Silicone hydrogel contactlenzen hebben de afgelopen 25 jaar de contactlensmarkt een enorme boost gegeven. De materiaaleigenschappen bieden voor de contactlensdrager veel voordelen. Silicone hydrogel lenzen worden vandaag het meest aangepast en zijn leverbaar in veel varianten, zoals torisch, multifocaal en zelfs torisch multifocaal. In dit artikel brengt Rob Rosenbrand, BOptom, de ontwikkelingen in de afgelopen 25 jaar in beeld. Wat gaf de aanzet tot onderzoek? Hoe kwam men op de silicone hydrogel-combinatie, wie stonden aan de basis van deze gamechanger en welke tegenslagen deden zich voor?
In mijn artikel over de ontwikkeling van de contactlenzen in de afgelopen 50 jaar beschreef ik de opkomst van de eerste hydrogelcontactlenzen. Deze lenzen vormden een welkom alternatief voor veel brildragers. De conventionele hydrogel lenzen hadden echter ook nadelen. Ze waren niet goed zuurstofdoorlatend, waardoor zich complicaties voordeden, zoals cornea oedeem, rode ogen, vaat-ingroei (neovascularisatie), beperkte draagtijden en ontstekingsreacties. Bovendien was er vanuit de gebruiker behoefte aan meer gemak en minder gedoe, zoals het inzetten en uithalen van de lenzen. Sommigen zochten een permanente oplossing in de vorm van refractieve chirurgie. Reden voor voortgezet onderzoek dus. Holden en Mertz publiceerden in de jaren ‘80 criteria voor zuurstofdoorlatendheid waaraan contactlenzen moeten voldoen om ze dag en nacht te kunnen inhouden zonder nadelige effecten op de cornea.1) De zuurstoftransmissiewaarde (Dk/t) zou daarvoor tenminste 87 (x10-9 (cmxO2) moeten zijn. Conventionele hydrogel contactlenzen konden niet aan deze criteria voldoen. De grote contactlensfabrikanten hebben daarom hun R&D-afdelingen vol ingezet om een nieuw contactlensmateriaal te ontwikkelen met een hoge Dk-waarde geschikt voor ‘continuous wear’. Het antwoord werd gevonden in de toepassing van silicone en hydrogel door deze als een mix in een polymeer te combineren. Silicone kan gemakkelijk zuurstof aan zich binden en hydrogel is gebonden aan water. Deze mix bleek een ware uitdaging omdat silicone van nature een waterafstotend karakter heeft. Het was als ‘olie met water’ mengen. Het antwoord werd gevonden in het TRIS-molecuul, ook wel beschreven in het Tanaka monomeer dat in 1979 gepatenteerd was door de Toyo Contact Lens Company. Eén van de uitvinders was Kyochi Tanaka, naar wie het patent vernoemd is.2)
In 1999, exact 25 jaar geleden, ontvingen zowel Bausch + Lomb als Ciba Vision het CE-merk voor hun silicone hydrogel contactlens voor 30 dagen Continuous Wear. Hiermee werd de weg vrijgemaakt voor de introductie van de eerste silicone hydrogel contactlenzen voor productie op grote schaal. Bausch + Lomb introduceerde de PUREVISION (balafilcon A) met een watergehalte van 35% en een Dk/t van 110 en positioneerde de lens in de markt voor ‘30 dagen continuous wear’ en concurreerde daarme met de Focus NIGHT & DAY van Ciba Vision, met een watergehalte van 24% en een Dk/t van 175. 30 dagen dag en nacht inhouden was volgens velen hét antwoord op de wensen van de contactlensdrager.
