Đang tải... (xem toàn văn)
Một chuyên đề cực hay về kính áp tròng, một dụng cụ nhãn khoa phổ biến ngày nay. Ít ai biết được lịch sử hình thành của chúng. Chuyên đề gồm các phần: Đặt vấn đề, Lịch sử phát triển kính tiếp xúc, các ứng dụng của kính tiếp xúc, các ứng dụng trong tương lai của kính tiếp xúc. Chuyên đề có trích dẫn Endnote đầy đủ rất tiện làm tài liệu tham khảo trong nghiên cứu khoa học cho sinh viên y khoa, học viên cao học, CK I, II y khoa. Mời các bạn đón đọc.
MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH iii Đặt vấn đề Lịch sử phát triển kính tiếp xúc .1 2.1 Kính củng mạc kiếng .3 2.2 Kính củng mạc nhựa .3 2.3 Kính giác mạc nhựa 2.4 Kinh tiếp xúc silicone đàn hồi 2.5 Kính tiếp xúc mềm 2.6 Kính tiếp xúc thấm khí cứng 2.7 Kính tiếp xúc mềm dùng lần 2.8 Kính tiếp xúc mềm thay ngày 2.9 Kính tiếp xúc mềm silicone hydrogel .6 2.10 Kính tiếp xúc mềm chỉnh cận thị 2.11 Kính tiếp xúc mềm “Flat Pack” Các ứng dụng kính tiếp xúc 3.1 Chỉnh quang học cho mắt bị quang sai 3.2 Chỉnh loạn thị 3.3 Chỉnh lão thị 10 3.3.1 Kính tiếp xúc học 11 3.3.2 Kính tiếp xúc điện tử 12 3.4 Chỉnh cận thị 13 Các ứng dụng tương lai kính tiếp xúc 14 4.1 Chẩn đốn tầm sốt bệnh tồn thân 14 4.2 Chẩn đoán tầm soát bệnh lý nhãn cầu .15 4.2.1 Theo dõi nhãn áp bệnh glocom .15 4.2.2 Chẩn đốn theo dõi khơ mắt 17 4.2.3 Theo dõi mạch máu mắt 17 4.3 Điều trị kiểm soát bệnh lý mắt 18 4.4 Phân phối thuốc đến bề mặt nhãn cầu 20 4.5 Kính tiếp xúc kháng khuẩn 22 4.6 Chẩn đoán trị liệu (Theranostics) 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 DANH MỤC HÌNH Trang Hình Các ý tưởng kính tiếp xúc giai đoạn 1508-1887 Hình Quá trình phát triển lịch sử KTX .8 Hình Kính tiếp xúc đa trục điều chỉnh loạn thị .10 Hình Cấu trú học kính tiếp xúc chỉnh lão thị .12 Hình Sơ đồ thiết kế KTX điện tử hiệu chỉnh lão thị 13 Hình Bộ cảm biến KTX (SENSIMED Triggerfish) mắt 17 1 Đặt vấn đề Ngày nay, kính tiếp xúc (KTX) sản phẩm bán phổ biến bệnh viện mắt nhà kính. KTX coi thiết bị y tế và dùng để điều chỉnh tật mắt, dùng để đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ hay chữa bệnh nhãn khoa Năm 2004, theo thống kê có tới 125 triệu người (2%) sử dụng kính áp trịng tồn cầu, có 28 tới 38 triệu người dùng tại Mỹ Năm 2010, thị phần toàn thế giới ước đạt $6.1 tỉ, thị phần KTX mềm Mỹ $2.1 tỉ. Theo ước tính doanh thu thị trường toàn giới đạt $11.7 tỉ vào năm 2015 Theo năm 2010, độ tuổi trung bình người sử dụng kính áp trịng tồn cầu 31 tuổi 2/3 số là nữ giới Lịch sử phát triển hình thành KTX nói lần phát minh kính củng mạc vào cuối năm 1880 KTX mềm với chất liệu silicone đàn hồi Ban đầu mục đích sử dụng KTX để điều chỉnh khúc xạ thủ mắt cận thị, loạn thị viễn thị chúng trở thành mặt hàng thành công, tiện lợi sử dụng rộng rãi cho mục đích Tuy nhiên, nhìn tương lai khơng xa, mục đích KTX khơng cịn điều chỉnh thị lực mà ứng dụng đa dạng khác Các lĩnh vực tương lai cảm biến sinh học, dược phẩm, quốc phịng lĩnh vực giải trí áp dụng công nghệ dựa KTX để đạt giải pháp cho vấn đề chưa đáp ứng Chuyên đề trình bày lịch sử hình thành KTX ứng dụng KTX tương lai Lịch sử phát triển kính tiếp