MATERIALES DE LENTES DE CONTACTO YSUS PROPIEDADESLic. Opt. Rubn Velzquez Guerrero, FIACLECoordinador de IACLE Mxico

PermeabilidadEntre las propiedades de los lentes de contacto, una de las ms importantes es su permeabilidad a los gases, principalmente oxgeno (O2) y anhdrido carbnico (CO2). El oxgeno es necesario para el metabolismo de todas las clulas corneales. La crnea recibe el oxgeno principalmente de la atmsfera cuando los prpados estn abiertos, y de la circulacin sangunea en la conjuntiva palpebral cuando los prpados estn cerrados. El CO2 es un producto del metabolismo celular que , en parte, se transfiere a travs de la lgrima hacia la atmsfera. En general los polmeros que se utilizan para la fabricacin de lentes de contacto son ms permeables al CO2 que al Oxgeno, por ello las lentes de contacto se han caracterizado casi exclusivamente por su permeabilidad al oxgeno. Si la transmisin de oxgeno a la crnea a travs de un lente de contacto es adecuada, tambin lo ser la transmisin del CO2 del lente hacia la atmsfera.El coeficiente de permeabilidad (P) de oxgeno en un material dado se define por la expresin P = D x k. D es el coeficiente de difusin (en cm2/ seg) que representa la cantidad de oxgeno que pasa a travs de la unidad de rea del material en una direccin dada, en un segundo. k es el coeficiente de solubilidad del oxgeno en el material (en cm3 (STP) / cm3 x mmHg), que representa los cm3 de oxgeno que se disuelven en un cm3 del material a 760 mmHg de presin. De aqu que el coeficiente de permeabilidad al oxgeno de los materiales usados en la fabricacin de lentes de contacto se exprese convencionalmente por el smbolo Dk en las unidades cm3 x cm2/ cm3 x seg x mmHg.Para simplificar las anteriores unidades del Dk se expresa tambin en barrers.El Dk, o coeficiente de permeabilidad del oxgeno en el material es una constante caracterstica del material slo en condiciones especficas de su determinacin. En materiales diferentes la magnitud de sus Dk a un gas u otro puede depender de la difusin del gas en el material (D) o de su solubilidad del gas en el material (k). As , por ejemplo, el Dk del CO2 en los lentes de hidrogel convencionales, es unas diez veces mayor que el Dk del oxgeno en los mismos materiales, a pesar de que la difusin (D) de ambos gases en el agua es similar. La razn de la mayor permeabilidad de los hidrogeles a un gas que al otro se debe a que la solubilidad (k) del CO2 es la fase acuosa del hidrogel, por la que pasan los gases, es diez veces mayor que la solubilidad del oxgeno.Mientras que el Dk es un coeficiente caracterstico de los materiales de lentes de contacto, el coeficiente de transmisibilidad de oxgeno (Dk/L o Dk/t) es un coeficiente caracterstico de cada lente con un espesor L o t (en cm.) para el material de permeabilidad Dk. Dk/L o Dk/t es una constante para una lente dada, solamente en las condiciones de su determinacin. Como los lentes de contacto de uso ordinario en la correccin de las ametropas no tienen un espesor uniforme, el espesor del lente suele expresarse como un espesor central o como espesor promedio entre varias determinaciones en lugares entre el borde y el centro del lente. Dependiendo de dnde se mida el espesor, la transmisibilidad variar, aun cuando las condiciones de la determinacin se mantengan constantes. Tambin se emplean la unidades barrers/cm para determinar la transmisibilidad de un material.

