Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства

Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства

Реферат

Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства относится к медицинской технике - к офтальмологическим приборам.

С 70-х годов в нашей стране начались исследования по обоснованию эффективности применения мягких контактных линз в лечебных целях. Отрабатывались показания к применению линз, насыщенных различными фармакологическими препаратами. Для эффективного применения антибиотика в форме лечебной мягкой контактной линзы как лекарственного средства необходимо иметь количественную оценку способности антибиотиков сорбироваться мягкими контактными линзами, изготовленными на основе различных полимерных гидрогелей, а также с выявлением путей управления сорбционной активностью полимерных гидрогелей по отношению к разным антибиотикам. Увеличение сорбции антибиотика можно достичь путем увеличения массы, размеров лечебной линзы, а также используемого оптимального сочетания полимерного материала и антибиотика. Информация о сорбции и десорбции лекарства мягкой контактной линзы позволяет проводить качественное лечение глазных болезней, в частности периоперационную антибиотикопрофилактику внутриглазных инфекций при офтальмологических операциях со вскрытием глазного яблока. Мягкую контактную линзу уже несколько десятков лет используют в качестве депо лекарственных средств. Разные лекарства по-разному действуют на материал мягкой контактной линзы, одни увеличиваются в размерах, другие сжимаются, меняется их оптическая сила и их масса. На данное время степень набухания мягких контактных линз лекарственными веществами определяется гравиметрическим методом, т.е взвешиванием и определения ее массы до и после воздействия лекарственным препаратом. Мягкие контактные линзы используются тысячами штук, поэтому в процессе их насыщения надо знать, сколько времени необходимо для насыщения этих линз. Обычно затраты времени на насыщение лекарством лечебных мягких контактных линз производятся от 3-х до 6 часов. Измерение этих линз в процессе их насыщения определенными лекарствами проводится по степени их набухания, т.е изменению их размеров в процессе сорбирования, зная время и динамику насыщения, можно сэкономить время технологии изготовления лечебных мягких контактных линз при массовом их производстве.

В медицинской литературе о мягких контактных линзах известны устройства для измерения параметров мягких контактных линз, например, см. учебник Л.С.Урмахер, Л.И.Айзенштат «Офтальмологические приборы», М: Медицина, 1988 г., с.276-278. Изменения параметров мягкой контактной линзы проводятся на известном диоптриметре ДП-02. Измеряемая линза помещается в кювету на оправку проекционного диоптриметра и заливается дистиллированной водой. Кювета закрывается крышкой от наружных воздействий. В крышке имеется отверстие, через которое можно осуществить подвижку линзы деревянным штоком. В стенке кюветы выполнено также отверстие, через которое можно вылить избыток жидкости. Пластины дна и кюветы выполнены из стекла К8 толщиной 3 мм, с точностью выполнения их параллельности ±10'' и с плоскостностью от 2-х до 4-х интерференционных колец. На экране прибора проецируется изображение линзы и линейной шкалы, с помощью которой измеряют ее диаметр.

Недостатками такого решения устройства являются: на проекционном серийном диоптриметре ДП-02 не определяется динамика набухания линзы при воздействии разными лекарствами - антибиотиками на разные материалы, отсутствует возможность определения кинетики насыщения линз лекарством и ускоренного анализа определения сорбционной активности взаимного действия материала линзы с антибиотиком. Затем дно и крышка кюветы, используемой при измерении, выполнены с очень высокой точностью, что довольно сложно и дорого, само оборудование также дорогое и недоступно небольшим периферийным офтальмологическим лабораториям и клиникам.

В медицинской технике известны измерения линейных размеров (диаметров) мягких контактных линз в процессе их насыщения - сорбции лекарственными препаратами. Обычно над сосудом, в котором размещается мягкая контактная линза и раствор лекарственного средства, например, антибиотика, размещают измерительный микроскоп, одновременно освещая сосуд с линзой сбоку или сверху. В микроскопе имеется измерительная линейная шкала, с помощью которой измеряют начальные и конечные размеры линзы, помещенной в физиологический раствор, см. учебное пособие А.А.Киваев, Б.И.Шапиро «Контактная коррекция зрения». М.: «ЛДМ Сервис», 2000 г., 191-196, рис.78, 80. Для измерения параметров мягкой контактной линзы применяется устройство контроля мягких линз УКМЛ-1, которое является самым близким решением. В сосуд-кювету, заполненную физиологическим раствором, на предметное стекло пинцетом помещают мягкую контактную линзу. На экране устройства изображаются линза и линейная шкала. Визуально по линейной шкале, наложенной на изображение линзы, определяют ее габарит, т.е. диаметр линзы.

