RU2653101C1 - Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз - Google Patents

Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз Download PDF

Info

Publication number
RU2653101C1
RU2653101C1 RU2017110771A RU2017110771A RU2653101C1 RU 2653101 C1 RU2653101 C1 RU 2653101C1 RU 2017110771 A RU2017110771 A RU 2017110771A RU 2017110771 A RU2017110771 A RU 2017110771A RU 2653101 C1 RU2653101 C1 RU 2653101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charge
sign
contact lenses
surface potential
particles
Prior art date
Application number
RU2017110771A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Анатольевич Вшивков
Ирина Степановна Тюкова
Надежда Анатольевна Белоконова
Сергей Александрович Коротких
Алексей Сергеевич Шамкин
Александр Евгеньевич Богачев
Ольга Ивановна Каргина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России)
Priority to RU2017110771A priority Critical patent/RU2653101C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2653101C1 publication Critical patent/RU2653101C1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Eyeglasses (AREA)

Abstract

Использование: для оценки поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз. Сущность изобретения заключается в том, что способ основан на исследовании электрофоретического поведения диспергированного материала в водной среде, в качестве материала используют контактные линзы, которые сушат при температуре 80°С, охлаждают в среде жидкого азота, измельчают, а затем диспергируют в водной среде ультразвуком, величину поверхностного потенциала частиц оценивают с помощью прибора Brookhaven ZetaPlus с использованием опции электрофоретического рассеяния света, а знак заряда поверхности контактных линз определяют с помощью программного обеспечения вышеуказанного прибора, для чего в кювету с суспензией помещают электродную систему, на которую подают электрический ток, и по допплеровскому смещению частоты рассеянного света определяют направление движения частиц, то есть знак их заряда, и скорость движения, пропорциональную величине заряда частицы. Технический результат - обеспечение возможности измерения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз методом электрофоретического рассеяния света. 4 табл.

