96114-1S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
DESIGN VON WEICHLINSEN
96114-3S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
LINSENPARAMETER
Rückflächenparameter
Vorderflächenparameter
Einfache 3-kurvige Linse
r2
tc
tpj2
tpj1 r1
r0
rao
ra1
96114-4S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
LINSENPARAMETER
tEA
tER
Ø0
Ø1
Øt
Øa0
96114-5S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Geometrische Mittendicke (tc)
• Linsendurchmesser (Gesamtdurchmesser, GD,ØG)
• Basiskurve (r0)
• Rückflächengestalltung
• Radius der zentralen Vorderfläche (ra0)
• Vorderflächengestaltung
DESIGN-FAKTOREN BEI WEICHEN KL
96114-6S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Radiale Randdicke (tER)
• Randgestaltung
• Physikal./mechan. Materialeigenschaften
• Physiologische Materialeigenschaften
• Dicke der peripheren Verbindung falls Übergang existiert (tpj)
DESIGN-FAKTOREN WEICHER KL
96114-7S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Durchmesser: größer als HVID
• Dicke: allgemeines Profil, Mittelpunkt, mittlere Peripherie
• Krümmung: Veränderung des Radius über die ganze Linse,
Krümmung im Mittelpunkt
• Design: Vorder-/Rückfläche
• Bezug zum Auge: HH-Radien - KL Rückfläche, Gesamtdurchmesser - HH-Ø
DESIGN
96114-8S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Materialeigenschaften sind bedeutend im Weichlinsen-Design
• Wassergehalt von 24-79% - bedeuten sehr variierende Materialeigenschaften
• Die Bedeutung der Materialeigenschaften veranlassen Designer dazu material-spezifische Linsenserien zu entwickeln
MATERIALEIGENSCHAFTEN
96114-9S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Mit einem dünnen, flexiblen Weichlinsenmaterial spielt Design fast keine Rolle
96114-10S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
WEICHLINSENDESIGN
GEOMETRISCHE MITTE
DICKE ( tc )
96114-11S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Dk/t
• Wasserbindung, Austrocknung
• Anpassüberlegungen
• Wenig oder keine Bewegung
ÜBERLEGUNGEN ZUR MITTENDICKE
96114-12S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGNMINUSLINSENSERIE
• Material auswählen
• Auswahl der Vorderflächenoptik FOZD
• Eine Mittendicke für Linsen von ungefähr -3,0 dpt und mehr- Linsen <-3,0 dpt werden oft dicker gemacht
und oder mit größerem FOZD um die Handhabung zu verbessern
- Linsen >5,0 dpt könnten einen größeren FOZD haben, um die mittelperiphere Dicke zu verringern
96114-13S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Als erstes Verbindungsdicke wählen, tpj1.
• FOZD (Øa0) auswählen. Mittendickenreduktion
FOZD-reduktion ist durch Sehprobleme begrenzt.
• Kein Freiheitsgrad bleibt. Jetzt ist tc nur eine
Funktion des Scheitelbrechwertes.
ÜBERLEGUNGEN ZUM DESIGNPLUSLINSENSERIE
96114-14S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
WASSERGEHALT
Gering H2O 20-40%
Mittel H2O 41-60%
Hoch H2O >60%
96114-15S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
hoch H2Ogering H2O
O2
DünneLinse
DickeLinse
O2
O2
O2
96114-16S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Dk H2O-Gehalt
• O2 und CO2 Durchlässigkeit
• Deshalb ist die Hornhautversorgung am besten bei einer dünnen, hoch wasserhaltigen Linse gewährleisted. Dennoch kann die KL Flüssigkeit verlieren
Dürchlässigkeit (Dk/t)
1 t
96114-17S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Ist die Linse zu dünn, könnte die Hornhaut dehydrieren
• Aufgrund des Wasserflusses durch die Linse und des instabilen Wasserflusses an der Oberfläche
• Abhängig vom KL-Träger
• Schlechter mit höherem Wassergehalt
• Daraus folgt Dehydration der Hornhaut durch die Linse in die Luft
• Dehydration verursacht Stippen durch Trockenheit
Wasserverlust
96114-18S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Picture Placement Holder
96114-19S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Verlieren mehr Wasser als Linsen mit niedrigem Wassergehalt (% insgesamt) auf dem Auge
• Verlieren sogar Wasser, wenn sie in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit getragen werden
• Schrumpfen auf dem Auge,was den Gesamtdurchmesser und die Basiskurve beeinflusst. Diese beeinflussen den Sitz und müssen berücksichtigt werden.
