คอนแทคเลนส์ทำจากวัสดุชนิดใด

คอนแทคเลนส์ชนิดต่างๆ

คอนแทคเลนส์นั้นเป็น Optical disc ที่บางมากและมีขนาดใหญ่ประมาณเหรียญ 50 สตางค์ ถึงแม้ว่าเลนส์แบบแข็ง(standard hard lens) ที่เริ่มจำหน่ายมาตั้งแต่ปี ค.ศ.1950 จะยังมีให้เห็นอยู่ในปัจจุบัน แต่การพัฒนาวัสดุ ตลอดจนเทคโนโลยีในช่วงที่ผ่านมาก็ทำให้เลนส์แบบนี้ค่อยๆ เสื่อมความนิยมไปเองโดยปริยาย ปัจจุบันมีผู้ใช้เลนส์แบบนี้อยู่น้อยกว่า 0.5% ของจำนวนผู้ใช้เลนส์ทั้งหมด เลนส์ที่นิยมใช้กันในปัจจุบันมี 2 แบบหลักๆ และรวมถึงเลนส์แบบพิเศษ

1. เลนส์แบบนิ่ม(Soft lens)

เริ่ม ใช้มาประมาณ 20 ปีแล้ว ทำจากพลาสติกที่สามารถดูดซับน้ำได้และมีความหยุ่นตัวสูง โดยปกติจะดูดซับน้ำได้ 30-80% เลนส์แบบนิ่มนี้มีทั้งแบบที่ใช้เพียงวันเดียวแล้วทิ้งหรือใช้หนึ่งหรือ 2 อาทิตย์ก่อนทิ้งก็ได้ หรือไม่ก็ใช้แบบทั่วไปที่มีอายุการใช้งานนานเป็นปี

2. เลนส์แบบแข็งแต่ยอมให้ก๊าซผ่านได้(Rigid gas permeable: RGP)

ทำจากพลาสติกพิเศษที่คงรูปดีกว่า แต่ยังคงยอมให้ก๊าซออกซิเจนและก๊าซอื่นซึมผ่านได้ เลนส์พวกนี้ใช้ง่ายและมักจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าเลนส์แบบนิ่ม นอกจากนี้ยังให้ภาพที่คมชัดและเหมาะกับคนที่สายตาเอียงมากๆ ถึงจะต้องใช้เวลานานในการปรับตัวให้คุ้นเคยกับเลนส์

3. เลนส์แบบพิเศษ

3.1 เลนส์แบบใช้แล้วทิ้ง แบบเปลี่ยนบ่อยๆ และแบบที่กำหนดระยะเวลาการเปลี่ยนไว้ล่วงหน้า (Frequent and planned replacement soft lens)
3.2 เลนส์ที่ใช้ในการบำบัด (Therapeutic contact lens) ซึ่งใช้ร่วมกับยาเป็นระยะตามกำหนดเพื่อช่วยรักษาดวงตาให้กลับคืนสู่สภาพการมองเห็นตามปกติ
3.3 เลนส์แบบมีสี (Tinted contact lens) บางชนิดมีสมบัติช่วยป้องกันการดูดกลืนแสง UV ด้วย

