-
5www.rpalc.com - Vol. 1, no 1 - enero/febrero/marzo 2009
A Brief History & Evolution of Soft Contact Lenses Part 1:
Materials
Jos Fernando Prez Mogolln1, Abner Augusto Lobo-Neto2
1 OD. Especialista en Pedagoga. Maestrante, Ciencias de la Salud
Visual y Ocular. Diplomado en tica. Docente, Universidad de La
Salle, Colombia.
2 MD. Director de Asuntos Profesionales, Johnson & Johnson
Vision Care, Latinoamrica.
de la refraccin del ojo mediante un sistema diptrico aplicado en
la crnea (hidrodiascopio), experimentando en su propio ojo que
presentaba astigmatismo. Este viaje tambin involucra a Sigmund
Freud, padre del psicoanlisis e importante investi-gador sobre el
uso de la cocana como anestsico local, sustancia indispensable en
estos primeros tiempos, para la adaptacin de los lentes de
contacto. Mucho ms tarde, en 1823 John Herschel (un astrnomo)
propone una cpsula de vidrio llena con gelatina animal para
corregir el astigmatismo. Finalmente, en la dcada de 1880, Adolph
Fick, Eu-gene Kalt (ambos oftalmlogos), y August Mller (un
estudiante de medicina y luego ortopedista) trabajando de manera
independiente inventaron el primer lente de contacto de vidrio,
siendo necesarios ms de cincuenta aos para convertir esta invencin
en una her-ramienta segura y conveniente para la correccin
refractiva; hoy ampliamente difundida.1, 2,7
Una Breve Historia & Evolucin de los Lentes de Contacto
Blandos - Parte 1: Materiales
Artculo Original
Lentes de Contacto
Revista Panamericana de
Direccin para la correspondencia: Abner Lobo, Rua Gerivatiba,
207, 16 piso. Tel.: (55-11) 30308397, Fax: (55-11) 30308212.
E-mail: [email protected] - So Paulo, SP - Brasil.
IntroduccInLa historia del desarrollo general de los lentes de
contacto es uno de los viajes ms apasionantes a travs de la
ciencia. Una historia1,2,7 que empieza en 1508 con Leonardo Da
Vinci, uno de los ms grandes genios de la humanidad, pasando por
Ren Des-cartes, el filsofo que fund no slo la base del mtodo
cientfico moderno, sino que tambin describi, en 1636, la
neutralizacin de la crnea por medio de un tubo de vidrio lleno de
agua, es-cribiendo que Si uno aplicase sobre el ojo un tubo lleno
de agua en cuyo extremo hay un vidrio en forma exactamente igual a
la de la crnea no existira refraccin alguna a la entrada del ojo, y
Thomas Young el primero en concebir en 1801 la modificacin
SummaryThe contact lens saga, from more than 500 years until now
tells us a history of brilliant scientists and venturous
entrepreneurs that forged the mould and paved the way for the
development of a very simple optical tool at first sight but, at
the same time, one of the most concentrated pool of ideas blended
in a very single invention. From the much theoretical Da Vinci and
Descartes ideas to the state-of-the-art silicone hydrogel contact
lens, one can appraise the quick transition to new lens from
instantly old materials and designs. This paper reviews historical
aspects of soft contact lenses development.
Key WordSContact lenses, hydrogel, silicone hydrogel,
disposability.
reSumenLa saga de lentes de contacto, de ms de 500 aos, hasta
ahora nos cuenta una historia de brillantes cien-tficos y
empresarios venturosos que forjaron el modelo y allanaron el camino
para el desarrollo de una herramienta ptica muy simple a primera
vista, pero, al mismo tiempo, una de las mayores colecciones de
ideas combinadas en un nico invento. Desde las muchas ideas tericas
de Da Vinci y Descartes como aportesa la tcnica de lentes de
contacto de hidrogel de silicona, se puede apreciar la rpida
transicin de antiguos materiales y diseos a los nuevos lente de
contacto. Este artculo propone la revisin de aspectos histricos del
desarrollo de los lentes de contacto blandos.
PalabraS claveLentes de contacto, hidrogel, hidrogel de
silicona, desechables.
