يُعدّ الأكسجين أساس عمليات الأيض الطبيعية في القرنية. يؤدي ارتداء العدسات اللاصقة إلى تضرر القرنية بدرجات متفاوتة نتيجةً لنقص الأكسجين، مما يُسبب وذمة القرنية، وتكوّن أوعية دموية جديدة، وغيرها من الأمراض. لذا، كلما زادت نفاذية الأكسجين في العدسات اللاصقة، قلّ الضرر الذي يلحق بالقرنية، ما يجعلها أكثر ملاءمةً للاستخدام طويل الأمد. يُعرّف معامل نفاذية الأكسجين (Dk) بأنه مؤشر نفاذية الأكسجين في العدسات اللاصقة، وباستخدام طريقة كولوم، يُمكن تحديد معامل نفاذية الأكسجين في العدسات الصلبة والهيدروجيلية المرنة، بالإضافة إلى نفاذية الأكسجين، بسرعة ودقة. يُفيد هذا الشركات في اختيار مواد العدسات الجديدة، وتصميم محتوى الماء، والسُمك، كما يُوفّر مرجعًا فعّالًا للمستهلكين عند اختيار وشراء العدسات.

تُستخدم العدسات اللاصقة على قرنية العين لتغيير قوة انكسار الضوء، وتصحيح قصر النظر، وطول النظر، والاستجماتيزم، وعلاج بعض أمراض العيون. لا يقتصر ارتداء العدسات اللاصقة على كونه مريحًا وجميلًا فحسب، بل يوفر أيضًا رؤية واسعة، مما يدفع الكثيرين إلى الاستغناء عن النظارات لصالح العدسات اللاصقة. عند اختيار العدسات اللاصقة، ينبغي على المستخدم الانتباه إلى مادة صنعها، وسماكتها، ومحتواها من الرطوبة. في الواقع، صُممت هذه العناصر في الغالب لتحسين نفاذية الأكسجين في العدسات، والتي تُعد مؤشرًا هامًا على صحة القرنية وراحة ارتدائها.

طريقة اختبار نفاذية الأكسجين للعدسات اللاصقة

طريقة الاختبار:

تُختبر مؤشرات نفاذية الأكسجين للعدسات اللاصقة بشكل أساسي باستخدام طريقتي الاستقطاب الكهربائي وقياس نفاذية الأكسجين (كولوم)، وهما طريقتان عمليتان ومناسبتان وقابلتان للتكرار. توجد العديد من الدراسات حول الاستقطاب الكهربائي، لذا ستركز هذه الورقة على طريقة قياس نفاذية الأكسجين (كولوم). تُناسب هذه الطريقة العدسات اللاصقة المصنوعة من مادة الهيدروجيل الصلبة وغير المرنة، حيث تُقسّم إلى جزأين متذبذبين لقياس معامل نفاذية الأكسجين. وتتلخص آلية عملها في: وضع العدسة في حجرة الاختبار، حيث يُقسّم تجويف الاختبار إلى جزأين متذبذبين. يتم تعريض سطح العدسة (أي الجزأين المتذبذبين) للأكسجين والنيتروجين كغازات حاملة عند رطوبة نسبية 35% و100%. يكون الضغط متساويًا على جانبي العدسة، بينما يختلف الضغط الجزئي للأكسجين. بفعل اختلاف التركيز، يدخل الأكسجين إلى تيار الهواء عبر العدسة ويُرسل إلى مستشعر قياس نفاذية الأكسجين (كولوم)، الذي يُولّد تيارًا يتناسب مع تركيز الأكسجين المتدفق عبر الكاشف، وذلك لحساب معدل تدفق الأكسجين في المادة، ومن ثم حساب معامل نفاذية الأكسجين. فيما يلي تفاصيل طرق الاختبار:

١. تحضير العينات والأجهزة: يُحضّر الأكسجين بنسبة نقاء ٩٩.٩٪ والنيتروجين الهيدروجيني بنسبة ٢٪ كغاز اختبار وغاز حامل على التوالي. يعتمد الجهاز على نظام اختبار نفاذية الأكسجين، والذي يتضمن جزءًا لتحليل نفاذية الأكسجين وجزءًا لغرفة الاختبار. يتكون الجزء الأول من مستشعر كولوم، ونظام تسجيل وتحليل، ونظام تحكم في درجة الحرارة والرطوبة، وأنابيب ذات صلة، ويُستخدم لتدوير الأكسجين والغاز الحامل، وتحويل التيار وتسجيله، والتحكم في درجة الحرارة والرطوبة، ووظائف أخرى. غرفة الاختبار غير منفذة للأكسجين ومقسمة إلى نصفين. يحيط الجانب الخارجي بأخدود أسفل سطح الماء بقليل على جدار الخزان، مما يوفر رطوبة نسبية ١٠٠٪ للعدسة لمحاكاة بيئة التشغيل.