Недостатками такого решения устройства являются: в данном устройстве не фиксируется набухание линзы в течение всего времени насыщения, кинетика насыщения в разные отрезки времени с определением последнего после набухания, воздействия на разные материалы мягких контактных линз разными лекарственным препаратами, их сорбционная активность, отсутствует память в приборе для сравнительного анализа параметров разных материалов линз, насыщенных разными лекарственными веществами, отсутствует ускоренный анализ кинетики насыщения и набухания линз, устройство дорогое и несовременное по конструкции.

Техническим результатом предложенного решения устройства является: осуществление определения сорбционной активности материала мягкой контактной линзы лекарственным препаратом, сокращение времени определения кинетики насыщения линзы антибиотиком и осуществление ускоренного анализа сорбирования материалом линзы различных лекарственных веществ, повышение информативности накоплений изменений параметров мягких контактных линз при воздействии на их материалы антибиотиками, повышение скорости определения их сорбции и набухания.

Этот результат достигается тем, что в устройстве определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства, содержащем сосуд, в котором помещены мягкая контактная линза и раствор лекарственного вещества, и измеритель параметров этой линзы, который выполнен в виде линейной шкалы, совмещенной с габаритом линзы, впечатанной на прозрачном листе, изготовленном, например, из целлулоида и расположенном под дном сосуда на подложке, изготовленной из равномерно рассеивающего материала и освещенной осветителем, установленным под подложкой, а над линзой, помещенной в сосуде, размещены фото- или видеокамера, электрически связанные с электронным секундомером и компьютером, на экране которого в режиме съемки и реального времени помещены изображения линзы и совмещенной с ней шкалы, при этом осветитель, линза в сосуде и объектив фото- или видеокамеры коаксиальны между собой и установлены на штативе, на котором над последними расположен защитный экран, причем сосуд выполнен из прозрачной чашки Петри, а подложка выполнена из белого рассеивающего материала, например пластмассы или органического или молочного либо матового стекла.

Сущность изобретения заключается в совокупности существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата.

Существенным признаком предложенного устройства, совпадающим с известным признаком, является: А - устройство содержит сосуд, в котором помещены мягкая контактная линза и раствор лекарственного вещества; Б - измеритель параметров линзы.

Существенными отличительными признаками устройства определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства являются: В - измеритель параметров линзы выполнен в виде линейной шкалы, совмещенной с габаритами линзы, впечатанной на прозрачном листе, изготовленном, например, из целлулоида и расположенном под дном сосуда на подложке, изготовленной из равномерно рассеивающего материала и освещенной осветителем, установленным под подложкой; Г - над линзой, помещенной в сосуде, размещены фото- или видеокамера, электрически связанные с электронным секундомером и компьютером, на экране которого в режиме съемки и реального времени помещены изображения линзы и совмещенной с ней шкалы; Д - осветитель, линза в сосуде и объектив фото- или видеокамеры коаксиальны между собой и установлены на штативе, на котором над последними расположен защитный экран.

Частные отличительные признаки: Е - сосуд выполнен из прозрачной пластмассы чашки Петри; Ж - подложка выполнена из белого рассеивающего материала, например, пластмассы или органического или молочного либо матового стекла.

Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы лекарством (чертеж) содержит штатив 1 и размещенные на нем осветитель 2 с рефлектором 3, мягкую контактную линзу 4, помещенную в прозрачный сосуд 5 и погруженную в раствор лекарственного вещества 6. Сосуд 5 с линзой 4 установлен на подложке 7, изготовленной из равномерно рассеивающего материала, изготовленного из матового стекла. Под дном сосуда 5 на подложке 7 размещен измеритель 8 параметров линзы, выполненный в виде линейной шкалы, впечатанной на компьютере на листе из прозрачного пластика, например из целлулоида. Линейная шкала создана на компьютере в программе Microsoft Office Word 2003 длиной 150 мм с ценой деления 1 мм. Над линзой 4 помещены фото- или видеокамера 9, электрически связанные с компьютером 10, и защитный экран 11. В компьютер 10 встроен электронный секундомер 12. На экране компьютера в режиме съемки и реального времени помещены изображения линзы и совмещенной с ней шкалы. Осветитель 2, линза 4, помещенная в сосуде 5 с раствором лекарства 6, и объектив фото - или видеокамеры 9 коаксиальны между собой.

Осветитель 2 выполнен из матовой электрической лампочки с рефлектором 3 диаметром 40 мм. Электрическая лампа используется типа галогенной 6V 15BT с уменьшенной теплоотдачей при достаточно высокой яркости. Над рефлектором установлена диафрагма 13 типа ирисовой или «кошкин глаз» с возможностью изменения диаметра отверстия для прохождения света. Диафрагма убирает лишний свет и частично забирает тепло от лампы. Прозрачный сосуд представляет собой стандартную пластмассовую чашку Петри с крышкой 14 фирмы «Медполимер». На дно сосуда наклеивается тонкое (доли мм) изоляционное кольцо 15 из фторопластовой пленки для уменьшения нагрева. Подложка 7 изготовлена из матового стекла, но может быть изготовлена из белого молочного стекла или белой пластмассы или из белого молочного органического стекла, что уменьшает блики, дает возможность осуществить качественное изображение шкалы и линзы на экране монитора компьютера.

В качестве цифровой фотокамеры используется фотоаппарат Pentax Optio S7, который установлен от подложки на расстоянии 100 мм, позволяющем вести видеосъемку. В качестве видеокамеры была также использована видеокамера Web фирмы Logitech QuickCam, разрешение которой составляло 1024×960 мм.

Чтобы исключить влияние ламп стандартного освещения помещения, в котором проводятся измерения, на верхний конец штатива 1 установлен защитный экран 11.

Работа устройства заключается в следующем. В сосуд 5 наливается раствор антибиотика 6 (примерно, высотой 20 мм) и в него погружается мягкая контактная линза 4, изготовленная из гидрогеля, в частности из материала 2-гидроксиэтилметакрилат. Линейная шкала измерителя 8 расположена под линзой 4, помещенной в сосуде 5 с раствором 6, так, чтобы ее деления перекрывали габариты линзы. Изображения шкалы и помещенной на ней линзе размещают на экране монитора компьютера 10 посредством цифровой фотокамеры или видеокамеры 9. Рядом с изображениями шкалы и линзы имеется изображение электронного секундомера 12. Как только линза 4 погружается в раствор антибиотика и устанавливается на линейной шкале, включают фото- или видеокамеру в режим видеосъемки и одновременно электронный секундомер 12, т.е. проводится компьютерный мониторинг с синхронным хронометрированием воздействия материала линзы с лекарственным препаратом. Мягкая контактная линза 4, изготовленная из гидрогеля, поглощает антибиотик и набухает, диаметр линзы меняется в линейных размерах, что и фиксируется на компьютере и вносится в его память. Различные антибиотики, различной концентрации, на разный материал линзы по-разному влияют на линейные размеры линзы. Размеры диаметра линзы могут не только увеличиваться в размерах, но и уменьшаться. Так линза марки «Конкор-38», изготовленная из полимерного гидрогеля 2 гидроксиэтилметакрилат, погруженная в раствор фторхинолона (офлоксацин 0,3%), после сорбции имеет размер диаметра 14 мм, а в сухом состоянии имеет размер диаметра 20 мм, т.е. уменьшается в размерах. Линза марки «Конкор-55», изготовленная из полимерного гидрогеля на основе N-винилпирролидона и гидроксиэтилметакрилата и погруженная в раствор цефалоспоринов (цефатоксим 10%), увеличивается в диаметре от 12 мм в сухом состоянии до 14,5 мм. Линза марки «Конкор-70», изготовленная из полимерного гидрогеля сополимеров винилпирролидона и метилкрилата, погруженная в раствор антибиотика - цефуроксим 10%, увеличивается в размерах от 10 до 14 мм.