Description

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии.
Изобретение раскрывает способ оценки поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз и может быть использовано для контроля их физико-химических свойств на стадии производства, а также в процессе взаимодействия с различными лекарственными препаратами и биологическими средами.
Физико-химические свойства полимерных контактных линз зависят от природы полимеров, различных добавок и технологии изготовления.
По характеру базового материала контактные линзы подразделяются на четыре группы: ионные (с низкой и высокой гидрофильностью) и неионные (с низкой и высокой гидрофильностью) [1]. Ионные линзы, по сравнению с неионными, в большей степени способны к адсорбции веществ из растворов и биологических жидкостей.
Наличие заряда на поверхности контактных линз делает их химически более активными, что учитывается уже на стадии производства. Для корректировки поверхностных свойств изделий на стадии производства вводятся различные добавки. Так, в патенте №2488863 на изобретение «Способ изготовления контактных линз» предложено добавление фосфолипидов, которые распределяются на поверхности сформированной линзы, что способствует лучшему отделению от формы и обеспечивает высокий производственный выход [2].
Патент №2497160 на изобретение "Силикон-гидрогелевые контактные линзы с пониженной адсорбцией белков" [3] направлен на создание силикон-гидрогелевых линз с пониженной адсорбцией белков за счет введения эффективного количества соединения, снижающего адсорбцию белков. Кроме того, указано, что предлагаемая добавка существенно упрощает технологию изготовления изделий. Однако, под термином "белок" анализировались отдельные составляющие слезной жидкости: лизоцим, липокалин, гликопротеины, альбумин и т.д. Кроме того, отмечено снижение адсорбции только на 10-20%.
Структура поверхности мягких контактных линз влияет не только на отложение на них элементов слезной жидкости (белков, липидов и др.), но и на сорбцию лекарственного препарата и его диффузию из контактной линзы в ткани глаза [4].
Известен метод определения знака заряда коллоидных частиц методом электрофореза [5, 6, 7]. Дисперсные системы могут быть получены различными способами: конденсационным, диспергационным, гидролизом, пептизацией.
Таким образом, измерение поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз необходимо для анализа и корректировки ряда процессов, которые имеют место на стадии производства изделий и при их эксплуатации.
Ближайший аналог - это способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности, основанный на исследовании электрофоретического поведения диспергированного материала в водной среде, изложенный подробно в литературе [5, 7].
Задача изобретения - разработка способа определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности новых объектов - контактных линз - с целью использования для контроля их физико-химических свойств на стадии производства, а также в процессе взаимодействия с различными лекарственными препаратами и биологическими средами при различных видах заболеваний глаз с учетом возрастных особенностей пациентов.
Технический результат состоит в измерении поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз методом электрофоретического рассеяния света. Сочетание высушивания и замораживания позволяет механически измельчить линзы до необходимого уровня дисперсности.
Заявляется способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности, основанный на исследовании электрофоретического поведения диспергированного материала в водной среде, отличающийся тем, что в качестве материала используют новые объекты - контактные линзы, которые сушат при температуре 80°С, охлаждают в среде жидкого азота, измельчают, а затем диспергируют в водной среде ультразвуком и величину поверхностного потенциала частиц оценивают с помощью прибора Brookhaven ZetaPlus с использованием опции электрофоретического рассеяния света, а знак заряда поверхности контактных линз определяют с помощью программного обеспечения вышеуказанного прибора, для чего в кювету с суспензией помещают электродную систему, на которую подают электрический ток, и по допплеровскому смещению частоты рассеянного света определяют направление движения частиц, т.е. знак их заряда, и скорость движения, пропорциональную величине заряда частицы.
Изобретение осуществляют следующим образом.
Методика подготовки материала: вынутую из блистера с раствором линзу помещали на стеклянную подложку и сушили в шкафу при температуре 80°С в течение одного часа. Сухие линзы оставались эластичными, поскольку в их состав входили силиконовые эластомеры. Их измельчение проводили путем растирания в агатовой ступке в среде жидкого азота. Измельченные образцы в виде пасты переносили скальпелем в бюксы с 5 мл дистиллированной воды и диспергировали суспензию в ультразвуковой ванне при комнатной температуре в течение 30 мин. Полученные суспензии имели вид опалесцирующих седиментационно устойчивых в течение измерений систем.
