色素隐形眼镜

应用笔记

Jim Gibson,Lori LaVanier和Sasha Rodnyansky

近年来,隐形眼镜市场已经扩展了其最初的视力矫正目标,不再包括具有装饰性的产品。 这种产品的例子之一是装饰性软性隐形眼镜(DSCL),也称为有色或有色隐形眼镜。 着色的镜片以不同的样式,颜色和图案出现,使用不同类型的颜料,并且可以在有或没有处方的情况下使用。 颜料的位置和分布对制造商和消费者都很重要。 研究表明,隐形眼镜表面存在色素可能会引起炎症,并对实际眼睛表面构成危险1。 已应用各种分析方法来评估装饰性软性隐形眼镜(DSCL)中颜料的位置和深度分布2.

在这项研究中,使用Eurofins EAG实验室提供的多种技术方法对市售的有色隐形眼镜(图1a)的表面和体积进行了表征。 该研究包括光学成像,BSE(背向散射电子)横截面成像,XPS深度轮廓分析和TOF-SIMS离子成像,提供了有关颜料表面曝光和深度分布的有用信息。

在分析之前,晶状体的成分是未知的。 TOF-SIMS检查是在镜片的掠角截面上进行的(图1b)。 掠角拓宽了表面特征,可进行更详细的分析。 HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)被确定为镜片的基础材料,其近表面具有两种颜料成分,即Fe氧化物和Ti氧化物,以颗粒状分布(图2)。

法向角横截面的BSE(背向散射电子)图像(图3)有助于可视化颜料的空间分布,这些颜料以不同大小的颗粒形式存在,并以不同深度分布在不同位置。 从BSE图像获得的颜料的深度分布范围约为0.4μm至7.6μm。

XPS分析开始于靠近镜片圆周的最暗圆圈的外表面。 在表面调查光谱中仅检测到碳,氮,氧和硅,而未观察到痕量的颜料成分(图4)。 XPS深度剖面使用C进行60 离子枪可最大程度地减少溅射过程中对有机材料的损坏。 剖面表明,Fe氧化物颜料的浓度比Ti氧化物颜料的浓度高得多(图5a)。 另外,直到比Fe氧化物深得多时,才观察到Ti氧化物信号(图5b)。 两者均发现在有机层下面,没有任何表面暴露。

总之,分析方法的组合表明,所检查的着色镜片含有多数Fe氧化物和少数Ti氧化物颜料,这些颜料以颗粒形式存在,分布在较宽的深度和横向范围内,但是,颜料颗粒并未暴露在镜头 因此,它们不太可能对眼睛或周围组织造成磨损。

图1a。 该光学图像显示了本研究中检查的镜片的俯视图。 红色箭头指示使用带金刚石刀片的冷冻切片机将镜片剖开以进行SEM分析的位置。

图1b。  光学图像中的红色框显示了TOF-SIMS分析的位置。

图2。 掠角透镜部分的TOF-SIMS成像显示氧化铁颜料(红色),氧化钛颜料(绿色)分布和HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)透镜材料(蓝色)。 镜片表面的色素信号不明显。

图3。  垂直角透镜横截面的BSE(背向散射电子)图像(图像的凸面位于图像的左侧)显示Fe氧化物和Ti氧化物颜料的亮区达到了7.74 µm的深度。

图4。 XPS测量暗环上方外表面的光谱。 没有观察到颜料特异性物质。

图5a。 XPS深度剖析显示颜料未在紧邻表面暴露,并且氧化铁颜料的浓度远高于氧化钛。 透镜材料中最丰富的元素C并未显示出来,以便关注浓度较低的元素的分布。

图5b。 XPS深度轮廓的放大图显示,氧化钛颜料比氧化铁颜料更远离表面分布。

参考文献:

  1. Jung JW等。 眼表有色隐形眼镜中颜料位置的影响。 Optom Vis Sci。 2016年93月; 8(997):第 1003-XNUMX。
  2. 野村裕介等。 装饰性软性隐形眼镜的颜料分布评估和深度分析方法。 眼睛和隐形眼镜:2018年44月–第105卷–第112期–第XNUMX页。 SXNUMX–SXNUMX

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