LINSEN MIT HOHEM WASSERGEHALT
96114-20S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Zentrierung
– Sehen, Komfort, mechanisch
• Bewegung
– Rand steht ab, Komfort
DESIGN WEICHER KLANDERE ÜBERLEGUNGEN
96114-21S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Für verlängertes Tragen (EW-extended wear), muss ein Minimum des Bedarfs der HH gedeckt sein
• Geringere Anforderungen des offenen Auges führen zum täglichen Tragen (DW-daily wear)
• EW Anforderungen immer > DW
VORGESEHENE LINSENNUTZUNG IST WICHTIG
96114-22S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Ödem übernacht
• Inkompletter Rückgang während des Tages
Dauerhaftes chronisches Rest-
Tages-Ödem
ÖDEM-ZYKLUS(LINSEN GETRAGEN)
(Holden, Mertz, McNally, 1983)
96114-23S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Linsentragen über Nacht
HH-Ödem
• weniger O2 verfügbar
• Abhängig vom Dk/t
Auf dem offenen Auge
Abschwellen der Hornhaut
• mehr O2 verfügbar
– Hydrogel 8% (Dk/t)
– formstabile KL 10-11%
– (Dk/t und TF-Austausch)
96114-24S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
9,9% für DW-Linsen (Dk/t = 24)
17,9% für EW-Linsen (Dk/t = 87)
ÖDEMEN VORBEUGEN
Wieviel O2 wird benötigt?
(Holden, Mertz, 1984)
96114-25S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
38% 0,033 0,009 0,023
75% 0,166 0,046 0,117
UM NULL ÖDEM TAGSÜBER ZU ERREICHEN
H2O-Gehalt DW EW Kompromiss EW
96114-26S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Alle Linsen, die zur Zeit erhältlich sind verursachen >8% über-Nacht-Ödem
chronische Hypoxie
Unterbrochenes EW
(1-2 Nächte pro Woche ist maximal ratsam)
HYDROGEL LINSEN
96114-27S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Einschränkungen:
• tc einer Minuslinse übersteigt Dk/t
• tc einer Pluslinse unterschreitet Dk/t
• Beste Veranschlagung ist eine mittlere Dicke
EINSCHRÄNKUNGEN DER MITTENDICKE ZWECKS TRANSMISSIONS-ÜBERLEGUNGEN
96114-28S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
TRÄNENAUSTAUSCH
Studien haben gezeigt:
• dass wenig Tränenaustausch unter weichen KL stattfindet
• Dass HH-Quellung mit dem Dk/tlokal’ zu tun hat, weswegen die lokale Dicke die einzige relevante Größe ist
96114-29S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Anpassung der Linse an das Auge
• Linsendicke und -profil
• Materialeigenschaften
• Zu wenig Linsenbewegung
GRÜNDE FÜR SCHLECHTEN TRÄNENAUSTAUSCH UNTER EINER
WEICHEN LINSE
96114-30S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
PHILOSOPHIE DER WEICHLINSEN-ANPASSUNG
CornealApex
Lim bus
Peri-Lim bal Region
96114-31S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Die Basiskurve hat weniger Bedeutung als bei formstabilen KL weil:
• Unterschiedliche Anpassphilosophien verwendet werden
• Flexibleres Material passt sich besser an und dadurch hat man hinter der Linse einen dünneren TF
• Größere Veränderungen sind notwendig um klinisch bedeutende Veränderungen des Verhaltens auf dem Auge zu erhalten
• Linsen sind umgebungsempfindlicher und letztendlich weiniger vorhersehbar
WEICHLINSEN Basiskurve
