel platforme sa disulfidnim umrežavanjem za razvoj naredne generacije funkcionalnih kontaktnih sočiva“, navode istraživači.

„Strategija dizajna materijala predstavljena u ovom radu pruža obećavajući put ka dugotrajnim, otpornim i visokoperformansnim oftalmološkim uređajima zasnovanim na hidrogelu.“

Iako je ovakva sposobnost samopopravljanja i ranije demonstrirana, do sada je zahtevala temperature znatno više od sobne. Mogućnost da se popravka pokrene običnom opremom koja može da se koristi kod kuće predstavlja značajan tehnološki napredak.

Zamislite da izgrebana i dotrajala kontaktna sočiva stavite u kutijicu koja istovremeno čisti i popravlja sočiva, a da za samo sat vremena budu gotovo kao nova.

Ipak, pre nego što ovakva sočiva postanu komercijalno dostupna, potrebno je sprovesti još mnogo istraživanja, uključujući dodatna ispitivanja bezbednosti – što je i očekivano za proizvod koji dolazi u direktan kontakt sa okom. Uprkos tome, moguće je da ćemo uskoro dobiti kontaktna sočiva koja su znatno izdržljivija i dugotrajnija.

„Tokom nošenja kontaktnih sočiva, mikroskopske ogrebotine nastale treptanjem ili rutinskim čišćenjem mogu rasipati svetlost i izazivati odsjaj, a istovremeno stvaraju mesta na kojima se mogu zadržavati proteini ili mikroorganizmi, što na kraju ugrožava zdravlje oka. Pored toga, površine koje su postale hrapave usled ogrebotina i mikropukotina olakšavaju prijanjanje i nagomilavanje proteina, povećavajući nelagodnost tokom nošenja i rizik od infekcije", navode istraživači.