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98200-1S.PPT Oxigenierung der Hornhaut mit Sauerstoff.

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Präsentation zum Thema: "98200-1S.PPT Oxigenierung der Hornhaut mit Sauerstoff."—  Präsentation transkript:

1 S.PPT Oxigenierung der Hornhaut mit Sauerstoff

2 S.PPT Sauerstoffdurchlässigkeit Spezifische Materialeigenschaften (Widerstand gegen Gasstrom) Permeabilität P = Dk wobei: D der Diffusionskoeffizient ist k der Löslichkeitskoeffizient von Sauerstoff in einem bestimmten Material ist Spezifische Materialeigenschaften (Widerstand gegen Gasstrom) Permeabilität P = Dk wobei: D der Diffusionskoeffizient ist k der Löslichkeitskoeffizient von Sauerstoff in einem bestimmten Material ist

3 S.PPT Sauerstoffdurchlässigkeit Unabhängig von der Dicke des Materials Abhängig von der Temperatur Berechneter Wert Unabhängig von der Dicke des Materials Abhängig von der Temperatur Berechneter Wert

4 S.PPT Kontaktlinsen: x Einheiten: -(cm 2 x mL O2 ) / (s x mL Linse x mm Hg) oder -(cm 2 /s) x (mL O2 / [mL Lens x mm Hg]) -Meist wird das tiefgestellte Zeichen Linse weggelassen Kontaktlinsen: x Einheiten: -(cm 2 x mL O2 ) / (s x mL Linse x mm Hg) oder -(cm 2 /s) x (mL O2 / [mL Lens x mm Hg]) -Meist wird das tiefgestellte Zeichen Linse weggelassen Sauerstoffdurchlässigkeit

5 S.PPT Sauerstoffdurchlässigkeit Beruht auf der Permeabilität des Materials (Dk) Verbunden mit der Materialdicke (t) -Transmissibilität = Dk/t Klinisch relevant Beruht auf der Permeabilität des Materials (Dk) Verbunden mit der Materialdicke (t) -Transmissibilität = Dk/t Klinisch relevant

6 S.PPT Kontaktlinsen: x Einheiten: -(cm x mL O2 ) / (s x mL Linse x mm Hg) oder -(cm/s) x (mL O2 / [mL Linse x mm Hg]) -Meist wird das tiefgestellte Zeichen Linse weggelassen Kontaktlinsen: x Einheiten: -(cm x mL O2 ) / (s x mL Linse x mm Hg) oder -(cm/s) x (mL O2 / [mL Linse x mm Hg]) -Meist wird das tiefgestellte Zeichen Linse weggelassen Sauerstoffdurchlässigkeit

7 S.PPT Dynamische Sauerstoffversorgung Austauschraten des Tränenfilms (post-KL): -weich 1% pro Lidschlag -fomstabil % pro Lidschlag Lidschlag -Frequenz -Qualität (vollständig) formstabil vs weich Anpasscharakteristik Austauschraten des Tränenfilms (post-KL): -weich 1% pro Lidschlag -fomstabil % pro Lidschlag Lidschlag -Frequenz -Qualität (vollständig) formstabil vs weich Anpasscharakteristik

8 S.PPT Gasbewegung durch die Linsen Polymerzusammensetzung Temperatureinfluss Partialdruck des Gases auf der Linsenoberfläche Linsendicke Einfluss der Grenzschicht Polymerzusammensetzung Temperatureinfluss Partialdruck des Gases auf der Linsenoberfläche Linsendicke Einfluss der Grenzschicht

9 S.PPT Gasdiffusion Moleküle wandern durch ‘Mikroporen’ (Intramolekularräume) innerhalb der Molekülmatrix

10 S.PPT Gaslöslichkeit Sorptionsprozess eines Gases innerhalb des Materials Ähnlich wie bei einem Schwamm der Wasser aufnimmt und speichert Gas ist gelöst oder wird löslich gemacht im Material Sorptionsprozess eines Gases innerhalb des Materials Ähnlich wie bei einem Schwamm der Wasser aufnimmt und speichert Gas ist gelöst oder wird löslich gemacht im Material

11 S.PPT Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit In vitro Polarographiezelle Gas-zu-Gas (volumetrisch) Coulometrie In vitro Polarographiezelle Gas-zu-Gas (volumetrisch) Coulometrie Techniken

12 S.PPT Typischerweise gemessen für: -Linsenstärke von – 3.00 D -Temperatur von 35°C Physikalischer Test (kann überwacht und wiederholt werden) Typischerweise gemessen für: -Linsenstärke von – 3.00 D -Temperatur von 35°C Physikalischer Test (kann überwacht und wiederholt werden) Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit

13 S.PPT Sensor in der Messzelle beinhaltet: -Anode (+) -Kathode (–) -Elektrolyte KL wird zur ‘Membran’ Kontrollierte Feuchtigkeit und Temperatur Sensor in der Messzelle beinhaltet: -Anode (+) -Kathode (–) -Elektrolyte KL wird zur ‘Membran’ Kontrollierte Feuchtigkeit und Temperatur Polarographiezelltechnik Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit

14 S.PPT Polarographiezelltechnik Sauerstoff geht durch die KL hindurch in den Elektrolyt des Sensors Stomstärke des Sensors ist proportional zum Sauerstoffanteil an der Kathode Sauerstofffluss j, Fick’s & Henry’s Gesetze: j = Dk/t x  (pO 2 ) Sauerstoff geht durch die KL hindurch in den Elektrolyt des Sensors Stomstärke des Sensors ist proportional zum Sauerstoffanteil an der Kathode Sauerstofffluss j, Fick’s & Henry’s Gesetze: j = Dk/t x  (pO 2 )

15 S.PPT Polarographiezelltechnik Permeabilität wird berechnet mittels: -Linsendicke (t) -Stromstärke die benötigt wird um O 2 zu reduzieren (i) -Partialdruck von O 2 (pO 2 ) -Zellkonstante (C) Permeabilität wird berechnet mittels: -Linsendicke (t) -Stromstärke die benötigt wird um O 2 zu reduzieren (i) -Partialdruck von O 2 (pO 2 ) -Zellkonstante (C) C x t x i pO 2 Dk =

16 S.PPT Polarogrphiezelltechnik Fertige KL werden benutzt Mögliche Fehler: -Grenzschichten -Randeffekte -Linsendicke -Umgebung -Zellintegrität -Kalibrierung Fertige KL werden benutzt Mögliche Fehler: -Grenzschichten -Randeffekte -Linsendicke -Umgebung -Zellintegrität -Kalibrierung

17 S.PPT Polarographiezelltechnik Nicht geeignet für hoch permeable, Non- hydrogel Materialien Überschätzte Werte für formstabile Linsen Variabilität zwischen den Untersuchern Nicht geeignet für hoch permeable, Non- hydrogel Materialien Überschätzte Werte für formstabile Linsen Variabilität zwischen den Untersuchern Nachteile

18 S.PPT Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit Zwei ökologische Kammern -Purer Sauerstoff -Ungleicher Druck Konstante Temperatur (35 o C) Drucksensor in jeder Kammer Zwei ökologische Kammern -Purer Sauerstoff -Ungleicher Druck Konstante Temperatur (35 o C) Drucksensor in jeder Kammer Gas-zu-Gas

19 S.PPT Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit Konstanter Druck in Vorderkammer Gasfluss durch die Linse verändert den Druck in der hinteren Kammer Keine Grenzschichten oder Randeffekte Mit jedem Gas möglich Konstanter Druck in Vorderkammer Gasfluss durch die Linse verändert den Druck in der hinteren Kammer Keine Grenzschichten oder Randeffekte Mit jedem Gas möglich Gas-zu-Gas Technik

20 S.PPT Gas-zu-Gas Technik Nicht geeignet für Hydrogele -Druckdifferential zu groß -Hydrogele zu elastisch -Hydrogele haben eine geringe Stoßfestigkeit Nicht geeignet für Hydrogele -Druckdifferential zu groß -Hydrogele zu elastisch -Hydrogele haben eine geringe Stoßfestigkeit Nachteile

21 S.PPT Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit Zwei ökologische Kammern -Sauerstoff -Edelgas Coulometriesensor Gemessen wird der Sauerstofffluss durch die Linse Für Hydrogele wassergesättigter Sauerstoff oder Wasservorrat nötig Zwei ökologische Kammern -Sauerstoff -Edelgas Coulometriesensor Gemessen wird der Sauerstofffluss durch die Linse Für Hydrogele wassergesättigter Sauerstoff oder Wasservorrat nötig Coulometrietechnik

22 S.PPT Coulometrietechnik Linsenvorderfläche ist ungeschützt Wenig oder kein Einfluss der Grenzschicht Keine Randeffekte Genauer als Polarographietechnik bei formstabilen Kontaktlinsen Linsenvorderfläche ist ungeschützt Wenig oder kein Einfluss der Grenzschicht Keine Randeffekte Genauer als Polarographietechnik bei formstabilen Kontaktlinsen Vorteile

23 S.PPT Coulometrietechnik erfordert: speziellen Gassensor (z.B. Sauerstoff) Vorderen Wasservorrat für Hydrogele erfordert: speziellen Gassensor (z.B. Sauerstoff) Vorderen Wasservorrat für Hydrogele Nachteile