Bij PUREVISION werd het TRIS-molecuul door plasma-oxidatie aan het oppervlak hydrofiel. Hierdoor ontstond een glad en hydrofiel oppervlak met microscopisch kleine hydrofiele silicaateilandjes met een doorsnede van enkele microns. Bij de Focus NIGHT & DAY werd door toevoeging van een macromer aan de TRIS-gebaseerde siliconestreng een silicone hydrogel polymeer gecreëerd. Door een plasmacoating op het lensoppervlak toe te passen werd een hydrofiele oppervlaktelaag gerealiseerd.2) Studies met deze nieuwe generatie silicone hydrogel lenzen gaven betere resultaten, de neveneffecten van zuurstofgebrek bij extended wear gebruik bleken vrijwel te zijn opgelost. Ook in de praktijk kwamen enthousiaste feedback en succesverhalen. Neovascularisatie en limbale hyperaemie als gevolg van hypoxie leken te zijn verdwenen. Was hiermee de heilige graal gevonden? Het antwoord hierop was helaas ‘nee’. Successievelijk kwamen er steeds meer berichten over ontstekingsreacties, acute rode ogen en specifieke staining van de cornea met het gebruik van silicone hydrogel lenzen. De relatieve stugheid (hoge modulus van >100 MPa) van beide silicone hydrogel lenzen leidde tot mechanische druk op het corneaepitheel waardoor boogvormige staining (SEALS) kon ontstaan. Daarnaast was de doorspoeling van tranen tijdens de slaap door het inhouden van de lenzen minimaal. Traanresten onder de lens kunnen hierdoor ontstekingsreacties oproepen en dit kan zelfs leiden tot een microbiële keratitis. Kortom: de rode vlag werd gehesen en het concept van 30 dagen continuous wear werd voorzichtig teruggebracht naar ‘Extended wear’ – 6 nachten en 7 dagen.
Binnen de oogheelkunde werd in het begin van het nieuwe millenium de refractieve chirurgie steeds populairder. Ooglaserklinieken met excimer laserapparatuur prezen de ooglaserbehandeling aan als de ultieme oplossing voor bril-en contactlensdragers. De resultaten van de ooglaserbehandelingen waren over het algemeen goed te noemen en er ontstond een toename in het aantal behandelingen. Er kwamen meer klinieken en ook aanbieders in het buitenland werden actief. Vooral de behandelingen die je als consument in Turkije of Portugal kon laten doen, waren populair. Ook hier ontstond door negatieve publiciteit een kentering met afschrikwekkende verhalen. Veel mensen hadden angst om een ooglaserbehandeling te ondergaan. De populariteit nam af en ooglaserchirurgie werd niet de verwachte hype die men voor ogen had. Dit was nog een reden om de strijd en zoektocht naar betere contactlensmaterialen te versnellen.
In 2004 veranderde Ciba Vision het polymeer Lotrafilcon A naar Lotrafilcon B en introduceerde hiermee de O2 Optix contactlens, in 2008 omgedoopt in Air Optix. De materiaaleigenschappen waren door deze verandering verbeterd. In 2005 werd door de Vistakon-divisie van Johnson & Johnson een nieuwe silicone hydrogel contactlens geïntroduceerd, de Acuvue Advance (galyfilcon A) gebaseerd op het Tanaka-patent dat toen net verstreken was. Bij dit materiaal werd gekozen voor een mix van siloxy macromer en hydrofiele monomeren. Als interne bevochtiger PVP, dat over een langgerekte molecuulstructuur beschikt en een hoogmoleculair gewicht heeft, voor relatief veel vochtopname. Hierdoor vormt zich een hydrofiele laag aan het oppervlak en een speciale oppervlaktebehandeling is hierbij niet nodig. De Acuvue Advance contactlens had een watergehalte van 47%, een relatief lagere modulus en een Dk van 60. In datzelfde jaar werd de Acuvue Advance opgevolgd door Acuvue Oasys, met een gelijksoortige polymeersamenstelling (senofilcon A) met een watergehalte van 38% en een zuurstoftransmissiewaarde (Dk/t) van 121.
In 2007 introduceerde CooperVision de Biofinity contactlens (comfilcon A) zonder toepassing van TRIS-afgeleide moleculen. Hiermee was dit de eerste silicone hydrogel lens van de derde generatie. Twee specifieke siloxy marcomers van verschillende afmetingen gaven de lens een hoge zuurstofdoorlatendheid. Het polymeer was geheel bevochtigend en behoefde geen oppervlaktebehandeling te ondergaan. Opvallend bij dit silicone hydrogel polymeer is de relatief lage modulus van 0.75 MPa. CooperVision positioneerde Biofinity als maandlens op daily wear basis.3)
Bijna alle silicone hydrogel lenzen worden door het zogenaamde cast moulding proces vervaardigd. Met een uiterst precieze techniek worden kunststof spuitgietmallen gebruikt waarin het contactlensmateriaal wordt gepolymeriseerd. Opvallend detail hierbij is dat vele contactlensfabrikanten wereldwijd gebruikmaken van de spuitgiettechnologie die ontwikkeld is in de regio Eindhoven. Sommige silicone hydrogel lenzen hebben een oppervlaktebehandeling nodig voor een hydrofiel oppervlak. Dit was vooral van toepassing op de eerste generatie silicone hydrogel lenzen. Bij de later geïntroduceerde silicone hydrogel lenzen werden interne bevochtigers in de materiaalsamenstelling toegepast. Zo werd Acuvue Oasys uitgerust met Hydroclear Plus-technologie en aan AirOptix werd het bevochtigingsmiddel Hydraglyde toegevoegd. Beide toevoegingen hadden als doel het lensoppervlak beter te bevochtigen. Inmiddels was daily wear de nieuwe standaard geworden, met tweewekelijkse of maandelijkse vervanging.