HumectabilidadLos lentes de contacto se toleran mejor si son mojados por la lgrima. La humectabilidad de una lente depende no solamente de la estructura qumica de la lente, sino tambin de la calidad y cantidad de la lgrima y del parpadeo del usuario. La humectabilidad se define por el ngulo de contacto de una gota de agua depositada sobre el material, que es el ngulo formado entre la tangente de la gota de agua y la superficie del material. Estabilidad dimensionalEsta propiedad se refiere a la habilidad de las lentes de mantener sus dimensiones especficas, como son su radio de curvatura, espesor y dimetro. Las dimensiones de las lentes de hidrogel pueden variar por el pH, particularmente en las lentes inicas.SolidezEsta propiedad se refiere a la integridad de la lente durante su manipulacin. Por ejemplo, la relativa fragilidad de las lentes de hidrogel de alto contenido de agua y la propensin de algunas lentes rgidas gas permeables a ser araadas.FlexinLas lentes de hidrogel son blandas y flexibles, lo que permite su rpida adaptacin del paciente a su uso. Por el contrario, flexin es una propiedad que puede afectar negativamente el uso de lentes de contacto rgidos, que, para su mayor tolerancia, deben deslizarse sobre la crnea con el parpadeo.Hidrogeles convencionalesLos lentes de contacto blandos o hidroflicos, estn hechos por hidrogeles, que consisten de una fase polimrica que determina el nivel mximo de hidratacin del hidrogel y la fase acuosa. La fase polimrica es una malla en forma de laberinto tridimensional saturada de la fase acuosa, en la que se disuelven y difunden los gases y otras molculas de tamao igual o menor que la porosidad de la malla. La permeabilidad al oxgeno a travs de los lentes de hidrogel aumenta a razn directa a su capacidad de hidratacin y tienen un lmite de permeabilidad igual a la permeabilidad de una lente hipottica de agua pura.Todos los hidrogeles convencionales tienen cadenas tridimensionales, relativamente rgidas, formadas por enlaces de carbono a carbono con diferentes radicales, predominantemente hidroflicos que penden de la cadena carbnica.La fase polimrica es estado seco se denomina xerogel y es rgida y prcticamente impermeable al oxgeno. La fase acuosa es el plastificante que hace que el hidrogel sea blando y permeable. Los segmentos de la malla polimrica en estos hidrogeles tienen ms movimiento que los xerogeles. No obstante la fase polimrica retarda el paso de gases que tienen que moverse por la fase acuosa que satura la malla polimrica. El grado de impedimento aumenta con la proporcin de la fase polimrica en el hidrogel, o inversamente, la permeabilidad aumenta con la hidratacin del hidrogel. Esto est representado por la relacin directa entre el logaritmo del Dk de los hidrogeles y su hidratacin, que se aplica a todos los hidrogeles convencionales, con menores desviaciones, independientemente de la composicin qumica de la fase polimrica.Las lentes de hidrogel convencionales han sido clasificadas por la FDA en cuatro grupos: Grupo ILentes no inicas que contienen entre 35 y 50% de agua.Se caracterizan por no atraer hacia su superficie o repeler partculas con carga inica como calcio, lisozima y protenas; todas estas presentes en la pelcula lagrimal.Grupo IILentes no inicas que contienen entre 51 y 80% de agua.Se caracterizan por no atraer hacia su superficie o repeler partculas con carga inica como calcio, lpidos y protenas; todas estas presentes en la pelcula lagrimal. Adems de tener una mayor permeabilidad por su mayor contenido de agua.Grupo IIILentes inicas que contienen entre 35 y 50 % de agua.Se caracterizan por atraer partculas con carga inica como calcio, lisozima y protenas; todas estas presentes en la pelcula lagrimal. Grupo IVLentes inicas que contienen entre 51 y 80% de agua.Se caracterizan por atraer partculas con carga inica como calcio, lisozima y protenas; todas estas presentes en la pelcula lagrimal.

