Lentilles de contact: Comprendre la chimie de surface essentielle à l'optimisation de la conception

NOTE D'APPLICATION

DISCUSSION

Lentilles de contact sont des matériaux complexes qui doivent fournir une gamme de propriétés physiques pour être efficaces, sûrs et agréables à porter. (1) haute perméabilité à l’oxygène pour transmettre de l’O2 sur la cornée, surface hydrophile (2), de sorte qu’un film lacrymal continu recouvre la lentille pour assurer la lubrification et la résistance (3) à l’absorption bactérienne et protéique. Comprendre les deux surface et chimie en vrac des lentilles est essentielle pour obtenir des performances optimales. La combinaison de la sensibilité de surface (profondeur d’échantillonnage 0-5 nm), de la quantification sans standard et de la capacité à détecter non seulement des éléments mais également des groupes fonctionnels XPS (spectroscopie photoélectronique à rayons X) un outil d'analyse puissant pour déterminer la chimie proche de la surface de ces matériaux.

Les analyses ci-dessous montrent un matériau de lentille en hydrogel commun (polyhydroxyéthylméthacrylate (HEMA) sans (figure 1) et avec (figure 2) l’incorporation d’un copolymère hydrophile de polyvinylpyrrolidone (PVP). Il est clair que XPS peut détecter une PVP basée sur le azote dans la lentille contenant la PVP.

Les analyses ci-dessous montrent un matériau de lentille en hydrogel commun (polyhydroxyéthylméthacrylate (HEMA) sans (figure 1) et avec (figure 2) l’incorporation d’un copolymère hydrophile de polyvinylpyrrolidone (PVP). Il est clair que XPS peut détecter une PVP basée sur le azote dans la lentille contenant la PVP.

Figure Spectre des lentilles de contact basé sur 1 HEMA

Figure 1 Spectre des lentilles de contact à base de HEMA

Figure Spectre des lentilles de contact 2 HEMA + PVP

Figure 2 HEMA + PVP spectre de lentilles de contact

En ce qui concerne la lentille HEMA pure, il existe un excellent accord entre les concentrations élémentaires observées et attendues et le spectre de carbone 1 (Figure 3) indique une surface de lentille pure et non contaminée. La PVP est ajoutée à la deuxième lentille pour améliorer la mouillabilité au déchirement de la surface de la lentille. Il est donc important de pouvoir quantifier la fraction de PVP à la surface. Ceci est effectué en comparant la concentration en azote observée à celle attendue pour la PVP pure. La lentille 2 contient 20% PVP en surface. Ce résultat est confirmé par la présence d'un pic O = CN dans le spectre du carbone 1s (figure 4).

Figure 3 Ajustement incurvé du spectre 1 au carbone à haute résolution issu d'un objectif pHEMA. Notez le rapport 2: 1 CO: COO en accord avec la structure chimique HEMA connue. Les concentrations attendues sont [C] = 66.7% et [O] = 33.3%, en parfait accord avec le tableau 1.

Figure 3 Ajustement en courbe du spectre 1 au carbone haute résolution issu de la lentille pHEMA. Notez le rapport 2: 1 CO: COO en accord avec la structure chimique HEMA connue. Les concentrations attendues sont [C] = 66.7% et [O] = 33.3%, en parfait accord avec le tableau 1.

Figure 4 Ajustement en courbe du spectre 1 au carbone à haute résolution issu d'une lentille pHEMA-PVP. Notez la composante O = CN à 287.4 eV indicative de PVP (et absente de la figure 3 ci-dessus).

Figure 4 Ajustement en courbe du spectre 1 au carbone haute résolution issu de la lentille pHEMA-PVP. Notez la composante O = CN à 287.4 eV indicative de PVP (et absente de la figure 3 ci-dessus).

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