Er kwamen tegelijkertijd nieuwe aanbieders op de markt zoals Sauflon met TruEye en later Clariti daglenzen. In 2011 werd door Ciba Vision, dat al onderdeel was van farmaceut Novartis en even later fuseerde met Alcon, een nieuwe silicone hydrogel daglens geïntroduceerd: Dailies Total1(delefilcon A). Deze lens beschikt over een silicone hydrogel basis met een watergradiënt oppervlak. Dit hydrofiele oppervlak bestaat uit bijna 100% water, een hoge zuurstoftransmissie (Dk/t 156) en een modulus van 0.7 MPa. Door deze hydrofiele waterlaag ontstond een verhoogd comfortgevoel. Tegelijkertijd kwamen fabrikanten met meerdere beschikbare parameters in torisch en multifocaal. Daglenzen werden populairder en in 2013 introduceerde CooperVision de MyDay silicone daglens (stenfilconA) met een waterpercentage van 54%, een relatief lage modulus van 0.4 MPa en een zuurstoftransmissie Dk/t van 100. Clarity 1 day van Sauflon werd overgenomen door CooperVision. Johnson & Johnson lanceerde de Acuvue Oasys 1-day met Hydraluxe. Een technologie om de natuurlijke tranen te stabiliseren en na te bootsen. De lens is gemaakt van hetzelfde materiaal als de Oasys-lens (senofilcon A). De R&D-afdeling van Bausch + Lomb werkte al geruime tijd aan een nieuw silicone hydrogelmateriaal (samfilcon A) en introduceerde in 2016 de ULTRA-maandlens. Een nieuw lensmateriaal met MoistureSeal-technologie, waarbij er meerdere soorten silicone en interne bevochtigingspolymeren zoals PVP zijn gecombineerd. Door toevoeging van PVP ontstaat een zeer hydrofiel oppervlak dat water langdurig vast kan houden. De ULTRA-lens beschikt over een hoge zuurstoftransmissie (Dk/t 163), een waterpercentage van 46% en een modulus van 0.7 MPa. Er kwam uitbreiding in torisch, multifocaal en zelfs torisch multifocaal.
Data op basis van eigen gepubliceerde gegevens van fabrikanten
In 2022 lanceerde Bausch + Lomb de ULTRA Oneday (kalifilcon A) silicone hydrogel daglens. Een nieuwe generatie daglens met een watergehalte van 55% en een modulus van 0.5 MPa. Tevens wordt er gebruikgemaakt van ComfortFeel-technologie, met als doel de natuurlijke balans van de tranen zo weinig mogelijk te verstoren. Dit wordt gerealiseerd door tijdens het fabricageproces bevochtigers en zogeheten osmoprotectanten in het lensmateriaal te integreren. Deze ingrediënten komen vrij tijdens het dragen van de lens. In 2024 introduceerde Johnson & Johnson Oasys Max 1-day (senofilcon A) met toevoeging van TearStable-technologie en OptiBlue-lichtfilter.
De toekomst zal gericht zijn op uitbreiding in silicone hydrogel daglenzen en nog meer comfort voor de contactlensdrager.
Referenties: 1 Holden BA, Mertz G. Critical oxygen levels to avoid corneal edema for daily and extended wear contact lenses, Invest Ophthalmol Vis Sci, 1984;25:1161-1167 2 Sweeney, D. F. Silicone hydrogels, the rebirth of continuous wear contact lenses. Butterworth-Heinemann,2000 3 Szczotka-Flynn, L, Looking at silicone hydrogels across generations, Optometric Management, 05-01-2008 Highlights from optometric management Symposium on contemporary eye care
Eyeline is een mix van samen, van jong en ervaren, creatief en zakelijk, van gisteren, vandaag en morgen. Eyeline is een compact team en een team freelancers, met name op het gebied van foto, video en tekst. Samen is met het hele team, met en voor de klant. Verbinding is kracht!
© Copyright Eyeline
