Kontaktlinse

Kontaktlinsen (auch Haftlinsen, Haftschalen oder Haftgläser; nicht zu verwechseln mit früher auch synonym benutzten Kontaktgläsern) sind optische Hilfsmittel, gehören zu den Sehhilfen und stellen als solche eine Alternative zur Brille dar. Kontaktlinsen liegen nicht direkt auf der Hornhaut des Auges auf, sondern schwimmen auf einem feinen Tränenfilm. Man unterscheidet zwischen formstabilen (harten) und weichen Kontaktlinsen. Mit ihnen lassen sich die meisten optischen Fehlsichtigkeiten (Ametropien) wie Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit, Astigmatismus oder Presbyopie korrigieren. Besonders komplizierte Formen von Fehlsichtigkeiten wie Keratokonus, Keratoglobus oder sehr unterschiedliche Brechungsverhältnisse (Anisometropie) lassen sich mit Kontaktlinsen gut korrigieren, meist besser als mit einer Brille. Die gesetzlichen Krankenkassen in Deutschland tragen nur in bestimmten Fällen die Kosten für diese Form der Sehhilfen. (PDF; 1,4 MB). mini|Kontaktlinse zur Korrektur von Kurzsichtigkeit mini|Ein Linsensauger kann das Wiederentfernen der Kontaktlinse erleichtern

Geschichte mini|hochkant|Adolf Eugen Fick mini|Größenvergleich Kontaktlinse der 1950er-Jahre zu aktueller formstabiler Linse Die älteste Idee einer Modifikation der Brechungseigenschaften des Auges durch einen Eingriff direkt an der Hornhaut lässt sich bei Leonardo da Vinci in einer Schrift von 1508 nachweisen, der ein Eintauchen des Auges in ein wassergefülltes Glasgefäß vorschlug.R. F. Heitz, J. M. Enoch: Leonardo da Vinci: An assessment on his discourses on image formation in the eye. In: Adrianna Fiorentini, David L. Guyton, Irwin M. Siegel: Advances in Diagnostic Visual Optics. Proceedings of the Third International Symposium, Tirrenia, Italy, May 1–4, 1986. Springer, Berlin u. a. 1987, ISBN 3-540-17585-7, S. 19–26. René Descartes hatte 1636 die Idee einer mit Flüssigkeit gefüllten Glasröhre, die zur Korrektur einer Fehlsichtigkeit direkt auf das Auge gesetzt wird. Der Engländer John Herschel beschrieb 1823 eine „mit tierischer Gallerte gefüllte sphärische Kapsel, die auf die Oberfläche des Auges aufgebracht wird“ und kam damit den heutigen Kontaktlinsen schon nahe.

In den 1880er Jahren arbeiteten mindestens zwei Erfinder daran, das Konzept der Kontaktlinse erstmals in die Realität umzusetzen: Adolf Eugen Fick und August Müller entwickelten unabhängig voneinander Glasschalen, die den größten Teil der Augenoberfläche bedeckten. August Müller selbst, der stark kurzsichtig war, konnte diese Art von Linsen lediglich für maximal eine halbe Stunde tragen.R. M. Pearson, N. Efron: Hundredth anniversary of August Müller's inaugural dissertation on contact lenses. In: Survey of ophthalmology. Band 34, Nummer 2, 1989 Sep-Oct, S. 133–141. PMID 2686057. Der Optiker William Feinbloom führte 1936 den Kunststoff PMMA erstmals als Kontaktlinsenmaterial an Stelle von Glas ein. Bereits in den 1930er Jahren experimentierte Heinrich Wöhlk in Kiel mit Skleralschalen aus Plexiglas. Ihm gelang es als Erstem, die heutige moderne Form der lange tragbaren Kontaktlinse herzustellen. Er benutzte ein Verfahren zum präzisen Abguss der Hornhaut des Auges, was erst die Herstellung einer individuell passgenauen Kontaktlinse ermöglichte. Wöhlk kann somit als Erfinder der modernen harten Kontaktlinse gewertet werden. Tatsächlich fehlte ihm aber das Kapital und so konnte er seine Erfindung nicht zum Patent anmelden.

1948 wurde von Kevin Tuohy die erste vollständig aus PMMA hergestellte Linse zum Patent angemeldet, die nur noch die Hornhaut bedeckte und nicht mehr die gesamte Sclera. Ein weiterer wichtiger Durchbruch gelang 1959 Otto Wichterle, der das Hydrogel HEMA zur Herstellung von weichen Kontaktlinsen erfand.O. Wichterle, D. Lim: Hydrophilic gels for biological use. In: Nature. Band 185, January 1960, S. 117–118, doi:10.1038/185117a0 Die sogenannten Wichterle-Linsen waren noch leicht zerbrechlich und im Gebrauch empfindlich. In den folgenden Jahren entwickelte Jacqueline Urbach ein sehr viel dünneres, weit stabileres Material für weiche Linsen, das 1974 zum Patent angemeldet wurde (Hydrophilic Contactlens Material; Patent Nummer 3'985'697). 1975 stellte sie in Amsterdam die ersten in Europa serienmäßig hergestellten weichen Linsen unter dem Namen „Urosoft“ vor und erhielt 1977 von der FDA in den USA die Bewilligung, eine der ersten weichen Linsen überhaupt zu vertreiben.