-
6 Lentes de Contacto
Revista Panamericana de
Artculo Original
Algunas preguntas surgen frecuentemente en la mente de las
personas, relacionadas con los lentes de contacto: Cules son los
requerimientos de oxgeno de la crnea? Existe un material que sea
cmodo y seguro en el largo plazo? Cunto tiempo pueden ser usados
los lentes de contacto? Cmo se adaptaran? Muchas de las respuestas
se encuentran en la evolucin de los mate-riales. El propsito de
este artculo es describir y tratar de entender la verdadera
importancia de los lentes de contacto modernos, sus inicios, su
desarrollo y su avanzado estado actual en donde los interrogantes
arriba planteados son adecuadamente resueltos.
el comIenzoResulta fcil entender la importancia de los nuevos
materiales cuando tenemos una visin de la proporcin de uso de los
lentes en diferentes pocas. Desde 1935 a 1939 cerca de 10,000 pares
de lentes de contacto de vidrio fueron vendidos en los Estados
Unidos3 y en la evolucin de los lentes de contacto corneales de
PMMA, el uso salt de 50,000 pares en 1946 a 200,000 pares en 1949.
Hacia 1970, a escala mundial, 2 millones de personas fueron
usuarias de lentes de contacto4 y hoy se estima que cerca de 130
millones de personas los usan. Este explosivo crecimiento fue
posible gracias a un gran invento de una mente privilegiada: el
Profesor Otto Wichterle que muri en 1998 a la edad de 84 aos, y fue
el cientfico responsable del desarrollo de un polmero hidroflico
para fabricacin de lentes blandos, el HEMA sintetizado por
Drahoslav Lim y su grupo con el nombre de Hydron5.Sus palabras
sobre el sorprendente descubrimiento son indudable-mente las de un
cientfico pero tambin las de un soador: En el verano de 1952, en el
tren expreso de Olomouc a Praga, me sent junto a un hombre que
estaba leyendo una revista de oftalmologa. Tuve la idea de utilizar
polmeros tridimensionales de enlaces cruzados hidrfilos livianos
con la esperanza de mejorar la biocompatibilidad de los implantes
oculares5. Me gust la idea de geles hidroflicos tan-to, que present
una patente y describ en detalle todas las posibles aplicaciones de
estos geles, principalmente en la medicina, aunque tambin en la
produccin de lentes de contacto lo cual era puramente fantasioso en
aquel momento.En 1960, Wichterle & Lim publicaron un artculo en
Nature pro-poniendo el uso de geles hidroflicos para usos biolgicos
y, en concreto, para las lentes de contacto. El material deba
reunir las caractersticas siguientes: 1. Que la estructura
permitiera retener un determinado conte-nido de agua.2. Que
resultara un material inerte para los procesos biolgi-cos normales,
incluyendo la resistencia a la degradacin del polmero ante las
reacciones desfavorables del organismo. 3. Que fuera permeable a
los metabolitos.Una vez descubierto el material, el prximo paso fue
producir el lente. Una vez ms el ingenioso Dr. Wichterle estaba all
para pro-porcionar una simple pero sofisticada respuesta. En 1961,
la ltima idea del Dr. Wichterle fue moldear un lente mediante
rotacin de las formas. Con moldes de vidrio, un set mecnico y un
generador de la bicicleta de su hijo, construy un dispositivo de
moldeo en la vspera de Navidad de ese ao. En la tarde de Navidad,
puse el dispositivo en funcionamiento y elabor cuatro lentes con
bordes muy regulares.Al da siguiente, l coloc estos lentes en ojos
de pacientes hospita-lizados en una clnica oftalmolgica local.
Colocamos los lentes en sus ojos sanos y no causaron ninguna
irritacin. Pero los pacientes no fueron capaces de ver nada, porque
las lentes tenan refraccin muy
alta. Sin embargo, estos lentes podran perfectamente corregirse
con gafas, lo que demostraba que sus cualidades pticas eran buenas
5.El Dr. Wichterle contino mejorando su prototipo de aparato de
moldeo. Para la vspera del Ao Nuevo, ya haba construido el
dispositivo con 15 ejes, pero el generador de la bicicleta no era
sufi-cientemente fuerte as que tuve que conseguir un motor ms
fuerte. Entones desbarat mi gramfono. En una semana, (l y su
esposa) fuimos capaces de producir varios cientos de lentes, y en
los cuatro primeros meses de 1962, produjimos 5,500 lentes. La
primera generacin de los lentes de Wichterle aunque cmodos por sus
caractersticas de suavidad, no eran adecuados para la correccin de
la visin, ya que frecuentemente perdan su forma y distorsionaban
las imgenes.