96114-32S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Visko-elastische Kräfte bewirken auf Dezentration eine Hilfe zur Selbst-zentrierung
• Die anfängliche Anpassbeziehung ging verloren dank Anlegen an die HH, des osmotischen Gleichgewichts, Liddruck und induzierten elastischen Kräften
• Linsenform hängt am meisten von der vorderen Hornhauttopografie ab
WEICHLINSEN Basiskurve
96114-33S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
MATERIALFESTIGKEIT
Festigkeit (Dicke)3
Festigkeit Elastizitätsmodul (E)
Festigkeit 1 Wassergehalt
96114-34S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Hydrogellinsen werden vom Lid durch das blinzeln deformiert
• Linse richtet sich besser nach der Hornhauttopographie aus
• Visko-elastische Kräfte werden in der Linse verursacht
• Nach dem Zwinkern entspannt sich die Linse, aber dieser Prozess bleibt hinter dem zurückziehnden Lid verborgen
• Zwang die Linse zu bewegen
ELASTISCHE KRÄFTE
1 Tränenfilmdicke
96114-35S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Visko-elastische Eigenschaften der Linse verhindern sofortige Antworten/Reaktionen
• Die Linsenentspannung kann die Bewegng des dahinterliegenden TF und/oder die Veränderung dessen Volumen mit einbeziehen
• Ist der dahinterliegende TF sehr dünn, dann ist er hauptsächlich ölig-viskös, muzinhaltig. Linsenbewegung ist “gedämpft“
• Die Größe der Lidkraft beeinflusst ebenfalls den Sitz der Linse
Linsenverzögerung
96114-36S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
WEICHLINSEN Basiskurve
Bei weichen Linsen hat die Änderung der Basiskurve kaum eine Wirkung auf die
Veränderung des Sitzes der KL
96114-37S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Das Oberlid deckt mehr bei einer weichen Linse als bei einer formstabilen Linse ab. Dies beeinflusst:
• Linsenposition (statische Position)
• Die durch ein Zwinkern ausgelöste Bewegung
• Benötigtes Vorderflächendesign zur Optimierung der Linsenposition und der Blinzelbewegung
Radius der frontoptischen Zone
96114-38S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Gleiche sagitale Höhe, gleicher DurchmesserABER... unterschiedliches Design = unterschiedl. Verhalten
S1 S1
D1 D1
96114-39S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
PHILOSOPHIE DER WEICHLINSEN-ANPASSUNG
‘effektiv steiler’‘urprüngl. Sitz’
‘effektiv flacher’ ‘gleich’
S2 > S1 > S3gleiche Basiskurve
gleiche Basiskurveflacherere Basiskurve
S1
D1
S4
D4
S1 S1
D1 D1
S4
D4
S3
D3
96114-40S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• größere sagitale Höhe (SAG) ‘festigt’ den Linsensitz
• geringerer SAG ‘lockert’ den Sitz
• Geringerer Linsendurchmesser ‘lockert’ den Sitz (SAG wird größer)
• Größerer Linsendurchmesser ‘festigt’ den Sitz (SAG wird geringer)
VERÄNDERUNG DES WEICHLINSENSITZES
96114-41S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Eine Kurve
• zweikurfig, zweite Kurve oft 0,8-1,0 mm flacher als r0 und ungefähr 0,5-0,8 mm breit
• Mehrere verschiedene sphärische Kurven
• Asphärisch
RÜCKFLÄCHENGESTALTUNGEN