Для примера представлены результаты анализа трех образцов силикон-гидрогелевых контактных линз производства США со следующими характеристиками:
Figure 00000001
Выбор дистиллированной воды в качестве дисперсионной среды связан, прежде всего, с недостаточным количеством жидкости, содержащейся в блистерах. Эта жидкая среда, чаще всего, представляет собой фосфатный буфер. Иногда производитель вводит в буферную среду дополнительные компоненты, в случае образца 1 жидкость представляет собой 1%-ный раствор сополимера 845. Измеренные показатели преломления находящейся в блистерах жидкости, представленные в таблице 2, близки между собой. Меньшее значение для образца №1, по-видимому, обусловлено содержанием сополимера в растворе.
Figure 00000002
Суспензии измельченных линз переливали в измерительные кюветы прибора Brookhaven ZetaPlus и производили измерения среднего размера частиц методом динамического светорассеяния. Суть метода заключается в том, что интенсивность рассеяния света системы большого числа частиц - флуктуирующий параметр и характер флуктуаций - определяется подвижностью рассеивающих частиц. Подвижность, в свою очередь, определяется их размером и вязкостью среды. Измеряемым параметром в методе динамического светорассеяния является коэффициент диффузии частиц D, который связан с размером частицы уравнением Стокса - Эйнштейна:
Figure 00000003
где kB - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура (в Кельвинах), η - вязкость дисперсионной среды, dh - гидродинамический диаметр частицы. Все расчеты выполняются программным обеспечением прибора.
С помощью прибора Brookhaven ZetaPlus, используя опцию электрофоретического рассеяния света, оценивали величину поверхностного потенциала частиц. В стандартную кювету с суспензией помещали электродную систему, на которую подавался электрический ток. По допплеровскому смещению частоты рассеянного света определяли направление движения частиц, то есть знак их заряда, и скорость движения, пропорциональную величине заряда частицы. Все расчеты выполняются с помощью программного обеспечения прибора. Результаты измерений приведены в таблице 3.
Figure 00000004
Исследования суспензии, полученной диспергированием линзы №3 в жидкости из блистеров, показали, что при проведении электрофоретических измерений происходит необратимое изменение системы: пожелтение жидкости и коагуляция суспензии.
Как следует из таблицы, разработанная методика диспергирования линз позволяет получать суспензии, пригодные для анализа методом электрофоретического рассеяния.
Образец №3 относится к III группе контактных линз (по классификации FDA), т.е. является низкогидрофильной линзой ионного характера. Для этого образца зафиксирован отрицательный и значительный по абсолютной величине поверхностный потенциал. Образец №2 относится к низкогидрофильным линзам неионного типа. Для него значение поверхностного потенциала близко к нулю.
Линзы №1, как и линзы №2, - представители I группы. Полученные данные по линзам №1 свидетельствуют об отрицательном заряде поверхности этих линз, что может быть связано с наличием определенных добавок или с особенностями отмывки линз на стадии производства.
В таблице 4 приведены результаты измерения поверхностного потенциала для линз 2 и 3 после адсорбции антибиотика и его десорбции. Линзы №2 были изъяты у пациентов разного возраста (после использования). Из данных следует, что десорбция и адсорбция антибиотика существенно изменяет поверхностный потенциал контактной линзы. У пациентов более старшего возраста снижение заряда примерно в 2 раза больше.
Figure 00000005
Технология производства контактных линз непрерывно совершенствуется, объединяя достижения материаловедения, фармокинетики и других смежных дисциплин. Предлагаемый способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз открывает широкие перспективы в оценке их свойств на стадии производства, а также при проведении исследований взаимодействия вышеуказанных изделий с биологическими средами при различных видах заболеваний глаз с учетом возрастных особенностей пациентов.
Источники информации
1. Бондаренко П.И., Цветкова Е.А., Пинчук Л.С., Замараева А.В. Контактные линзы: классификация, материалы, бренды. Медицинские новости, 5, 2012. С. 25-29.
2. Пруит Д.Д., Уинтертон Л.К., Зайферлинг Б., Фогт Ю., Боте X. Способ изготовления контактных линз. Патент №2488863, 27.07.2013, бюл. №21.
3. Пинсли Д.Б, Адамс Д.П., Кханолкар А., Занини Д., Фадли З., Кларк М., Тернер Д.С., Форд Д.Д., Мэджио Т.Л. Силикон-гидрогелевые контактные линзы с пониженной адсорбцией белков. Патент №24497160, 27.10.2013, бюл. №30.
4. Нугуманова A.M., Самойлов А.Н. Лечение воспалительных заболеваний роговой оболочки глаза с применением терапевтических контактных линз. Казанский журнал. Т. 92. №6, 2011.
5. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1984. - 368 с.
6. Зимон А.Д. Коллоидная химия. Учебник для вузов. - 3-е изд., доп и исправл. - М.: Агар. 2003. - 320 с.
7. Щукин Е.Д., Перцев А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. Учебник для бакалавров. - 7-е изд., испр. и доп. М.: Издательство Юрайт, 2014. – 444.