la Segunda generacInMs tarde se adicion la vinilpirrolidona al
primer material con el fin de mejorar el contenido de agua6. Esto
permiti una mayor capacidad de transmisin de oxgeno y se estableci
la segunda generacin de lentes de contacto blandos.En 1968 la FDA
declar que los lentes de contacto blandos eran medicamentos y su
registro deba cumplir el riguroso protocolo de un medicamento para
su aprobacin y comercializacin. Este hecho retras la introduccin de
los lentes en el mercado hasta 1971 y, aun as, con muchas
restricciones.El ao de 1971 fue un ao interesante. China fue
aceptada como miembro de las Naciones Unidas; adems, 5 lneas
telefnicas se instalaron entre los dos lados del muro de Berln
despus de 19 aos de incomunicacin. Los astronautas Scott e Irwin,
del Apolo 15 hicieron el primer paseo motorizado por la luna y Joe
Frazier derrot a Muhammad Ali. Apareci el primer computador
perso-nal, el MCS-4 de Intel, que utiliz el procesador de 4004 y
tena una memoria de 8K y la Arpanet (Advanced Research Projects
Agency Network - el embrin de la Internet) ampli a 23 servidores la
cone-xin de las universidades y centros de investigacin del
gobierno. El mantenimiento de un sitio web en 1971 en Arpanet era
costoso: $250,000.00 dlares americanos al ao.En estos das los
lentes de contacto blandos presentaron algunos problemas como la
descentracin, la hipoxia y el llamado sndrome de lente ajustado.
Estas dificultades fueron superadas con la evolu-cin de los
materiales y la prctica de nuevas tcnicas de adaptacin por parte de
los profesionales.A medida que los lentes blandos eran mejores, ms
seguros y cmodos, los pacientes y clnicos empezaron a pensar en
pe-riodos de uso ms largos. Primero en Europa y ms tarde en los
Estados Unidos, los usuarios de lentes de contacto, interesados en
lentes correctores de uso flexible, empezaron a dormir con ellos y
a usarlos continuamente por largos periodos de tiempo. John de
Carle, OD, aument el contenido acuoso de los lentes de hidrogel de
niveles bajos en los primeros lentes de HEMA (38%) a
aproximadamente 75%. Esto permitira el uso extendido, con mayor
transmisibilidad de oxgeno, especialmente si los lentes tenan menos
dimetro total que los que se usaban en ese momento, el cual era de
14.5 mm, para evitar la reaccin neovascular limbar1,4. l cre un
polmero fun-cional de alto contenido acuoso (72%), el Perfilcon A,
y lo utiliz para hacer un nuevo lente, denominado Permalens, con
12.5mm de dimetro; el Permalens se introdujo en el Reino Unido en
1975 y se convirti en el primer lente de uso extendido aprobado por
Food and Drug Administration de Estados Unidos en 1981, con
indicacin de 30 das de uso prolongado.
-
7www.rpalc.com - Vol. 1, no 1 - enero/febrero/marzo 2009
Durante casi 20 aos, un grupo de investigadores de la
Universidad de California en Berkeley trabaj investigando la
cantidad de ox-geno necesaria para la crnea durante el uso de
lentes de contacto y los efectos de varios tipos de lentes de
contacto sobre la transmisin de oxgeno. Irving Fatt, cuya
experiencia era en el petrleo y la bio-ingeniera, tuvo un enfoque
del problema desde el punto de vista de la ingeniera, la medicin de
flujo de oxgeno con electrodos. Se dio cuenta de que los mismos
principios de dinmica de fluidos del petrleo se aplicaban al paso
del oxgeno a travs de envases de plstico o a travs de un
dispositivo de hidrogel en el ojo. Fatt present los conceptos de
permeabilidad (DK) del material y de la transmisibilidad (Dk/t) del
lente de contacto, y su investigacin result en una unidad
universalmente reconocida de permeabilidad al oxgeno (la unidad
Fatt) que signific un avance en la ciencia tanto de lentes rgidos
de gas permeable como de hidrogel. Tam-bin descubri que la
transmisibilidad de oxgeno de las lentes de hidrogel es
proporcional al contenido de agua del polmero y es inversamente
proporcional al espesor de los lentes4.