96114-42S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Anwesendheit oder Abwesenheit dieser Kurven ist physiologisch unbedeutend (Tomlinson & Soni, 1980)
• Veränderungen der peripheren Rückfläche, vor allem radikales Rand-Abheben, beeinflusst die Bewegung enorm
(Tomlinson & Bibby, 1980)
Rückflächenkurven in der Peripherie
96114-43S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Vorderflächengestaltung ist ebenso wichtig für:
• Linsensitz
• Komfort
VORDERFLÄCHENGESTALTUNG
96114-44S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Vorderflächendesign hängt etwas vom Herstellungsprozess ab
• Falls Xerogel Teil des Herstellungsprozesses ist, wird sphärisches Xerogel asphärisch nach der Hydratation – Quellung ist anisotrop
VORDERFLÄCHENGESTALTUNG
96114-45S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Durchmesser der frontoptischen Zone
FO ZD
96114-46S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Meist zweikurvig, zur Peripherie hin dünner Rand
• Eine Mischung aus FOZR und peripheren Kurven definiert den FOZD
• Mehrere periphere sphärische Kurven
• Durchgehend asphärisch ist ungewöhnlich
VORDERFLÄCHENGESTALTUNG
96114-47S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Vorderfläche kann ebenso bifokale oder multikokale Komponenten enthalten, wie:
• Durchgehende asphärische Fläche
• Konzentrisch bifokal
• Flat-top Segment
VORDERFLÄCHENGESTALTUNG
96114-48S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Rand wird unter beiden Lidern positioniert
• Rand hat relativ geringe Auswirkungen auf den Komfort
• Randgestaltung kann durch die Herstellung beeinflusst sein
• Dicke wird vielmehr von Haltbarkeits-Überlegungen bestimmt, als von Komfort /physiologischen Aspekten
DICKE UND RANDDESIGN WEICHER LINSEN
96114-49S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Hier ist mit ‘asphärisch’ kegelförmig gemeint
• Eine mathematisch regelmäßige nicht-sphärische Oberfläche
• Basiert auf Kegelschnitten
• Ein Kreis wird als Sonderfall betrachtet
ASPHÄRISCHE WEICHLINSEN
96114-50S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
KEGELSCHNITTE
Kreis
Ellipse Parabel
Hyperbel
96114-51S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
KEGELSCHNITTE
y2 = 2r0x - x2(1 - e2) wobei:
e = Exzentrizität = (1- b2/a2)
b = Hauptdurchmesser des Schnitts
a = kleinerer Durchmesser
96114-52S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Kegelschnitte
r0
Parabel e=1
Ellipse e=0,5
(0,0)
= 7,80 mm
Kreis e=0
96114-53S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Kreis e = 0
Ellipse 0 < e < 1.0
Parabel e = 1.0
EXZENTRIZITÄTEN DER KEGELSCHNITTE
96114-54S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Je größer die Exzenrizität, desto schneller flacht die Peripherie ab (exponentiell)
• p=(1-e2), p=Gestaltfaktor, ein Index für peripheres Abflachen oder Ansteigen
EXZENTRIZITÄT
96114-55S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Asphären sollen Linse/Hornhaut-Verbindung optimieren
• Asphären reduzieren den lokalen Druck wegen der peripheren Kurve/ Übergangszonen Diskontinuitäten
WARUM ASPHÄRISCH?