xúc Mặc dù KTX sản xuất cuối kỷ 19, trước có nhiều học giả có tư tưởng loại thiết bị quang học điều chỉnh thị lực mắt Năm 1508 tác phẩm Codex of the Eye, Leonardo da Vinci mô tả nguyên lý quang học tảng kính tiếp xúc cần nhúng mắt vào tơ nước thay đổi lực giác mạc Năm 1636, René Descartes mô tả loại ống kiếng chứa đầy nước đặt trực tiếp vào giác mạc Một đầu ống tiếp xúc với giác mạc, đầu lại gắn miếng kiếng Tuy nhiên loại thiết bị khơng thực tế người quan sát khơng thể nháy mắt, nhiên nguyên lý trung hòa lực giác mạc thiết bị hoàn toàn phù hợp với nguyên lý KTX đại Năm 1801, Thomas Young thiết kế thiết bị giống kính bảo vệ mắt, chứa đầu dịch gắn chặt vào vành nhãn cầu Ở đầu cịn lại kính lát kính hiển vi Về mặt cấu tạo, thiết bị Young giống Descartes, nhiên khác biệt chỗ kính gắn chặt vào đầu người quan sát nháy mắt Mặc dù Young khơng có ý định sử dụng thiết bị để chỉnh sửa tật khúc xạ (a) (b) (c) Hình Các ý tưởng kính tiếp xúc giai đoạn 1508-1887 a) Ý tưởng Leonardo da Vinci; b) Ý tưởng Descartes; c) Ý tưởng Thomas Young Nguồn: Efron N (2018) Contact Lens Practice, Elsevier, 546 2.1 Kính củng mạc kiếng Trong suốt thập niên 1880 tiếp theo, nhiều nhà nghiên cứu góp phần vào việc phát triển kính tiếp xúc Adol Gaston Eugene Fick, mô tả cách mài lắp kính tiếp xúc; Eugène Kalt, lắp kính củng mạc làm kiếng cho hai bệnh nhân bị giác mạc chóp; August Müller, coi người lắp kính tiếp xúc thành cơng để điều chỉnh cận thị nặng thân ông Tuy nhiên, vịng 50 năm lại có tiến việc phát triển KTX 2.2 Kính củng mạc nhựa Đến năm 1923, Carl Zeiss Đức đăng ký sáng chế KTX củng mạc làm cellon, celluloid vật liệu hữu Cellon cellulose acetate celluloid cellulose nitrate hóa dẻo với long não; KTX xem khuôn mẫu cho mẫu KTX làm nhựa sau Tuy nhiên KTX Carl Zeiss có số điểm hạn chế chẳng hạn mài nhẵn KTX làm kiếng, khơng ổn định chịu ảnh hưởng độ ẩm nhiệt độ, quan trọng gây thối hóa giác mạc Năm 1936, công ty The Rohm and Haas giới thiệu loại nhựa (polymethyl methacrylate: PMMA) Mỹ Cùng năm đó, Feinbloom sáng chế KTX củng mạc có cấu tạo gồm vịm nhựa mờ bên ngồi phần kính tâm Đến năm 1939, Thier lần sáng chế loại KTX củng mạc làm hoàn toàn PMMA Lợi điểm KTX củng mạc PMMA gây dị ứng giác mạc (bởi PMMA vật liệu coi vật thể nội sinh mắt), trọng lượng nhẹ, khó vỡ, dễ mài đánh bóng 2.3 Kính giác mạc nhựa Sự phát triển KTX giác mạc – hay KTX cứng gọi ngày nay- sai lầm phịng thí nghiệm Kevin Tuohy Trong trình mài KTX củng mạc nhựa PMMA, Kevin làm tách rời phần tiếp xúc củng mạc phần giác mạc KTX Tuohy muốn thử đeo phần giác mạc nên ông mài cạnh phần đeo lên mắt Ơng nhận thấy mắt chấp nhận phần KTX Sau nhiều lần thử nghiệm thêm, Tuohy sáng chế KTX giác mạc nhựa vào năm 1948 Kể từ mở thời đại phổ biến KTX Tuy nhiên KTX dạng hình cầu Tuohy có hai khuyết điểm chính: giác mạc phải gánh chịu phần đỉnh vịm kính q nhiều dẫn đến giác mạc dễ bị phù nề bào mòn hai cạnh bị nâng lên mức dẫn đến kính dễ bị lệch Các nhà nghiên cứu nhận thấy hai nhược điểm khắc phục dễ dàng cách thay đổi độ cong ngoại vi bề mặt kính sau Sự thay đổi mở hướng thiết kế KTX đa chiều phi cầu dùng KTX đại ngày 2.4 