Buch lesen: «Lentes de contacto: composición química y propiedades»
Departamento de Ciencias Básicas
Bogotá, D. C.
2016
ISSN: 1900-6187
ISBN: 978-958-5400-53-5
© Primera edición: julio de 2016
Oficina de Publicaciones
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Dirección editorial
Guillermo Alberto González Triana
Coordinación editorial
Andrea del Pilar Sierra
Corrección de estilo
Fredy Guzmán
Diagramación
William Yesid Naizaque O.
Carátula
Andrea Julieth Castellanos
Diseño de ePub:
CONTENIDO
Presentación
Química de los polímeros
¿Qué es un polímero?
Algunos polímeros sintéticos
Algunos polímeros naturales
Características de los polímeros
Materiales empleados en lentes de contacto
Metacrilatos
Polimetilmetacrilato (PMMA): materiales de partida para lentes rígidos
Polihidroxietilmetacrilato (PHEMA): materiales de partida para lentes blandos (hidrogeles convencionales)
Hidrogeles de silicona
Lentes rígidos gas-permeables
Propiedades de los materiales empleados en lentes de contacto
Transparencia óptica
Propiedades mecánicas (módulo de elasticidad)
Humectabilidad
Contenido acuoso
Permeabilidad al oxígeno
Índice de refracción
Investigaciones recientes en la tecnología de lentes de contacto
Referencias bibliográficas
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Formación de polietileno a partir de su monómero (etileno)
Figura 2. Forma condensada del etileno y del polietileno
Figura 3. Formación del politetrafluoroetileno (PTFE) a partir del tetrafluoroetileno
Figura 4. Formación del poliestireno a partir de estireno
Figura 5. Fragmento de poliestireno
Figura 6. Tacticidad (arreglo) de los radicales fenilos del poliestireno
Figura 7. Estructura de la β-D-glucosa, monómero que forma la celulosa
Figura 8. Fragmento estructural de la celulosa
Figura 9. Fragmento de celulosa, conformación de silla
Figura 10. Asociación por puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de las cadenas lineales de celulosa
Figura 11. Péptido compuesto por seis aminoácidos: alanina, glicina, tirosina, glutamato, valina y serina
Figura 12. Conformación de un polímero lineal y un polímero ramificado
Figura 13. Fragmento del polietileno de baja densidad, como ejemplo de un polímero ramificado
Figura 14. Diferentes tipos de polímeros
Figura 15. Matriz tridimensional formada por las cadenas poliméricas
Figura 16. Acrilato
Figura 17. Ácido acrílico
Figura 18. Ácido metacrílico (MA)
Figura 19. Metil metacrilato (MMA)
Figura 20. Hidroxietil metacrilato (HEMA)
Figura 21. Polimerización del metilmetacrilato (MMA)
Figura 22. Representación de una cadena polimérica del polimetilmetacrilato (PMMA)
Figura 23. Representación de una cadena polimérica de polihidroxietilmetacrilato (PHEMA)
Figura 24. Etilenglicol-dimetacrilato (EGDMA)
Figura 25. Polymacon
Figura 26. N-vinil pirrolidona (NVP)
Figura 27. Dvinil benceno (DVB), agente entrecruzador
Figura 28. Tetrafilcon A
Figura 29. Monómeros del omafilcon A
Figura 30. Vifilcon A
Figura 31. Ácido metacrílico (MA) en su forma ionizada (metacrilato)
Figura 32. Modelo de las cadenas poliméricas negativas de etafilcon A, separadas entre sí por repulsión de cargas
Figura 33. Dimetil siloxano
Figura 34. Difenil siloxano
Figura 35. Polidimetilsiloxano
Figura 36. Polidifenilsiloxano
Figura 37. Tris (trimetil siloxy) silano
Figura 38. Estructura de los monómeros que forman el lotrafilcon A y B
Figura 39. Acetato butirato de celulosa (CAB)
Figura 40. a) 2,2,2-trifluoroetilmetacrilato, monómero para el b) poli 2,2,2-trifluoroetilmetacrilato
Figura 41. Relación entre una fuerza de tensión σ y la deformación ε experimentada por un material
Figura 42. Angulo de contacto (θ) entre una gota de líquido (aguao lágrima) y la superficie del lente
Figura 43. Se indica el ángulo de contacto formado entre un líquido y una superficie hidrofóbica y entre un líquido y una superficie hidrofílica
Figura 44. Goniómetro de Ramé-Hart
Figura 45. Formación del PDMS-PU-PEGMA (polidimetil siloxan-opoliuretano-polietilenglicol metacrilato)
A mi esposo Jaime Martínez, por su apoyo, comprensión y tolerancia,
cuando en mi cabeza solo rondan átomos y moléculas;
a mi madre y mi hermano, por su cariño, entrega y valiosos consejos;
y a mis tiernas sobrinitas, por ser la inspiración de mi vida… son ellas
quienes me llevan a ser cada vez una persona mejor. ¡Por un mundo
y una Colombia en paz para ellas y todos los niños del mundo!