قبل إجراء الاختبار، يجب إزالة الأكسجين تمامًا من عينة الاختبار والنظام. بالنسبة للمواد ذات النفاذية العالية للأكسجين، يمكن إزالة الأكسجين من حجرة الاختبار قبل القياس. أما بالنسبة للمواد غير الهيدروجيلية ذات النفاذية المنخفضة للأكسجين، مثل بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)، فيجب وضع عينات العدسات تحت مادة مجففة من كلوريد الكالسيوم لمدة 48 ساعة على الأقل قبل إغلاق حجرة الاختبار، ثم تنقيتها لإزالة الأكسجين.

٢. تركيب العينات. يُوضع السطح الخلفي لعينة العدسة على سطح دائري أملس مُغطى بشحم فراغي في حجرة الاختبار السفلية لضمان خلو العينة من التجاعيد. يُثبّت الجزء العلوي من حجرة الاختبار على الجزء السفلي منها الذي يحتوي على العينة، ثم يُضغط عليه، ويُحقن مقدار معين من الماء المقطر في التجويف المحيط لإغلاق غطاء حجرة الاختبار.

3. إزالة الأكسجين. تم ضبط تدفق الغاز الحامل إلى الجزأين العلوي والسفلي من حجرة الاختبار بمعدل يتراوح بين 50 و60 مل/دقيقة. بعد مرور 3 إلى 4 دقائق، انخفض معدل التدفق إلى ما بين 5 و15 مل/دقيقة، وثُبِّت عند هذا المعدل لمدة تتراوح بين 10 و30 دقيقة. يتخلص تجويف الاختبار من الأكسجين المتبقي الخارج من عدسات العينة، وينقل تيار الأكسجين إلى مستشعرات كولوم. يرتفع خرج المستشعر بسرعة إلى ذروته في البداية، ثم يستقر تدريجيًا عند قيمة منخفضة، وهي جهد الخرج الصفري (V0). وبحسب مادة الاختبار ذات نفاذية الأكسجين المختلفة، تستغرق عملية إزالة الأكسجين عادةً من 30 دقيقة إلى عشر ساعات.

يُجرى الاختبار. يُحافظ على تدفق الأكسجين والغاز الحامل إلى الجانبين العلوي والسفلي من حجرة الاختبار بمعدل إزالة الأكسجين النهائي. يمر الأكسجين عبر عينة العدسة ويدخل إلى جهد خرج مستشعر الكولوم. عندما تستقر قيمة الخرج عند قيمة معينة، تكون قيمة الجهد في هذه اللحظة هي القيمة النهائية (VE).

5. حساب نتائج الاختبار. أولاً، يتم حساب معدل تدفق الأكسجين (LO2/s) وفقًا للمعادلة 1. ثم يتم حساب معامل نفاذية الأكسجين للعدسة وفقًا للمعادلة 2.

qo2=K×(VE-V0)/RL--------------------------------------(1)

حيث K -- ثابت التصحيح؛ VE -- جهد الخرج النهائي؛ V0 -- جهد الخرج الصفري؛ RL -- معاوقة الحمل؛

Dk=t×qo2×0.001/(PA×A)-------------------------------(2)

حيث Dk -- معامل نفاذية الأكسجين لعينة الاختبار، 10-11 (سم2/ث)·[مليلتر أكسجين/(مليلتر·هكتوباسكال)]؛ PA -- (الضغط الجوي - ضغط البخار)، هكتوباسكال؛ T -- السماكة القطرية أو متوسط سماكة المركز التوافقي، سم؛ A -- مساحة تعريض عينة الاختبار، سم2؛ Qo2 -- معدل تدفق الأكسجين عبر الكاشف، أكسجين/ث؛ 1/103 -- معامل تحويل من لتر إلى مليلتر؛

تتضمن الصيغة 1 ثابت تصحيح K، مما يؤدي إلى مفهوم معايرة النظام. وقد أظهرت التجارب أنه في ظل ظروف معينة، قد تتعرض مستشعرات كولوم للاستنزاف أو التلف لدرجة تؤثر سلبًا على كفاءتها وسرعة استجابتها. لذلك، يتطلب استخدام مستشعرات كولوم لاختبار نفاذية الأكسجين معايرة دورية للمستشعر، تعتمد على مادة قياسية ذات نفاذية أكسجين معروفة (Δk/t). المادة القياسية الشائعة الاستخدام هي SRM1470 بوحدة Δk/t تساوي 0.072 ± 0.0045Δk/t. من خلال اختبار المادة القياسية بالطريقة المذكورة أعلاه، يُستنتج معدل تدفق الأكسجين qo2 من المعادلة 2، ثم تُحسب قيمة ثابت التصحيح K وفقًا للمعادلة 1. يمكن استخدام ثابت المعايرة لإجراء المعايرة الأولية لنظام الاختبار والحصول على النتائج.

نحن الأفضل جهاز قياس مؤشر الأكسجين المحدود الأوتوماتيكي بالكامل ، مختبر النظارات جهاز فحص النظارات، إذا كنت بحاجة إليه، يرجى الاتصال بنا!

بريد إلكتروني: hello@utstesters.com

الموقع الإلكتروني: www.uttesters.com

الهاتف: +86 596 7686689

الخط المباشر: +86 15260605085