Eigenschaften

Benetzbarkeit Die Benetzbarkeit der Kontaktlinsenoberfläche ist neben der Sauerstoffdurchlässigkeit eine zentrale Materialeigenschaft für die physiologische Verträglichkeit von Kontaktlinsen. Durch eine benetzbare Kontaktlinsenoberfläche wird die Integration der Kontaktlinse in den Tränenfilm und damit ein Gleiten der Kontaktlinse im Tränenfilm auf der Cornea ermöglicht. Weiterhin ist eine gute und gleichmäßige Benetzung Voraussetzung für eine gute optische Abbildung im Auge. Dafür muss die Kontaktlinsenoberfläche hydrophil sein, das heißt, es müssen sich dort polare Molekülgruppen befinden. Die Benetzbarkeit eines Materials kann in vitro über den Kontaktwinkel gemessen werden. Diese Oberflächeneigenschaften werden verschlechtert, wenn sich ein Ölfilm auf der Linse ablagert (bei Überfunktion der Meibom-Öldrüsen der Lider, bei Fettdünsten beim Kochen oder Frittieren, durch Makeup-Reste und so weiter).

Linsentypen Die Materialien für Kontaktlinsen sind makromolekulare organische Werkstoffe (Polymere), sie gehören zu den Plasten (Kunststoffen). Man unterscheidet die Polymere grob in die Blockpolymere (Monomerfolge: AAABBB), die alternierenden Polymere (Monomerfolge:ABAB) und in die statistischen Polymere (Monomerfolge: AABABB).

RGP-Kontaktlinsen (formstabile) mini|Formstabile Kontaktlinse 1976 kamen die ersten sauerstoffdurchlässigen, formstabilen Kontaktlinsen auf den Markt. Heutige oft abgekürzt mit RGP für rigid gas permeable. Der Durchmesser liegt üblicherweise zwischen acht und zehn Millimetern. Sie schwimmen beweglich auf einem Tränenfilm. Durch Weiterentwicklung der Kunststoffe weisen heutige formstabile Kontaktlinsen Sauerstoffdurchlässigkeiten mit Dk-Werten von 140 und mehr auf. Ein großer Teil des Sauerstofftransports zur Hornhaut verläuft so durch das Linsenmaterial hindurch. Ein leichter Astigmatismus kann durch die Formstabilität in Verbindung mit dem unter der Linse liegenden Tränenfilm ausgeglichen werden. Optimierte Messmethoden und günstigere Formgestaltung der Kontaktlinsen sowie komfortablere Materialien konnten die Verträglichkeit gegenüber den ersten formstabilen Kontaktlinsen verbessern. Alterungsprozesse können die Linse verformen und die Hornhaut schädigen. Beim Wechseln der Kontaktlinsen mit einem Linsensauger können bei zu großem Druck auf die Hornhaut leichte Verletzungen und in deren Folge Infektionen ausgelöst werden.

Materialien Materialien für harte Kontaktlinsen sind im Allgemeinen Polymere, die Methylmethacrylat für die Verbesserung der mechanischen Stabilität und der optischen Eigenschaften sowie Siloxan und in den meisten Fällen auch Fluorverbindungen, die beide die Sauerstoffdurchlässigkeit des Materials erhöhen, enthalten.

Durch Aufspaltung der C=C-Doppelbindungen im Methacrylsäurerest der verschiedenen Methacrylsäureester entsteht die rückgratbildende Kette, an der die Restgruppen hängen. Diese Anordnung kann mit einer gepackten Wäscheleine verglichen werden.

Weiche Kontaktlinsen mini|Weiche Kontaktlinsen mini|Schnitt durch eine weiche Kontaktlinse (−6,5 dpt) mini|Ausgetrocknete weiche Kontaktlinsen Weiche Kontaktlinsen sind flexibel und passen sich der Form der Hornhaut an. Der Durchmesser liegt üblicherweise zwischen 12 und 16 mm, der Linsenrand liegt daher bei geöffnetem Auge unter dem Lidrand. Die Tragedauer von weichen Kontaktlinsen variiert von Tages- über 14 Tages- und Monats- bis zu Jahreslinsen.