Kính tiếp xúc silicone đàn hồi Trong giai đoạn thập niên 1960 đến đầu thập niên 1970, người ta ghi nhận đời loại KTX giác mạc làm silicone đàn hồi Silicone đàn hồi xếp vào nhóm “KTX mềm” mài thành dạng kính mềm Silicone đàn hồi khơng chứa nước phần giống KTX làm vật liệu cứng Silicone đàn hồi có khả thẩm thấu cao với oxy CO ngăn cản hơ hấp giác mạc Tuy nhiên, khó sản xuất bề mặt kỵ nước nên phải xử lý mang Chính q trình xử lý nhằm tăng độ nước silicone đàn hồi khó khăn nên loại KTX phổ biến ngày hơm 2.5 Kính tiếp xúc mềm Cuối năm 1961, Otto Wichterle công bố ông sáng chế loại KTX làm hydroxyethyl methacrylate (HEMA) gọi “loại KTX mềm phù hợp nay” Đến năm 1972 công ty Bausch & Lomb Mỹ đăng ký sáng chế KTX mềm tung bán thị trường giới KTX mềm làm HEMA đạt thành công thị trường phần nhiều mang lại cảm giác thoải mái vượt trội khả tương thích sinh học tốt Tuy nhiên thực nghiệm lâm sàng nghiên cứu phòng xét nghiệm mắt người có khả đáp ứng vật lý kính cịn thấp cải thiện điều cách tăng khả thấm khí KTX thơng qua việc làm mỏng kính tăng vật liệu ưa nước KTX 2.6 Kính tiếp xúc thấm khí cứng Với quan điểm trên, nhà nghiên cứu cho PMMA có lẽ loại vật liệu có khả tương thích vật lý với giác mạc người tốt Tuy nhiên vấn đề phải cải thiện khả thấm khí PMMA Năm 1974 Norman Gaylord lần kết hợp silicone vào cấu trúc PMMA tạo nên loại KTX polymer gọi silicone acrylates Sau loạt vật liệu khác chẳng hạn styrene fluorine kết hợp với PMMA để cải thiện khả tương thích sinh học khả thấm khí KTX Tất loại KTX với vật liệu hỗn hợp tạo nên loại KTX hệ gọi KTX thấm khí cứng 2.7 Kính tiếp xúc mềm dùng lần Trong giai đoạn phát minh KTX mềm, người sử dụng KTX thường phải mang cặp kính kính trở nên mịn, gây dị ứng mắt nhiều phải thay kính Tuy nhiên việc thay kính đơi khơng khả thi giá KTX thường cao khơng phải mua Đầu thập niên 1980, KlasNilsson bác sỹ người Thụy Điển đề xuất phải thay KTX tháng lần Đề xuất nhanh chóng cộng đồng chấp nhận bất chấp việc thay KTX thường xuyên tốn Nhiều nhà khoa học sau nghiên cứu cách sản suất KTX giá rẻ Một nhóm bác sỹ kỹ sư Đan Mạch vào năm 1984 thiết kế dây chuyền sản xuất KTX giá rẻ gọi Danalens, coi mẫu KTX dùng lần giới Tuy nhiên mẫu kính khơng thành cơng thị trường cịn thơ gặp nhiều vấn đề liên quan đến kính quy cách đóng gói Cùng năm 1984, công ty Johnson & Johnson mua lại quyền kính Danalens, cải tiến vật liệu, quy trình đóng gói khn đúc loại kính Kết loại kính Acuvue đời Mỹ tháng năm 1988 sau phổ biến tồn giới Acuvue thay hàng tuần giá thánh rẻ nhiều người sử dụng Các công ty khác theo sau Johnson & Johnson sản xuất loại kính mềm thay hàng tháng chí sớm 2.8 Kính tiếp xúc mềm thay ngày Award công ty Scotland (được mua lại bỏi Bausch & Lomb vào năm 1996) phát triển kỹ thuật sản xuất KTX mềm thay hàng ngày với giá thành cực rẻ Năm 1994 họ cho đời loại kính “Premier” dùng hàng ngày Anh Cùng năm Johson& Johnson cho đời loại kính “1-Day Acuvue” khu vực phía Tây Hoa Kỳ CIBA Vision gia nhập thị trường với loại kính “Dailies” dùng ngày vào năm 1997 2.9 Kính tiếp xúc mềm silicone hydrogel Cho đến cuối kỷ 20, KTX mềm trở nên phổ biến toàn giới