Nova tehnologija mogla bi da produži vijek trajanja mekih kontaktnih sočiva i smanji rizik po zdravlje očiju. Istraživači sa Univerziteta Dankuk u Južnoj Koreji razvili su specijalni hidrogelni materijal koji može da obnovi površinska oštećenja nakon samo sat vremena izlaganja običnoj ultraljubičastoj (UV) svjetlosti.

Foto: Ilustracija, Pixabay

Meka kontaktna sočiva, koja su danas najčešće u upotrebi, tokom svakodnevnog rukovanja, čišćenja i nošenja neminovno dobijaju veoma sitne ogrebotine. Iako su često nevidljive golim okom, takva mikrooštećenja vremenom mogu da utiču na kvalitet vida, ali i da predstavljaju potencijalni rizik za zdravlje očiju.

Kada su ogrebotine dovoljno velike i uočljive, sočivo mora da se baci i zamijeni novim. Međutim, naučnici sada smatraju da oštećenje možda ne mora automatski da znači kraj upotrebe jednog sočiva.

Hemija koja omogućava „samopopravku“

Istraživači Džung Hjun Čoi i Bjung Ki Čo sa Univerziteta Dankuk u Južnoj Koreji razvili su posebna kontaktna sočiva na bazi hidrogelnog materijala koji ima sposobnost samostalnog zarastanja nakon izlaganja UV svetlosti.

U središtu nove tehnologije nalazi se takozvani disulfidni umreživač – mala molekula koja sadrži vezu između dva atoma sumpora. Posebnost ove hemijske veze je u tome što nakon prekida može ponovo da se formira i poveže oštećene delove materijala.

„Ovaj rad opisuje sintezu, mehaničku karakterizaciju i funkcionalnu procjenu sistema hidrogelova umreženih disulfidnim vezama, kao i njegovu primjenu od laboratorijskih uzoraka do praktičnog oblika kontaktnih sočiva“, naveli su istraživači u radu objavljenom u časopisu ACS Applied Polymer Materials.

Naučnici su disulfidni umreživač kombinovali sa metakrilatnim polimerom, materijalom koji formira dugačke molekularne lance. Kada na sočivu nastane ogrebotina, veze između tih polimera se prekidaju, ali UV svjetlost pokreće proces njihovog ponovnog povezivanja.

Dodat je i drugi polimer kako bi novi hidrogel bio otporniji na ogrebotine i bolje zaštićen od bakterijskog naseljavanja. Novi materijal zatim je testiran u poređenju sa kontrolnim uzorkom napravljenim pomoću standardnog umreživača.

„Kod komercijalnih hidrogelnih kontaktnih sočiva površinske ogrebotine nastale svakodnevnim korišćenjem ili čišćenjem mnogo su češće od potpunih presjeka“, napisali su istraživači.

„DS-hidrogel je pokazao efikasan oporavak površinskih ogrebotina, dok kontrolni hidrogel, koji nije sadržao disulfidni DS-umreživač, nije pokazao vidljivo zarastanje pod istim uslovima.“

Obnavljanje gotovo 90 odsto čvrstine materijala

Eksperimenti su pokazali da UV svetlost hemijski aktivira sumpor-sumpor veze oko oštećenog područja. Te veze ponovo se formiraju preko mjesta gdje je materijal napukao i povezuju prekinute polimerne lance.

Prema rezultatima istraživanja, novi materijal uspio je da povrati oko 90 odsto svoje prvobitne strukturne stabilnosti nakon procesa samopopravke.

Pored sposobnosti regeneracije, nova kontaktna sočiva pokazala su i zadržavanje vode uporedivo sa savremenim mekim sočivima, kao i veoma dobru otpornost na ogrebotine. To znači da bi, osim što bi mogla sama da se popravljaju, potencijalno mogla i rjeđe da se oštećuju.

Foto: Ilustracija, Pixabay

Mogućnost primjene postojećih UV uređaja

Ovo istraživanje pokazuje da se pristup zasnovan na sumpornim vezama može koristiti za stvaranje izdržljivijih i funkcionalnijih plastičnih materijala.

Jedna od mogućih prednosti jeste i to što bi postojeći UV uređaji za čišćenje kontaktnih sočiva u budućnosti mogli da dobiju dodatnu funkciju – ne samo dezinfekciju, već i popravku oštećenja.

„Kombinovana sposobnost samopopravke, dugotrajna otpornost na prljanje i poboljšana otpornost na ogrebotine ukazuju na potencijal ove platforme hidrogelova umreženih disulfidnim vezama za kontaktna sočiva nove generacije“, navode autori studije.

„Sveukupno, strategija dizajna materijala predstavljena u ovom radu pruža obećavajući put ka dugotrajnim, otpornim i visokoperformansnim hidrogelnim oftalmološkim uređajima".

Iako su materijali sa sposobnošću samopopravke već ranije istraživani, dosadašnji pristupi uglavnom su zahtevali znatno više temperature od sobne. Mogućnost da se popravka pokrene običnom UV svetlošću i opremom koja bi mogla da bude dostupna korisnicima predstavlja značajan korak napred.

Zamisliva je budućnost u kojoj bi korisnik jednostavno stavio istrošena ili izgrebana kontaktna sočiva u kućište koje kombinuje čišćenje i popravku, a nakon približno sat vremena dobio sočiva sa gotovo obnovljenim svojstvima.

Ipak, do komercijalne primjene predstoji još mnogo rada. Neophodna su dodatna bezbjednosna testiranja, što je posebno važno kod svakog materijala koji dolazi u direktan kontakt sa okom.

Istraživači podsjećaju da tokom nošenja kontaktnih sočiva mikroogrebotine nastale treptanjem ili rutinskim čišćenjem mogu da rasipaju svjetlost i izazovu pojavu odsjaja, ali i da stvore mjesta za vezivanje proteina i mikroorganizama, čime se narušava zdravlje oka.

„Tokom nošenja kontaktnih sočiva, mikroskopske ogrebotine izazvane treptanjem ili uobičajenim čišćenjem mogu da rasipaju svjetlost i izazovu odsjaj, dok istovremeno predstavljaju mjesta za prianjanje proteina ili mikroba, što na kraju može ugroziti zdravlje oka“, napisali su istraživači i dodali: „Pored toga, površine hrapave zbog ogrebotina i mikropukotina olakšavaju prianjanje i nagomilavanje proteina, povećavajući nelagodnost korisnika i rizik od infekcije".

Nova generacija kontaktnih sočiva koja se sama popravljaju još nije spremna za tržište, ali istraživanje otvara mogućnost da buduća sočiva budu dugotrajnija, otpornija i bezbjednija za svakodnevnu upotrebu.