Hydrogellinsen Weiche Kontaktlinsen sind heute mit Ausnahme der reinen Silicon-Kontaktlinsen Hydrogele, d. h. Wasser aufnehmende Kontaktlinsen. Hydrogele Kontaktlinsen sind häufig Blockpolymere, da hydrophile und hydrophobe Materialien (z. B. MMA / NVP) gemischt werden. Sie enthalten Wasser in einem Massenverhältnis von etwa 1:1. Solche Polymere sind zum Beispiel Ocufilcon oder Omafilcon, eine ganze Reihe weiterer, ähnlicher Materialien sind von der FDA zugelassen. Das Polymer dieser Kontaktlinsen ist nicht sauerstoffdurchlässig. Der Sauerstofftransport erfolgt vielmehr per Diffusion durch das in der Linse enthaltene Wasser. Deshalb ist die Sauerstoffdurchlässigkeit dieser Kontaktlinsen im Allgemeinen umso höher, je größer der Wasseranteil ist. Auf diese Weise können Sauerstoffdurchlässigkeiten von bis zu 30 Dk erreicht werden.Patrick H. Benz: (PDF; 209 kB).

Materialien Je nach verwendeten Monomeren entstehen bei der Polymerisation HEMA-Homopolymere, HEMA-Copolymere, HEMA-freie Copolymere oder Silicon-Hydrogele. HEMA-Copolymere entstehen im Wesentlichen durch Zusatz von Vinylpyrrolidon (NVP) mit oder ohne Methacrylsäure (zum Beispiel in HEMA/NVP), Glycerolmethocrylat (zum Beispiel in HEMA/GMA-Polymeren), Dimethylacrylamid (zum Beispiel in HEMA/DMA-Polymeren) oder Phospharylcholin (zum Beispiel in HEMA/PC-Polymeren). HEMA-freie Copolymere entstehen im Wesentlichen aus der Copolymerisation von Methylmethocrylat und Vinylpyrrolidon mit oder ohne Zusatz von Dimethylacrylamid (MMA/NVP).

Wie bei den Materialien für harte Kontaktlinsen entstehen lange Polymerketten, in denen die einzelnen Monomere in mehr oder weniger zufälliger Reihenfolge aneinander gebunden sind. Die Herausforderung bei der Herstellung von Hydrogelmaterialien liegt darin die Blockbildung von hydrophilen Komponenten untereinander und hydrophoben Komponenten untereinander durch gute Durchmischung auf ein möglichst geringes Maß zu beschränken.

Durch die Mischung verschiedener Monomere können die Materialeigenschalten zum Beispiel bezüglich Wassergehalt und damit die Sauerstoffdurchlässigkeit gesteuert und optimiert werden.

Silikonhydrogellinsen Für mehrtägiges ununterbrochenes Tragen sind höhere Sauerstoffdurchlässigkeiten nötig, um eine Schwellung der Hornhaut (insbesondere über Nacht) zu verhindern. Aus diesem Grund wurde 1999 die erste Linse aus einem sog. Silikonhydrogel eingeführt (Balafilcon), die bis zu einem Monat ununterbrochen getragen werden kann. Dabei handelt es sich um die Mischung aus einem hydrophilen sauerstoffundurchlässigen Polymer, einem hydrophoben hochsauerstoffdurchlässigen Silikonpolymer und Wasser.Loretta Szczotka-Flynn: Improving Ocular Health and Comfort With Silicone Hydrogel Contact Lenses. In: Contact Lens Spectrum. June 2007, , abgerufen am 11. Juni 2013. Durch die Silikonpolymere können Sauerstoffdurchlässigkeitswerte von deutlich über 100 Dk erzielt werden.

Allerdings hat die hydrophobe Oberfläche dieser Materialien den Nachteil, dass die Linsenoberfläche im Auge schlechter benetzbar ist, was zum Teil durch zusätzliche Oberflächenbehandlungen ausgeglichen werden muss. Ein weiterer Nachteil, der für die höhere Sauerstoffdurchlässigkeit in Kauf genommen werden muss, ist die höhere Steifigkeit von Silikonhydrogellinsen im Vergleich zu Hydrogellinsen. Dadurch können unter Umständen leichter mechanische Reizungen des Auges auftreten. Die Kontaktlinsenhersteller arbeiten stetig an neuen Materialien, um die genannten Probleme zu reduzieren. So sind inzwischen Silikonhydrogele erhältlich, die auch ohne Oberflächenbehandlung eine relativ gute Benetzbarkeit aufweisen (zum Beispiel Comfilcon).Brian Chou: The Evolution of Silicone Hydrogel Lenses. In: Contact Lens Spectrum. June 2006, abgerufen am 11. Juni 2013.

Hybridkontaktlinsen