¿Qué otra cosa puedo hacer que no sea escribir y soñar?
Jorge Luis Borges
PRESENTACIÓN
La finalidad de la presente obra es servir como material de apoyo en el módulo Materiales para Lentes de Contacto, ofrecido por la Maestría en Ciencias de la Visión de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad de La Salle. Pretende dar los conceptos básicos a partir de los cuales el estudiante pueda entender la composición química de los lentes de contacto y, con base en ella, inferir las propiedades que estos materiales le confieren. Tiene por propósito ser el punto de partida sobre el cual el estudiante pueda aproximarse a la lectura de literatura científica de artículos de investigación discutidos dentro del mismo módulo.
Se trata de un manuscrito original, por cuanto presenta los contenidos desde una perspectiva del desarrollo químico conceptual de las moléculas que forman estos materiales. Comienza con las unidades monoméricas hasta llegar a la construcción de los polímeros correspondientes. A su vez, aborda la aplicabilidad que estos conceptos tienen en el campo específico de la optometría.
Para ello, se hace una breve descripción inicial de la química de polímeros, con ejemplos ilustrativos, como introducción conceptual a la composición química y a las propiedades que presentan los materiales empleados en la construcción de lentes de contacto. El abordaje de la composición química de dichos materiales pretende desarrollar en el lector, de una manera progresiva, la comprensión de las complejas moléculas involucradas.
El texto comienza explicando de manera sencilla la composición básica de estos polímeros: se parte de las moléculas precursoras, como los acrilatos, los silanos y los siloxanos, hasta llegar a la construcción de materiales como el polimetilmetacrilato (PMMA), el polihidroxietilmetacrilato (PHEMA) y los polímeros empleados en los hidrogeles convencionales, los hidrogeles de silicona y los lentes rígidos gaspermeables. La descripción química se hace en paralelo a la explicación de las características que confieren dichas moléculas, de forma tal que el lector logre asociar estructuras químicas con propiedades como humectabilidad, contenido acuoso, permeabilidad al oxígeno y módulo de elasticidad. Además, se dedica un capítulo aparte a la explicación ampliada de dichas propiedades.
Para finalizar, se exponen brevemente las tendencias actuales en investigación en materiales para lentes de contacto, dirigidas a minimizar complicaciones oculares y mejorar la calidad de la visión en los usuarios.
Agradezco al profesor Francisco Sepúlveda, director del Departamento de Ciencias Básicas, y al profesor Ricardo Montealegre, coordinador del Área de Química y Biología; por su constante apoyo y valiosos consejos. A los doctores Jairo García, decano de la Facultad de Ciencias de la Salud, Édgar Leguizamón, secretario académico de la misma Facultad, Marcela Camacho, directora de la Maestría en Ciencias de la Visión, y Martha Fabiola Rodríguez, anterior directora de la Maestría; por la oportunidad que me han brindado de ser docente de esta última. A los estudiantes y profesores de la Maestría y, en general, de la Facultad, por sus valiosos aportes, pues he aprendido mucho de ellos.
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