软性接触镜透氧系数测量方法研究

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第26卷 第1期2007年 2月北京生物医学工程

Be ijing B i omed i ca l Eng i neering V o.l 26 N o.1F ebrua ry 2007

#研究简讯#

作者单位:中国药品生物制品检定所医疗器械检测中心(北京

100050)

作者简介:刘丽(1978)),女,硕士,现从事医疗器械产品检测的研究

软性接触镜透氧系数测量方法研究

刘丽 李佳戈 王建宇 王硕 汤京龙 陆颂芳

摘 要 阐述利用极谱法(FATT )测量软性接触镜透氧系数(D k )的原理,测试步骤和数据处理方法。并通过

实验验证了该方法的可行性。

关键词 接触镜;透氧系数;极谱法

中图分类号 R318104 文献标识码A 文章编号 1002-3208(2007)01-0087-02Study on the m ethod for deter m in i ng the oxygen per m eab ility of hydrogel contact len ses LIU L i ,LI J iage ,WAN G J ianyu ,W AN G Shuo ,TAN G J i ng long,LU Songfang N a tional Ins titute for Con tro l of Phar m icitial&B io-Products ,B eij i ng 100050

【Ab stract 】

T o exp l a i n the princ i p l e f o r t he dete r m ina tion o f oxygen permeability by the FATT m ethod ,

and

i ntroduce the testing pro cedure and the m e t hod of da ta processi ng .F i nall y the experi m enta l result proved t hat t he FATT m ethod w as f easible to deter m i ne the ox ygen permeability for contact lens .

【K ey words 】 contac t l ens ;oxygen per m eab ility ;FATT

角膜接触镜是模拟人眼角膜前表面形态制成的,直接附着在角膜表面的泪液层上,并能与人眼生理相容,从而达到矫正视力、美容、治疗等目的的镜片

[1]

但是,配戴角膜接触镜后,角膜的

氧供明显减少,特别在闭眼状态下氧供减少尤其明显,角膜需要多种营养物质以保证其正常的代谢功能,氧气是其中是重要的部分,只有在充分氧供的状态下,角膜才能保持稳定的78%的水合状态,保证角膜透明性。所以,镜片的透氧性及配戴角膜接触镜后角膜的获氧状态是保证配戴安全性和有效性的关键。接触镜的最新标准ISO 18369)4:2005没有对接触镜材料的D k 给出具体的规定限值,只要求不低于标识值的-20%,目前,市场上出售的接触镜标识的材料D k 从9.8~175不等,因此,需要有效的测量方法来测量接触镜的透氧系数。D k 的测量方法主要有极谱法(FATT )、库仑法。FATT 法具有相对方便、实用和重复性好等优点。

1 测量原理

1.1 透氧系数(D k )定义

D k 是在规定条件和单位压力差作用下,氧分子通过单位面积、单位厚度镜片材料的速度。反映在特定压力下,单位体积材料中溶解的氧在材料中的弥散速度,是用来描述材料特有特性的物理量[2]

1.2 测量原理

当氧分子透过材料时,通过电化法把它们从溶液中分离,极谱法通过直接测量透过接触镜的氧分子扩散数,从而计算接触镜材料的透氧系数。当从待测接触镜中分离出一个氧分子,它与中心电极

(阴极)接触,瞬间转化成两个氢氧根离子,产生的离子构成仪器可测量的电流,通过下式计算待测接触镜的透氧量:

D k /t (preli m inary)=

(I -I d )P A @A

@5.804@10

-2

式中,D k /t (preli m i n ary )为未经矫正的透氧量;P A 为大气压-水汽压(35e ,95%RH )@0.209,mmH g ;I 为测得的电流值,L A;I d 为探头暗电流,即

无氧电流,L A;A 为阴电极表面积,c m 2

;

对于厚度t 不同的样品,t /D k 随t 的变化率为

1/D k,即线性回归方程的斜率。其倒数即为待测接触镜材料的D k值。

2试验方法

2.1使用仪器

恒温水浴、201T Per m eo m eter测量仪、Rehder极谱电极装置(阴电极直径4mm)、ET-3电子厚度测量仪。

2.2试验条件

温度:(35?0.5)e,湿度:RH95%。

2.3试验步骤

取4片待测样品(含水量58%)放置在I SO10344标准的盐溶液中[3],(35?0.5)e温度下平衡4h。

2.3.1样品厚度的测量使用ET-3电子厚度测量仪分别测量4个样品的厚度,单位mm。

2.3.2暗电流I d的测量暗电流是没有氧气通过时仪器显示的电流漂移值[1]。将铝箔片放置在两片P MMA人工晶体之间,将其紧贴在电极上,保证氧气不会通过人工晶体周边扩散到电极表面。将电极装置放置在恒温水浴箱中,当温度和湿度达到(35?0.5)e、RH95%时,仪器上显示的电流值即为暗电流。

2.3.3平衡电流I的测量将电极装置放置在恒温水浴箱中,当温度和湿度达到(35?0.5)e、RH 95%,并使之稳定。把待测样品从盐溶液中取出,吸干并放置于电极表面,将其紧贴在电极上,待电流稳定,记录平衡电流I值。将待测样品按下列次序逐一测试每一堆层的平衡电流I:1;1+2;1+2+3;1+ 2+3+4。

3数据处理

3.1样品厚度

4个样品的厚度依次是:0.094、0.092、0.087、0.072mm。

3.2暗电流I d

I d=0.06L A

3.3平衡电流I

试验使用电极直径D=4mm,面积A= 0.1256c m2。

在35e、RH95%的饱和水汽压为40.12mmH g,代入公式(1),得:

t/D k=1/3.0@10-3(I-I d)

平衡电流测量结果如表1所示。为了排除镜片界面效应对结果的影响,对t/D k与t做线性回归,斜率1/D k=0.0369@10-11,即:

D k=27.1(c m2/s)[m l O2/(m l@mmH g)]

表1平衡电流测量结果

Tab le1E qu ilibr i um current of the s a m p les

项目

样品编号

11+21+2+31+2+3+4厚度/mm0.0940.1860.2730.345平衡电流/L A3.443.06 2.32 1.80

t/D

k

/1090.991.11 1.47 1.92 3.4边缘矫正

为了克服边缘效应的影响,要将t/D k按照下式进行矫正:

t/D k=t/D k(pre li m i n ary)@[1+(1.89@t)/ C athode D ia m eter]

表2边缘矫正结果

Tab le2Correction for boundary l ayer effects

项目

样品编号

11+21+2+31+2+3+4厚度/mm0.0940.1860.2730.345平衡电流/L A3.443.06 2.32 1.80 t/D k/1090.991.11 1.47 1.92

t/D k

(边缘矫正)/109

1.031.21 1.66

2.23

t/D k(边缘矫正)与t做线性回归,斜率1/D k (边缘矫正)=0.0475@10-11

D k(边缘矫正)=21.1(c m2/s)[m l O2/(m l@ mmH g)]

4结论

试验条件对测量结果影响很大,大多数亲水材料的透氧系数与温度有关,因此,在测量过程中,应尽量使温度保持在35e?0.5e。湿度降低会使样品脱水,影响测量结果的准确性,湿度应该保持RH 95%以上。

通过对同种材料样品进行重复测试,样品的透氧系数测试结果分别为:

(1)27.1(c m2/s)[m l O2/(m l@mmH g)](边缘未矫正)(下转第86页)

相关文档
最新文档