Claims (1)

  1. Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности, основанный на исследовании электрофоретического поведения диспергированного материала в водной среде, отличающийся тем, что в качестве материала используют контактные линзы, которые сушат при температуре 80°C, охлаждают в среде жидкого азота, измельчают, а затем диспергируют в водной среде ультразвуком, величину поверхностного потенциала частиц оценивают с помощью прибора Brookhaven ZetaPlus с использованием опции электрофоретического рассеяния света, а знак заряда поверхности контактных линз определяют с помощью программного обеспечения вышеуказанного прибора, для чего в кювету с суспензией помещают электродную систему, на которую подают электрический ток, и по допплеровскому смещению частоты рассеянного света определяют направление движения частиц, то есть знак их заряда, и скорость движения, пропорциональную величине заряда частицы.
RU2017110771A 2017-03-30 2017-03-30 Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз RU2653101C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110771A RU2653101C1 (ru) 2017-03-30 2017-03-30 Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017110771A RU2653101C1 (ru) 2017-03-30 2017-03-30 Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2653101C1 true RU2653101C1 (ru) 2018-05-07

Family

ID=62105496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017110771A RU2653101C1 (ru) 2017-03-30 2017-03-30 Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653101C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987540A1 (ru) * 1981-07-16 1983-01-07 Предприятие П/Я Р-6767 Способ определени знака зар да капель в эмульси х
JP2010117183A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Hitachi High-Technologies Corp 電位差計測装置
JP5058711B2 (ja) * 2007-08-17 2012-10-24 サンプラスチックス株式会社 電気泳動解析による表面電位が変化した赤血球の測定方法及びその装置
RU2497160C2 (ru) * 2008-06-02 2013-10-27 Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. Силикон-гидрогелевые контактные линзы с пониженной абсорбцией белков
WO2016130603A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-18 Revera Incorporated A method of measurement and control of the surface potential of a sample

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987540A1 (ru) * 1981-07-16 1983-01-07 Предприятие П/Я Р-6767 Способ определени знака зар да капель в эмульси х
JP5058711B2 (ja) * 2007-08-17 2012-10-24 サンプラスチックス株式会社 電気泳動解析による表面電位が変化した赤血球の測定方法及びその装置
RU2497160C2 (ru) * 2008-06-02 2013-10-27 Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. Силикон-гидрогелевые контактные линзы с пониженной абсорбцией белков
JP2010117183A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Hitachi High-Technologies Corp 電位差計測装置
WO2016130603A1 (en) * 2015-02-10 2016-08-18 Revera Incorporated A method of measurement and control of the surface potential of a sample

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rianna et al. Comparison of viscoelastic properties of cancer and normal thyroid cells on different stiffness substrates
Schnurr et al. Determining microscopic viscoelasticity in flexible and semiflexible polymer networks from thermal fluctuations
Andablo-Reyes et al. 3D biomimetic tongue-emulating surfaces for tribological applications
Ideses et al. Spontaneous buckling of contractile poroelastic actomyosin sheets
Sterner et al. Friction measurements on contact lenses in a physiologically relevant environment: effect of testing conditions on friction
Dannhauser et al. Optical signature of erythrocytes by light scattering in microfluidic flows
Pathak et al. Complex pattern formation in solutions of protein and mixed salts using dehydrating sessile droplets
US8658134B2 (en) Fibroblast growth patterns for diagnosis of Alzheimer's disease
Clayton et al. Measuring biotherapeutic viscosity and degradation on-chip with particle diffusometry
Morris et al. Further observations on the size, shape, and hydration of casein micelles from novel analytical ultracentrifuge and capillary viscometry approaches
Olofsson et al. A collagen-based microwell migration assay to study NK-target cell interactions
Tatkiewicz et al. Methods for characterization of protein aggregates
Pal et al. Drying of bio-colloidal sessile droplets: Advances, applications, and perspectives
RU2653101C1 (ru) Способ определения поверхностного потенциала и знака заряда поверхности контактных линз
Chwalik-Pilszyk et al. Influence of selected ophthalmic fluids on the wettability and hydration of hydrogel and silicone hydrogel contact lenses—in vitro study
Colsenet et al. Pulsed field gradient NMR study of poly (ethylene glycol) diffusion in whey protein solutions and gels
Kronman et al. Light scattering investigation of ordering effects in silicotungstic acid solutions
Gochev et al. β-Lactoglobulin adsorption layers at the water/air surface: 4. Impact on the stability of foam films and foams
US11221287B2 (en) Methods of measuring structural and functional changes of a biomolecular composition
Cao et al. Stiff Extracellular Matrix Promotes Invasive Behaviors of Trophoblast Cells
Al Kindi et al. Bioinspired Lubricity from Surface Gel Layers
Dhopte et al. Favourable interfacial characteristics of A2 milk protein monolayer
Gaikwad et al. Effect on morphology, osmotic fragility and electro kinetic potential of erythrocytes in hypertension
Torhov et al. Study of tribological properties of human buccal epithelium cell membranes using probe microscopy
Chew et al. Enrichment and identification of neural stem cells in neurospheres using rigidity-tunable gels

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190331