Учёные создали контактные линзы способные самостоятельно устранять царапины под действием ультрафиолета
Исследователи из Южной Кореи разработали новый материал для мягких контактных линз, способный самостоятельно восстанавливать небольшие повреждения. По словам авторов работы, для устранения мелких царапин достаточно примерно одного часа воздействия ультрафиолетового света. Технология может сделать контактные линзы более долговечными и сократить необходимость их частой замены.
В основе разработки лежит гидрогель — материал, содержащий большое количество воды и уже широко применяемый при производстве мягких контактных линз. Учёные модифицировали его структуру таким образом, чтобы процесс восстановления запускался не нагревом, как в предыдущих подобных разработках, а воздействием ультрафиолетового излучения.
Материал был создан исследователями Чон Хён Чхве и Бён Ки Чо. Они разработали гидрогель, в котором ультрафиолетовый свет с длиной волны 365 нанометров вызывает химическую реакцию, известную как обмен дисульфидных связей. Во время этого процесса связи между атомами серы временно разрываются и затем формируются заново, позволяя повреждённой полимерной структуре постепенно восстанавливать свою целостность.
Ранее эта же исследовательская группа уже демонстрировала самовосстанавливающийся гидрогель, работающий под воздействием тепла. Однако такой подход требовал нескольких часов нагрева, что приводило к высыханию линз и делало технологию непрактичной для повседневного использования. Новый метод позволяет проводить восстановление при комнатной температуре, что значительно расширяет возможности его применения.
Лабораторные испытания показали высокую эффективность процесса. После обработки ультрафиолетовым светом царапины на поверхности образцов практически исчезали, а восстановленная поверхность становилась почти неотличимой от неповреждённой.
Для повышения долговечности материала исследователи также нанесли на гидрогель специальное полимерное покрытие. Оно выполняет сразу две функции: снижает вероятность размножения бактерий на поверхности линзы и защищает материал от механического износа.
Во время испытаний на устойчивость к повреждениям покрытие продемонстрировало высокую эффективность. Даже после многократного воздействия мелкозернистой наждачной бумаги материал сохранял прозрачность. Снижение светопропускания составило лишь около двух процентов, что указывает на минимальное влияние подобных повреждений на качество зрения.
Испытания также показали, что гидрогель хорошо удерживает влагу и обладает механическими свойствами, сопоставимыми с характеристиками современных коммерческих мягких контактных линз. Эти параметры имеют особое значение, поскольку комфорт при ношении напрямую зависит от способности линзы сохранять необходимый уровень увлажнения в течение дня.
Авторы исследования отмечают, что в будущем для восстановления таких линз могут использоваться бытовые ультрафиолетовые устройства, которые уже присутствуют во многих домах. Например, подойдут лампы для дезинфекции различных предметов или приборы, применяемые при работе с гелевыми покрытиями для ногтей.
Ещё одним преимуществом технологии стала возможность многократного восстановления. Материал способен неоднократно проходить цикл повреждения и последующего ремонта без потери своих основных свойств, что потенциально может значительно увеличить срок службы линз.
Тем не менее до появления подобных изделий на рынке предстоит пройти ещё ряд этапов. Учёным необходимо провести дополнительные исследования долговечности материала, проверить его устойчивость к многочисленным циклам восстановления и получить одобрение регулирующих органов.
Если технология успешно пройдёт все испытания, она сможет снизить объём отходов и расходы миллионов пользователей контактных линз по всему миру. Вместо замены линзы после появления небольших царапин владельцы смогут восстанавливать её и продолжать использовать значительно дольше.
Исследование в журнале ACS Applied Polymer Materials.