Bí ẩn dưới lớp kính áp tròng – P1: Giác mạc mắt thiếu oxy

Phần 1: Giác mạc mắt thiếu Oxy

Điều quan trọng là phải hiểu khả năng truyền oxy của kính áp tròng, vì chúng ta vẫn cần lo lắng về khả năng mắt thiếu oxy 

Tác giả:  Aaron B. Zimmerman, OD, MS of clinical optometry at The Ohio State University College of Optometry

Vấn đề khi mắt thiếu oxy

Các tác dụng phụ gây ra thiếu oxy giác mạc mắt do kính áp tròng luôn là một thách thức lớn đối với các chuyên gia nhãn khoa. Không đủ oxy đến giác mạc sẽ tạo ra những thay đổi sinh lý cả ngắn hạn và dài hạn.

Một số thay đổi giác mạc này chỉ là thoáng qua, chẳng hạn như bong tróc nội mô, phù nề, tân mạch rìa, dão cơ, vi nang biểu mô và mỏng biểu mô.[1-5]

Đa số những vấn đề này có thể phục hồi được, nhưng ở các tỷ lệ khác nhau. Nghiêm trọng hơn, có một số biến chứng không hồi phục bao gồm giãn mạch giác mạc, pleomorphism (biến đổi hình thái tế bào biểu mô ) và polymegathism ( rối loạn kích thước tế bào bên trong tế bào nội mô).[6]

Kính áp tròng và khả năng thẩm thấu Oxy

Kính áp tròng được sản xuất từ nhiều chất liệu khác nhau. Tuy nhiên, trong bài nghiên cứu này, tác giả muốn tập trung chính vào chất liệu Silicon Hdrogel – một chất liệu phổ biến, có nhiều ưu điểm và đang được các nhà nghiên cứu liên tục phát triển để hoàn thiện.

Kính áp tròng silicon hydrogel (SH), được giới thiệu vào cuối những năm 1990, được thiết kế để giảm nguy cơ biến chứng liên quan đến thiếu oxy.

Năm 2001, Covey và cộng sự xác định rằng đeo kính áp tròng SH thực sự có tác dụng sinh lý giống như hoàn toàn không đeo kính áp tròng.[7] Một đánh giá tài liệu gần đây cho thấy rằng vật liệu SH đã chứng minh hiệu quả cải thiện tình trạng thiếu oxy cho hầu hết bệnh nhân.[8] Tuy nhiên, điều này có thể mang đến cho người sử dụng một lầm tưởng rằng kính áp tròng được sản xuất từ vật liệu SH loại bỏ được hoàn toàn tình trạng thiếu oxy của giác mạc.

Chắc chắn, vật liệu SH giúp giảm thiểu các biến chứng do thiếu oxy gây ra, và trong khi những vật liệu này chiếm phần lớn (64%) thị trường kính áp tròng của Hoa Kỳ, vẫn có khoảng 12 triệu người đeo kính hydrogel, kính GP hoặc kính áp tròng hỗn hợp.

Đối với các tình trạng như loạn thị cao và những người không thích ứng tốt với vật liệu SH, hydrogel vẫn là lựa chọn thấu kính mềm duy nhất sẵn có. Vì vậy, kính áp tròng bằng chất liệu hydrogel thế hệ trước vẫn có vai trò trên thị trường; tuy nhiên, những người đeo những vật liệu này có thể tăng nguy cơ bị các biến chứng liên quan đến tình trạng thiếu oxy.

Các chỉ số đánh giá khả năng truyền Oxy qua kính áp tròng

Khả năng oxy đi qua chất liệu polymer của kính áp tròng đã được đánh giá bằng nhiều kỹ thuật khác nhau, như  tỷ lệ phần trăm oxy tương đương (EOP), thông lượng oxy, mức tiêu thụ oxy và thước đo quen thuộc nhất với các chuyên gia nhãn khoa, độ thẩm thấu oxy (Dk).

Nói một cách ngắn gọn, EOP là một thước đo tốc độ hấp thụ oxy của giác mạc ngay sau khi một ống kính được lấy ra. Thông lượng oxy là lượng oxy đến mắt, trong khi mức tiêu thụ oxy là lượng oxy mà giác mạc tiêu thụ trong một điều kiện cụ thể.

Bầu khí quyển của trái đất là 20,9% oxy, và vì giác mạc là vô mạch, nó nhận phần lớn oxy từ khí quyển, thủy dịch và hệ mao mạch thì nhận được ít hơn.[12]Các mô giác mạc sử dụng oxy ở các tốc độ khác nhau, lớp biểu mô chuyển hóa oxy nhanh hơn 10 lần so với lớp nền.[13]

Nếu một kính áp tròng được đặt trên giác mạc không cho phép EOP là 20,9%, về mặt lý thuyết, giác mạc bị thiếu oxy và do đó sẽ bị thay đổi sinh lý.