Lentes rgidas permeables a los gasesLas lentes de contacto rgidas permeables a los gases no suelen contener, por lo general, silicona, pero s tienen silicio y grupos siloxano. Las lentes de goma de silicona estn hechas de polisiloxanos. Los radicales siloxano son importantes en las lentes de contacto por que aumentan la permeabilidad a los gases.Las lentes rgidas permeables a los gases actuales tienen por lo general radicales siloxanicos relativamente voluminosos incorporados en el material durante la poilimerizacin. Permitiendo la formacin de zonas vacas entre los espacios ocupados por el polmero, proporcionando mayor permeabilidad. Estos materiales deben su permeabilidad al oxgeno, a su riqueza en radicales siloxano y a su conformacin espacial. Adems los enlaces entre tomos de silicio y de oxgeno son mucho ms flexibles que los enlaces entre tomos de carbono, permitiendo que los radicales de siloxano puedan cambiar de conformacin espacial, abriendo camino para la difusin de los gases.Las molculas de todas las sustancias estn en continuo movimiento trmico. Las molculas de los gases tienen libertad para desplazarse de un lugar a otro por su propia energa cintica. En los materiales rgidos permeables, los gases se mueven de la zona de ms alta concentracin del gas a la de ms baja concentracin. La difusin de los gases aumenta con la temperatura no slo porque con la temperatura aumenta la energa cintica de los gases, sino porque tambin aumenta la vibracin y rotacin de los radicales y segmentos del polmero abriendo paso a las molculas del gas.El siguiente paso en la investigacin sobre lentes rgidas permeables a los gases lo constituyeron los diseos basados en materiales fluorados como fluorosiliconas y fluoropolmeros. Estos radicales fluorados contribuyen a aumentar la permeabilidad del oxgeno, aumentar la rigidez y disminuir la flexin de las lentes.

Lentes de hidrogel de alta permeabilidad al oxgenoLas investigaciones en los ltimos 12 aos se han enfocado hacia hidrogeles constituidos por polmeros que no slo se hidraten en agua sino que tambin contribuyan a aumentar la permeabilidad del hidrogel al oxgeno. La permeabilidad al oxgeno de estos nuevos materiales es significativamente ms alta que la de los hidrogeles convencionales de la misma cantidad de agua. En general, los radicales en los polmeros que contribuyen ms eficientemente a su permeabilidad al oxgeno son los radicales hidrfobos, como los siloxanos. Por el contrario, los radicales hidrfilos, esenciales para que un polmero se hidrate, contribuyen poco a la permeabilidad al oxgeno del material que los contiene.A finales de los 90, surgieron lentes hidrfilas que combinaban las propiedades de transmisibilidad a los gases de las lentes rgidas permeables a los gases con el confort de las lentes hidroflicas. Son las lentes hidrfilas de alta transmisibilidad, tambin denominadas lentes de silicona-hidrogel, por ser una combinacin de siloxano (Si-O) con hidroxi-etil-metacrilato (HEMA, el componente bsico de las hidroflicas convencionales).Los primeros lentes de esta nueva generacin son: Focus Nigth & Day (Ciba Vision), lente diseado a partir de un material de siloxano hidrogel llamado Lotrafilcon A, y el lente Purevision (Bausch & Lomb), diseado con un material de siloxano hidrogel llamado balafilcon A. En 1998 se realizaron experiencias clnicas en Latinoamrica , Europa y Australia para uso prolongado de 6 das en un principio. Posteriormente, en 1999 recibieron la autorizacin de la Comunidad Europea para su uso prolongado de 30 das.El 12 de octubre de 2001 la FDA aprueba el uso prolongado hasta un mximo de 30 das para el mercado de USA de las lentes de lotrafilcon A. El 20 de noviembre de ese mismo ao la FDA aprueba el uso prolongado hasta de 30 das del lente de balafilcon A. Estos lentes presentan una elevada transmisibilidad de oxgeno con un Dk/t de 110 y 175 x 10-9 barrer/cm, respectivamente, lo que supone un gran avance, considerando que estos valores se alcanzan con espesores convencionales (80-90 micras) y baja hidratacin (35 y 24 % de agua, respectivamente). Estos nuevos materiales representan un cambio radical con relacin a las lentes de hidrogel convencionales cuya transmisibilidad dependa del grado de hidratacin y de los espesores. Y sin duda supone un nuevo e importante avance respecto a los materiales anteriores al no presentar los problemas de deshidratacin de lentes de alto contenido de agua. Sin embargo, es necesario aprender de experiencias anteriores y personalizar las adaptaciones. Un estudio individual del caso, un seguimiento adecuado y estructurado y una clara colaboracin del paciente son imprescindibles. As, se dispone de nuevos materiales, que nos podrn permitir ofrecer uno de los campos ms interesantes en el rea de la contactologa: el uso prolongado.