Tuy nhiên giống KTX cứng, nhà khoa học khơng ngừng tìm kiếm loại vật liệu tốt cho KTX mềm để tăng khả trao đổi khí Năm 1998 hai loại sản phẩm KTX mềm silicone hydrogel thiết kế hình vịm đời: Focus Night & Day (CIBA Vision) Purevision (Bausch & Lomb) Sự đời hai sản phẩm xem tiến quan trọng ngành KTX kể từ phát minh vật liệu HEMA Withterle thập niên 1960 Trong vòng thập niên sau hai sản phẩm đời, tất nhà sản xuất KTX chuyển sang sản xuất KTX silicone hydrogel với thiết kế toric đa tiêu cự đa mẫu mã bao gồm loại dùng ngày 2.10 Kính tiếp xúc mềm chỉnh cận thị Năm 2010, CooperVision cho đời mẫu KTX có tên gọi MiSight, loại kính áp trịng mềm dùng lần loại bỏ vào cuối ngày MiSight đeo hàng ngày để khắc phục cận thị làm chậm tiến trình cận thị trẻ em Khi đặt vào mắt, MiSight sửa lỗi khúc xạ để cải thiện tầm nhìn xa tương tự ống kính hiệu chỉnh tiêu cự Ngồi ra, vịng ngoại vi đồng tâm thấu kính tập trung phần ánh sáng đến phía trước võng mạc Điều cho làm giảm thúc đẩy tiến trình cận thị 2.11 Kính tiếp xúc mềm “Flat Pack” Nhà sản xuất Menicon Nhật Bản giới thiệu loại KTX dùng ngày đóng gói siêu mỏng Loại kính tránh việc tiếp xúc tối đa kính người sử dụng thông qua việc người sử dụng mở gói KTX mặt kính tiếp xúc với giác mạc không chạm vào tay người dùng mà hướng vào giác mạc Loại KTX bọc ống nhơm dày 1mm có khả chống bay hơi, giữ lượng nước ẩm cho kính Hình trình bày dịng thời gian lịch sử phát triển KTX từ lần phát minh kính củng mạc vào cuối năm 1880 14 Ngăn cản tiến trình cận thị thu quan tâm năm gần đây, phần người cận thị nặng có nguy mắc bệnh lý đe dọa thị lực chẳng hạn thối hóa điểm vàng cận thị Các thiết kế KTX dùng để chỉnh cận thị kết hợp vịng đồng tâm cơng suất cộng vùng quang ngoại vi với công suất thêm Tuy nhiên, bất chấp tiến đáng kể này, việc lắp đặt KTX dành cho người cận thị chiếm 2–5% tổng số KTX lắp đặt KTX đơn tiêu cự loại kính sử dụng nhiều [27] Một lý khiến việc sử dụng KTX mềm điều chỉnh cận thị liên quan đến nhận thức hiệu kính, KTX chỉnh cận thị có hiệu thấp sử dụng thuốc KTX cứng theo xếp hạng ECP [27] Mặc dù vậy, lĩnh vực kiểm soát cận thị phát triển nghiên cứu loại thiết bị làm giảm tiến triển cận thị tiếp tục triển khai Một số đổi xung quanh thiết kế KTX bao gồm: thiết kế KTX với cấu hình cơng suất xun tâm khơng đối xứng tăng từ trung tâm đến rìa vùng thị giác KTX thấu kính nhỏ khơng đồng trục, thấu kính có cơng suất ngoại vi thay đổi mặt nạ mờ bắt đầu khoảng cách xuyên tâm từ trung tâm vùng thị giác hình hình elip để tăng vùng phi tiêu cự ngoại vi [28] Hiện chưa có thiết kế đánh giá mặt lâm sàng Các ứng dụng tương lai kính tiếp xúc 4.1 Chẩn đốn tầm sốt bệnh tồn thân Từ trước đến nay, việc định lượng chất phân tích màng phim nước mắt chủ yếu tập trung vào chẩn đoán theo dõi tình trạng bệnh lý nhãn cầu Tuy nhiên nay, người ta bắt đầu phát rằng, màng phim nước mắt chứa nhiều dấu sinh học giúp chẩn đốn bệnh tồn thân 15 khác [11] Do thiết bị chẩn đốn bệnh dựa KTX cho phép cảm ứng sinh học đặt gần với mô nhãn cầu nằm dịch nước mắt từ phản ánh thay đổi sinh bệnh học bệnh nhãn khoa bệnh toàn thân Các kỹ thuật cảm ứng hóa sinh