24 S.PPT Klassifikation der Durchlässigkeit Low< 12 Med High> 25 Low< 12 Med High> 25 Weiche KL

25 S.PPT Klassifikation der Durchlässigkeit Low< 25 Mod High> 50 Low< 25 Mod High> 50 Formstabile KL

26 S.PPT Coulometrietechnik Vordere Kammer Zustrom des oxygenierten Gases Ausstrom Sauerstoffstrom Formstabile Probe KL Hintere Kammer 159 mm Hg O 2 'O' Ringe Ausstrom zu Coulometriesensor Zustrom von Sauerstoff – freies Gas

27 S.PPT Gas-zu-Gas Technik Vordere Kammer Sauerstoffstrom Formstabile Probe KL Hintere Kammer 3 ATM pures O 2 'O' Ringe Gas Pressure Transducer Gasdruckwandler

28 S.PPT 'O' Ring Sauerstoffstrom Formstabile Probe KL Tip des Sauerstoffsensors Sauerstoffsensor Kathode (–) 'O' Ring Sauerstofffreie Zone Salzgesättigtes Filterpapier 155 mmHg O mmHg O 2 Polarographie Zelle +

29 S.PPT Wege des Sauerstoffstroms Vorderfläche Wasserschicht ‘Brücke’ Hydrogel Contact Lens Thickness Rückfläche Polarographie Sensor Kathode (–) salzschicht Sensor Apertur ‘Effective’ Sensor Apertur Randeffekt

30 S.PPT Coulometrischer Sauerstoff Sensorenchemie 4 e – + O 2 + 2H 2 O 4OH – Kathode (– ve, Carbon [graphit]): 2 Cd + 4OH – 2Cd(OH) 2 + 4e – Anode (+ ve, Cadmium [nickel-cadmium]): 2Cd + O 2 + 2H 2 O + 4OH – 2Cd(OH) 2 + 4OH – Übersicht: e = Elektron

31 S.PPT Dk Einheit 1 cm O2O2 Polymerisches Linsenmaterial 1 cm nach Refojo et al., mm Hg Druck 1 cm O2O2 Hypotetische KL (viel größer als reale KL) Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg 1 sec

32 S.PPT Permeabilität (Dk) Herleitung der Einheit Dk = mmHgxmLxs xcm Linse O 2 2 k = mmHgxmL Linse O 2 D = s cm 2 & Dk = mmHgxmL X s cm Linse O 2 2 

33 S.PPT Transmissibilität (Dk/t ) Herleitung der Einheit Dk = mmHgxmLxs xcm Linse O 2 2 Dk/t = cmxmmHgxmLxs xcm Linse O 2 2 Dk/t = mmHgxmLxs xcm Linse O 2 

34 S.PPT Dk Einheit Linsenmaterial 1 cm nach Refojo et al., sec 1 mm Hg Druck 1 cm O2O2 O2O2 Hypotetische KL (viel größer als reale KL) Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg

35 S.PPT Dk Einheit 1 cm O2O2 Polymerisches Linsenmaterial 1 cm nach Refojo et al., mm Hg Druck 1 cm O2O2 Hypotetische KL (viel größer als reale KL) Hypotetische KL (viel größer als reale KL) Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg Bedingungen: STP (0°C, 760 mm Hg) wenn nicht anders angegeben, e.g. 21° or 760 mm Hg 1 sec

36 S.PPT Auswirkungen der Temperatur auf KL Offenes Auge: mit weichen KL: -Vorderfläche 0.5°C kälter Mit formstabilen KL (geringere Leitfähigkeit): -Vorderfläche >0.5°C kälter Geschlossenes Auge (Erwärmung der HH  3°C): Keine Auswirkungen (formstabil und weich) Kein Unterschied zwischen den Vorderflächen Offenes Auge: mit weichen KL: -Vorderfläche 0.5°C kälter Mit formstabilen KL (geringere Leitfähigkeit): -Vorderfläche >0.5°C kälter Geschlossenes Auge (Erwärmung der HH  3°C): Keine Auswirkungen (formstabil und weich) Kein Unterschied zwischen den Vorderflächen

37 S.PPT Auswirkungen von KL auf den Tränenfilm Verdunstungsrate: weich  formstabil KL setzen BUT herab BUT: -Formstabil - 4 bis 6 s -weich - 4 bis 10 s (H 2 O Gehalt  Dk/t  ) Verdunstungsrate: weich  formstabil KL setzen BUT herab BUT: -Formstabil - 4 bis 6 s -weich - 4 bis 10 s (H 2 O Gehalt  Dk/t  )


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