96114-56S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
ERSTE ASPHÄRISCHE WEICHE LINSE
• Con-O-Coid, elliptische Rückfläche
• 2 Exzentrizitäten werden angeboten
• sphärisch und auch torisch
(Hirst [NZ], frühe 1970er)
96114-57S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Asymmetrie ist gewöhnlich nicht groß
• Hornhaut wird für ein Ellipsoid gehalten (Annäherung erster Ordnung)
• Exzentrizitäten (e) der Hornhaut:
HORNHAUT IST NICHT SYMMETRISCH
H=0,53, V=0,58 (Holden, 1970)
H=0,41, V=0,44 (Kiely, et al., 1984)
H and V=0,44 (Guillon, et al., 1986)
96114-58S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Wenige asphär. Weiche Linsen werden vermarktet
• Die meisten haben durchgehende asphär. Rückflächenkurven
• Produktion ist einfacher mit CNC-Drehmaschinen oder Formgießen
VERFÜGBARE ASPHÄREN
96114-59S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Asphären benötigen weniger Stufen der Rückflächenkurve um dei verschiedenen Sitzarten abzudecken
• Attraktiv für ‘Lagerlinsen’-firmen
WEICHE ASPHÄREN
96114-60S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Bessere Linsen/Cornea-Peri-Limbal Sitzverbindung
• Weniger unterschiedliche Basiskurven notwendig
• Linsensitz reagiert weniger sensibel auf Linsendurchmesseränderungen
• Erhöhte Linsenbewegung
• Druck ist gleichmäßiger verteilt
ASPHÄREN - VORTEILE
96114-61S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Linsenform ist optisch nicht optimal
• Nachteilige Effekte auf das Sehen einer dezentrierten Linse sind größer als mit sphärischen Linsen
• Optimale Sehschärfe könnte nicht erreicht werden
• Schwieriger herzustellen
ASPHÄREN - NACHTEILE
96114-62S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Aufwendiger herzustellen
• Nicht so schnell verfügbar
• Wird als komplizierter empfunden
• Könnte sich stärker bewegen und sich mehr dezentrieren als eine sphärische Linse
ASPHÄREN - NACHTEILE
96114-63S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Herstellungsprozess könnte Linsendesign einschränken:
Methode Einschränkungen Drehen
Wasserfreies Formgießen
Nasses stabilisiertes Formgießen
Dreh-gießen
Formgießen & Drehen
Dreh-gießen & Drehen
Nur einfache Designs
Wenig, aber anisotrope Expansion durch die Hydratation veränert Linsenform
Fast keine
Nur einfaches Rückflächendesign möglich
Einschränkungen durch das Drehen
Einschränkungen durch das Drehen
96114-64S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
UMFANG VON WEICHLINSEN PARAMETERN
GD (ØT)
BOZR (r0)
Mittendicke (tc)
Fv Sph
Cyl
H2O Gehalt
Oao
tER
12,0 - 15,5 mm
7,6 - 9,6 mm
0,35 - 0,35 mm
+35 dpt
0,50 - 20 dpt
25 - 79%
6,5 - 11,5 mm
0,05 - 0,25 mm
96114-65S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Hängt ab von:
• Dicke
• Scheitelbrechwert
• Wassergehalt
• Durchmesser
LINSENGEWICHT
96114-66S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
DIE ZUKUNFT
96114-67S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
MATERIALIEN FÜR WEICHE LINSEN
• Neue und neuartige Materialien
• Komplexere Designs
96114-68S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Ziel ist, die Dicke zu reduzieren ohne Austrocknung
• Experimentelle Hydrogele in Verbindung mit Silikon, Fluorkohlenwasserstoff etc. in der Forschung
HYDROGEL LINSEN UM RESTÖDEME ZU VERMEIDEN
96114-69S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Normales Auge 25
Weiche Linse 7
Formstabile Linse 4
MITTLERE AUGENABTROCKNUNGSZEIT (SEK)
(Guillon & Guillon, 1990)
96114-70S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
• Benetzbarer machen
• Nachahmen der Natur (Epithel/Tränen)
• Haltbarkeit der veränderten Oberfläche muss mit der erwarteten Linsenhaltbarkeit zusammenpassen
VERÄNDERUNG DER LINSENOBERFLÄCHE
96114-71S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Picture Placement Holder
96114-72S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
KEGELSCHNITTE
Tränenfilm Tränenfilm
SYNTHETISCHES POLYMER
Oberflächen-behandlung und Nachahmung der Natur
96114-73S.PPTIACLE German Contact Lens Course Slide Project
Die perfekte Linse,
Design/Material Kombination,
muss noch geschaffen werden!