màng phim nước mắt phát triển nhanh chóng, cho phép kết hợp kỹ thuật hóa điện tử cảm ứng thị vào KTX chẩn đốn tương lai [24] Phương pháp có lợi điểm vượt trội so với phương pháp lấy mẫu trực tiếp nước mắt KTX giúp phát dấu sinh học tích tụ mắt suốt q trình bệnh nhân đeo kính, từ tăng độ nhạy xét nghiệm Ngoài ra, kỹ thuật cảm biến ngày kết hợp vào KTX để theo dõi dấu sinh học nhãn khoa lâm sàng bao gồm theo dấu nháy mắt, theo dấu chuyển động mắt, đáp ứng đồng tử chụp hình mạch máu võng mạc [24] Vì bề mặt KTX tiếp xúc với nhãn cầu lớn theo dõi nhiều dấu sinh học lúc với thiết bị Các nghiên cứu tương lai trọng vào việc xác định cải tiến dấu sinh học cho bệnh này, thiết lập độ nhạy độ đặc hiệu dấu sinh học cho bệnh đặc hiệu phát triển kỹ thuật cảm biến bắt giữ màng phim nước mắt cho phép phân tích trở nên xét nghiệm chẩn đốn thật 4.2 Chẩn đoán tầm soát bệnh lý nhãn cầu 4.2.1 Theo dõi nhãn áp bệnh glocom Glocom ngun nhân gây mù tồn cầu việc phát triển phương pháp theo dõi nhãn áp mối quan tâm bác sỹ Tuy nhiên phương pháp đo nhãn áp thực hành lâm sàng tối ưu phản ánh chất biến động 16 nhãn áp bao gồm thay đổi theo chu kỳ sinh học dao động ngắn hạn Các kỹ thuật đo lường tiêu chuẩn vàng cung cấp ước lượng nhãn áp vịng vài giây, nhìn chung sẵn có vài khám cụ thể đọc tư ngồi thẳng Tuy nhiên nhiều nghiên cứu biến động nhãn áp lớn đặc biệt đỉnh nhãn áp ban đêm đo phương pháp truyền thống lại có tác động lớn đến diễn tiến bệnh glocom [15] Do việc theo dõi liên tục vịng 24 nhãn áp giải pháp toàn diện để theo dõi diễn tiến nhãn áp bệnh nhân, KTX giải pháp đáp ứng yêu cầu Bộ cảm biến KTX Triggerfish (Sensimed, Thụy Sỹ) thiết bị KTX thương mại hóa thị trường cho phép theo dõi nhãn áp cách hoàn hảo Loại KTX silicone mềm đời vào năm 2004 [14] CE FDA phê duyệt để đo nhãn áp 24 Thay đo nhãn áp trực tiếp, thiết bị đo lường thay đổi kích thước nhỏ hình dạng giác mạc tương ứng với thay đổi thể tích đặc điểm hóa sinh nhãn cầu nhãn áp [13] Phương pháp dựa nguyên lý thay đổi mmHg nhãn áp dẫn đến thay đổi cung độ giác mạc 3μm, với giác mạc có bán kính trung bình 7.8mm [13] Kết ban đầu chứng minh độ tin cậy thiết bị suốt trình tạo xung mắt [13] 17 Hình (a) cảm biến KTX (SENSIMED Triggerfish) mắt; (b) Bộ cảm biến truyền tải thông tin thu thập mắt thông qua anten kết nối trực tiếp với thu di động (Sensimed AG) Nguồn: Jones L, et al (2021 ) "CLEAR - Contact lens technologies of the future" Cont Lens Anterior Eye, 44, (2), 398-430 4.2.2 Chẩn đoán theo dõi khơ mắt Phương pháp chẩn đốn đề xuất để xác định bệnh lý khô mắt (DED) báo cáo TFOS DEWS II bao gồm bảng câu hỏi sàng lọc đo lường dấu hiệu cân nội môi bao gồm thời gian vỡ phim nước mắt không xâm lấn, độ thẩm thấu phim nước mắt thời gian nhuộm bề mặt nhãn cầu [26] Vì KTX đặt trực tiếp lên bề mặt nhãn cầu, kỹ thuật KTX hồn tồn cung cấp thông tin thêm việc hỗ trợ chẩn đoán theo dõi DED 4.2.3 Theo dõi mạch máu mắt Theo dõi hệ mạch máu quan trọng việc chẩn đoán điều trị nhiều bệnh lý Trước đây, thiết bị đo lường đặc tính sinh lý nhịp tim, độ bão hịa oxy dụng cụ y tế, nhiên chức thực thiết bị khách hàng chẳng hạn điện thoại