Мягкие контактные линзы постоянно приходится снимать, надевать и очищать. Из-за этого на их поверхности постепенно появляются микроскопические царапины, которые не всегда можно заметить невооружённым глазом.
Со временем такие повреждения способны стать проблемой для зрения и здоровья глаз. Если царапина хорошо видна, линзу приходится выбрасывать. Но мелкие дефекты могут оставаться незаметными, хотя риск для человека уже существует.
Химики Чон Хён Чхве и Пён Ги Чо из Университета Данкук в Южной Корее разработали материал для контактных линз, который способен самостоятельно восстанавливаться всего за час под обычным ультрафиолетовым светом.
Основой новой линзы стал гидрогель с особым дисульфидным сшивающим веществом. Оно содержит связь между двумя атомами серы и отличается тем, что после разрыва может создавать новые соединения.
В материал также добавили метакрилатный полимер, образующий длинные молекулярные цепочки. Когда на поверхности линзы появляется царапина, связи между этими цепочками разрушаются. Под действием ультрафиолета серные соединения активируются, преодолевают повреждённый участок и снова скрепляют разорванные полимеры.
Исследователи сравнили новый материал с обычным гидрогелем, в котором использовалось стандартное сшивающее вещество. После ультрафиолетового облучения царапины на экспериментальном образце заметно восстановились, тогда как контрольный материал остался повреждённым.
По результатам испытаний линза смогла вернуть около 90% первоначальной структурной устойчивости.
В состав также добавили второй полимер, который повысил устойчивость материала к царапинам и бактериям. Поэтому новые линзы не только способны восстанавливаться, но и могут изначально повреждаться реже.
При этом гидрогель удерживал воду примерно так же, как современные мягкие контактные линзы. Это важно, поскольку материал должен оставаться достаточно влажным и комфортным для глаза.
Авторы считают, что предложенный химический подход можно применять для создания долговечных и защищённых пластиков. В случае контактных линз особенно интересно то, что для восстановления подходит обычный ультрафиолет.
Теоретически уже существующие УФ-устройства для очистки линз можно было бы использовать одновременно и для их ремонта. Пользователь мог бы положить поцарапанные линзы в специальный футляр, а через час получить почти восстановленную пару.
Ранее материалы с похожими свойствами уже создавали, однако для их восстановления требовались температуры значительно выше комнатной. Возможность запускать этот процесс с помощью обычного домашнего оборудования стала важным шагом вперёд.
Царапины на линзах возникают не только во время очистки, но и при моргании. Они могут рассеивать свет и вызывать блики. Кроме того, повреждённые и шероховатые участки становятся местом, где легче накапливаются белки и закрепляются микроорганизмы.
Это может усиливать дискомфорт и повышать риск инфекции.
Пока новые линзы не готовы к продаже. Перед коммерческим использованием исследователям предстоит провести дополнительные испытания безопасности. Однако разработка показывает, что контактные линзы будущего могут стать значительно прочнее и служить дольше, чем современные.
Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Polymer Materials.