Với Dk, hệ số khuếch tán (D) và độ hòa tan oxy (k) tạo thành một đặc tính vật liệu có tính thấm oxy vốn có. Phương pháp xác định Dk khác nhau; tuy nhiên, mỗi chất liệu thấu kính đều có giá trị Dk được công bố do các nhà sản xuất cung cấp.

Một giá trị quan trọng hơn đối với chuyên gia nhãn khoa là khả năng truyền oxy (Dk / t). Độ truyền qua tính đến độ dày của kính áp tròng và được đo bằng đơn vị x 10-9 (cm / s) (mlO2 / ml x mm Hg). Benjamin đã gọi các đơn vị này là đơn vị Fatt Dk / t (dựa trên nghiên cứu tiên phong của Irving Fatt trong lĩnh vực nghiên cứu này) .[11] Phần lớn các nghiên cứu đã tập trung riêng cho khả năng truyền oxy và mức Dk / t cần thiết để giảm thiểu nguy cơ do thiếu oxy.

Năm 1984 Holden và Mertz phát hiện ra rằng Dk / t là 24 là cần thiết để tránh phù giác mạc khi đeo kính áp tròng hàng ngày, và Dk / t là 87 là cần thiết để đeo kính áp tròng kéo dài.[17]

Harvitt và Bonanno nhận thấy mức Dk / t là 35 và 125 là cần thiết để tránh tình trạng thiếu oxy trong toàn bộ độ dày giác mạc đối với các tình trạng mắt mở và nhắm tương ứng.[18]

Papas nhận thấy rằng Dk / t là 125 là cần thiết để tránh tân mạch rìa.[19]

Morgan và Efron tuyên bố rằng mức Dk / t cần tương ứng là khoảng 20 và 33 đối với các phần trung tâm và ngoại vi của thấu kính mềm, để tránh phù nề khi đeo hàng ngày.[20]

Khả năng trao đổi Oxy qua kính áp tròng

Hầu hết các nhà sản xuất công bố Dk / t cho các công suất ống kính được chỉ định. Ví dụ: senofilcon A có Dk là 103. Ở -3,00D, ống kính có độ dày trung tâm được công bố là 0,07mm và Dk / t trung tâm là 147. Tại + 3,00D, độ dày trung tâm là 0,147mm, với Dk / t trung tâm là 70.

Cần lưu ý rằng, khả năng trao đổi Oxy qua kính áp tròng còn phụ thuộc và số Diop của kính, tức là độ dày của kính. Với kính công suất cộng lớn ( mắt viễn), Dk/t sẽ có thể giảm đi. Còn với kính có công suất âm lớn ( mắt cận), Dk/t sẽ phải tăng lên đi.

Lý tưởng nhất với kính áp tròng cầu mềm SH có độ cộng thấp sẽ cung cấp khả năng truyền qua chấp nhận được, trong khi ống kính GP phải có Dk từ 100 trở lên (Bảng 1).

Bảng 1: Một số dòng kính áp tròng vật liệu GP với chỉ số truyền Oxy Dk/t cao hơn 100 

Một số kính áp tròng silicon Hydrogel cải thiện khả năng trao đổi Oxy

Nhiều thấu kính SH có giá trị Dk cao đã nhận được sự chấp thuận của FDA cho khả năng đeo kéo dài sáu đêm / bảy ngày hoặc đeo liên tục trong 30 ngày (Bảng 2). Mặc dù Dk / t khác với thiết kế thấu kính và công suất, sự chấp thuận của FDA bao gồm vật liệu trên toàn bộ dải công suất.

Các nhà sản xuất kính áp tròng cầu mềm cũng đã giới thiệu vật liệu SH trong các thiết kế dùng một lần hàng ngày. Tiên phong cho lựa chọn này là Acuvue Trueye (Vistakon), vật liệu chỉ mới được sản xuất gần đây có mặt trên thị trường Hoa Kỳ.

Trueye đã có mặt ở Mỹ với tên gọi narafilcon B với chỉ số Dk là 50. Trong khi ở các khu vực khác, khách hàng có thể lựa chọn narafilcon A (Dk / t @ -3.00D là 118),

Bảng 2: Một số dòng kính áp tròng vật liệu SH cải tiến có Dk cao, sử dụng dài ngày

Silicone hydrogel và vật liệu GP có Dk cao là những tiến bộ cực kỳ quan trọng trong đối với kính áp tròng. Về cơ bản các vật liệu này giảm thiểu các tác dụng phụ thứ phát do thiếu oxy mắt nhưng húng không đồng nghĩa với việc giảm tỷ lệ viêm giác mạc do vi sinh vật, và nguy cơ viêm giác mạc thâm nhiễm.

Vì vậy, việc sử dụng các sản phẩm dưỡng mắt và kính áp tròng để giữ ẩm, bôi trươn và làm sạch khi đeo kính áp tròng là khuyến cáo cần thiết.

Tài liệu tham khảo: A breath of Fresh Air