Используя компьютерную программу Adobe Premiere Pro 2.0, можно производить ускоренный анализ сделанной видеозаписи и просмотр изменения линейных размеров - набухания параметров линзы при ее насыщении во времени. Можно увеличивать масштаб изображений линзы и шкалы. С помощью пакета компьютерной обработки Adobe Photoshop CS 9.02 было произведено наложение фото (видео) записи 2-х экспериментов, проведенных в одинаковых условиях для исследования изменения линейных размеров различных типов мягких контактных линз с антибиотиками разной концентрации во времени. Имеется память измерений, которые можно быстро и точно воспроизвести на экране монитора компьютера. На основании проведенных измерений можно вычислить толщину линзы по центру и объем насыщения лекарственных средств и ввести эти данные в компьютер и пользоваться ими после проведения аналогичных действий с такими же материалами линз при насыщении их такими же лекарствами, т.е этими данными можно пользоваться при серийном производстве лечебных мягких контактных линз, используемых для лечения глазных болезней. Кроме того, устройство технологичное, экономичное и эксплуатируется персоналом средней квалификации, работающим с лечебными мягкими контактными линзами.

Использование предложенного решения «Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства» по сравнению с прототипом позволяет определить сорбционную активность материала мягкой контактной линзы лекарственным препаратом, сократить время сорбции линзы, время определения кинетики насыщения линзы лекарственным веществом, осуществления ускоренного анализа сорбирования материалом линзы различных лекарств, повышение информативности накопления изменений параметров (набухания) материалов линз при воздействии на них различными антибиотиками, определяя сорбцию линз, что помогает при лечении различных глазных болезней. В предложенном устройстве может быть зафиксирована количественная оценка способности тех или иных антибиотиков сорбироваться различными материалами лечебных мягких контактных линз. Данные о сорбции лечебных контактных линз и их сорбционной активности позволяют проводить более качественное лечение глазных болезней, в частности позволяет качественно проводить периоперационную антибиотикопрофилактику операций со вскрытием глазного яблока. Кроме того, конструкция предложенного устройства несложная, доступна изготовлению небольшими мастерскими. С такой конструкцией устройства возможно работать любыми глазными клиниками, офтальмологическими кабинетами и отделами больниц разных периферийных регионов. Обслуживание устройства доступно медицинскому персоналу среднего звена. Конструкция простая и более современная в связи с использованием компьютерных технологий и перспективна в процессе исследований новых сочетаний материалов лечебных контактных линз, сорбированных новыми лекарственными препаратами, используемых для лечения разных глазных болезней. Устройство и работа на нем прошли апробацию, показало хорошие результаты и может быть рекомендовано для промышленного применения в серийном и массовом производстве лечебных мягких контактных линз.

1. Устройство определения степени набухания мягкой контактной линзы при сорбции ею лекарства, содержащее сосуд, в котором помещены мягкая контактная линза и раствор лекарственного вещества, и измеритель параметров этой линзы, отличающееся тем, что измеритель параметров линзы выполнен в виде линейной шкалы, совмещенной с габаритами линзы, впечатанной на прозрачном листе, изготовленном, например, из целлулоида и расположенном под дном сосуда на подложке, изготовленной из равномерно рассеивающего материала и освещенной осветителем, установленным под подложкой, а над линзой, помещенной в сосуде, размещены фото- или видеокамера, электрически связанные с электронным секундомером и компьютером, на экране которого в режиме съемки и реального времени помещены изображения линзы и совмещенной с ней шкалы, при этом осветитель, линза в сосуде и объектив фото- или видеокамеры коаксиальны между собой и установлены на штативе, на котором над последними расположен защитный экран.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сосуд выполнен из прозрачной пластмассы чашки Петри.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подложка выполнена из белого рассеивающего материала, например пластмассы или органического, или молочного, либо матового стекла.