ประวัติการคิดค้นในเชิงวัสดุและกรรมวิธีในการทำเลนส์แต่ละชนิด

• เลนส์ที่ให้ถอดทุกวัน (Daily Wear Contact Lens) เลนส์อันแรกมีชื่อว่า Corneoscleral shell ขนาด 18-21 mm. และครอบคลุมทั้งส่วนคอร์เนียของดวงตากับส่วน sclera ไว้ทั้งหมด ทำโดยใช้ตาของกระต่ายและซากศพเป็นแม่พิมพ์ในการเป่าแก้วให้เป็นรูปร่างเลนส์ แต่การทำนั้นยุ่งยากและใส่ไม่สบายอย่างยิ่ง จนปี ค.ศ.1940 ที่มีการนำ poly (methyl methacrylate) หรือ PMMA เข้ามา และได้มีการทำเลนส์ corneal lens ขึ้น ขนาด 9 mm. ที่ปกคลุมเฉพาะส่วนคอร์เนียตรงกลางเท่านั้น PMMA ถือเป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับใช้ทำคอนแทคเลนส์แบบแข็งเลยทีเดียว เพราะมีค่าโมดูลัสของความยืดหยุ่นตัวสูง มี surface wettability ดี รวมทั้งมีอายุการใช้งานนาน วิธีทำเลนส์ก็เตรียมจากการทำ bulk radical polymerization ของ methyl methacrylate เพื่อให้เกิดเป็นแท่ง หรือแผ่นแบนๆ แบบกระดุมขึ้นมาก่อน แล้วจึงนำไปทำเป็นเลนส์ต่อไปโดยใช้กระบวนการ secondary lathing operation ต่อมาได้มีการค้นพบไฮโดรเจล HEMA (poly (hydroxyethy methacrylate)) และใช้กระบวนการเตรียมคอนแทคเลนส์จากวัสดุนี้ที่ง่ายดาย เรียกว่า spin casting HEMA เป็นวัสดุใส อ่อนนิ่ม ซึ่งเมื่อมีน้ำอยู่ด้วยจะดูดน้ำไว้ได้ถึง 40% แต่ตัวมันเองไม่ละลายน้ำ เพราะมีการเชื่อมโยงแบบ 3 มิติอยู่ กระบวนการ spin casting จะเกี่ยวข้องกับการ polymerize HEMA monomer ในแม่พิมพ์รูปโค้งที่หมุนอยู่ตลอดเวลา โดยมีการควบคุมกำลังการขยายของเลนส์ โดยการควบคุมอัตราการหมุนและความโค้งของแม่พิมพ์
• เลนส์ที่ไม่ต้องถอดทุกวัน (Extended Wear Contact Lens) ด้วยเหตุที่ไฮโดรเจลเลนส์แบบที่ให้ถอดทุกวันประสบความสำเร็จมาก นักวิจัยต้องการวัสดุใหม่ที่จะช่วยเพิ่มเวลาให้ใส่คอนแทคเลนส์ได้นานขึ้น สมบัติของวัสดุใหม่ที่จำเป็นต้องมี ก็คือ วัสดุใส ทนต่อความร้อนและสารเคมี มี biocompatibility และ wettable ได้ด้วยน้ำตา และมีสมบัติทางกลที่เหมาะสมด้วย คือมีความแข็งแรงเพียงพอ ไม่ฉีกขาดง่ายเมื่อถูกแรงกระทำ รวมถึงการที่ต้องมีค่าโมดูลัสของความยืดหยุ่นต่ำ ถ้าเป็นกรณีของเลนส์แบบแข็ง จะต้องมีค่าโมดูลัสของการมองเห็นที่คงที่สูง และมีค่าการยืดตัวตลอดจนความทนแรงดึงสูงด้วย เพื่อไม่ให้เลนส์แตกง่าย แต่ที่สำคัญวัสดุนี้จะต้องสามารถเตรียมได้จาก bulk polymerization และสามารถขึ้นรูปเป็นเลนส์ได้ด้วยกระบวนการผลิตเลนส์ที่มีการใช้กันอยู่ใน ปัจจุบัน และประการสุดท้าย วัสดุนี้ต้องยอมให้ออกซิเจนผ่านได้ ซึ่งจะเกี่ยวกับการกำหนดความหนาของเลนส์
• เลนส์แบบแข็ง (Hard Lens) ทำจากโพลิเมอร์ใสที่มีการเชื่อมโยงในโครงสร้างสูงและมีค่าโมดูลัส มากกว่า 100 MPa ขึ้นไป และมีปริมาณน้ำน้อยกว่า 1% เลนส์แบบแข็งอันแรกที่ประสบความสำเร็จทำจาก poly (methyl methacrylate) ซึ่งข้อดีมากของวัสดุนี้คือ biocompatibility สูง แต่ต้องใช้เวลานานในการปรับตัว กับยอมให้ออกซิเจนผ่านได้น้อย ต่อมาในปี ค.ศ.1975 ได้มีการพัฒนาคอนแทคเลนส์แบบแข็งชนิดแรกที่เป็น siloxane based ขึ้นมาได้ ถือเป็นเลนส์แบบแข็งที่ยอมให้ก๊าซผ่านได้ชนิดแรก วัสดุนี้ได้จากการทำ copolymerization ของ methyl methacrylate กับ methacrylate functionalized siloxanes ได้เป็น MMA ที่มีความคงตัวดีเลิศ ขึ้นรูปง่าย และยอมให้ออกซิเจนผ่านได้
• เลนส์แบบใช้แล้วทิ้ง (Disposable Contact Lens) เพื่อลดปัญหาเลนส์กลายเป็นสีเหลือง ในบางครั้งที่เกิดจากการที่ไฮโดรเจนเลนส์ ดูดซับโปรตีนจากดวงตาไว้ที่ผิวหน้าเลนส์ เลนส์ยี่ห้อ Acuvue ได้ถูกออกแบบมาให้ใส่ได้เพียง 7 วันแล้วต้องถอดทิ้ง

ที่มา : "มารู้จักคอนแทคเลนส์กันเถอะ", วารสารเทคโนโลยีวัสดุ ฉบับที่ 5-7

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม :

Web Sites

• BAUSCH & LOMB : www.polymer.com
• Eyeinfo.com : www.eyeinfo.com
• Johnson & Johnson launches 1-DAY ACUVUE in Singapore : http://sunflower.singnet.com.sg/~debrol/oneday.html

บทความ

• วัสดุและอุปกรณ์ทางการแพทย์ ตอนที่ 1-3 มารู้จักคอนแทคเลนส์กันเถอะ วารสารเทคโนโลยีวัสดุ ฉบับที่ 5-7
• คอนแทคเลนส์ วารสารเทคโนโลยีวัสดุ ฉบับที่ 29
• ผิวเคลือบโลหะเพิ่มอายุคอนแทคเลนส์ วารสารเทคโนโลยีวัสดุ ฉบับที่ 31