Richard M. Hill, Doctor en optometra, del mismo grupo, tuvo un
enfoque ms fisiolgico, exponiendo las crneas de conejo a varias
cmaras de oxgeno calibradas y comparando las tasas de edema
producidas en las cmaras con el edema producido por los lentes de
contacto, determinando as la cantidad de oxgeno que era
transmitido. Esto lleg a conocerse como el mtodo del porcentaje
equivalente de oxgeno (EOP). La comprensin definitiva y cientfica
basada en el conocimiento de la cantidad de oxgeno necesaria para
la salud corneal con lentes de contacto lleg a partir de dos
trabajos de referencia elaborados por Brien A. Holden, PhD &
George Mertz, OD.10, 11
Estos autores determinaron que los lentes de contacto deben
tener un promedio de Dk/t de al menos 24.1 X 10-9 para el uso
diario y de al menos 87,1 X 10-9 para uso extendido con el fin de
mantener el edema corneal nocturno en 4% o menos. Sera mucho tiempo
des-pus de esta publicacin en 1984 que la industria pudiera
producir lentes que efectivamente cumplieran con estos
estndares.2
el futuro, hoyEl material de silicona siempre pareci ser una
buena respuesta para muchas de las preguntas recurrentes en lentes
de contacto: oxgeno, biocompatibilidad, confort, calidad ptica y
fisiologa. A partir de 1959, Joseph L. Breger, OD, tard una dcada
para elaborar un lente de contacto de silicona pura. Sin embargo,
la silicona es hidrofbica, lo que hace que la comodidad y la
humectabilidad disminuyan, esto y la adhesin de los primeros
materiales de silicona en la crnea, el efecto ventosa, fueron unos
de los principales retos por superar en el material de los
lentes.2
Pero, la silicona eventualmente podra tener xito en combinacin
con un material de hidrogel. En este sentido, la ltima dcada ha
sido increblemente significativa para el desarrollo de materiales
de lentes de contacto. El lanzamiento de los primeros hidrogeles de
silicona (HiSi) a finales de 1990 represent un hito importante en
la ciencia de los materiales de lentes de contacto.Los lentes de
contacto de Hidrogel ofrecen un material que proporciona al
paciente una buena visin, comodidad inicial y humectabilidad. Sin
embargo, a pesar de los numerosos avances en las propiedades de los
materiales de hidrogel, siempre ha existido un lmite en el nivel de
ox-geno disponible para la crnea, agregando, sntomas como el
inconfort y sequedad al final del da que siguen siendo
problemas.Los HiSi combinan la comodidad inicial de un lente blando
con las mejoras sustanciales que trae la buena transmisin de
oxgeno12,13 gene-
Muchos pacientes usaron los lentes por tres meses continuos,
regresando al consultorio para reemplazar sus lentes por otros
nuevos. Sin embargo, as como su popularidad creca, se aumen-taban
los reportes de complicaciones clnicas. A fines de 1980, el riesgo
de queratitis ulcerativa fue mucho mayor con los lentes de uso
extendido que con los de uso diario y en 1989, la FDA reco-mend que
los perodos de uso continuo se redujeran de 30 das a un mximo de 7
das4.
deSechableS moderno lente de contacto blandoDinamarca es la cuna
de los lentes de contacto desechables. Un oftalmlogo dans, Michael
Bay, fue el primero en producirlo. La marca Danalens, aunque no
notable en relacin con su material, present un nuevo y prometedor
proceso de fabricacin, el mol-deo estabilizado, en el cual los
lentes podan ser moldeados en un estado hidratado. La divisin
Vistakon de Johnson & Johnson adquiri los derechos para esta
tecnologa en 1984 y vincul con etafilcon A, un material que haba
adquirido tres aos antes. Cuatro aos despus, los esfuerzos de un
grupo de ingenieros y cientficos cambiaron la escala en Vistakon de
100,000 a 1 milln de lentes producidos por da, haciendo posible la
disponibilidad para el profesional y el usuario. Teniendo en cuenta
slo estos acontecimientos cruciales en la his-toria de los lentes
de contacto, en los ltimos 20 aos ha sucedido sin duda ms evolucin
en el campo de los lentes de contacto que en todo un siglo. En
1988, casi exactamente 100 aos despus de la aparicin del primer
lente de contacto escleral que se registr a fines de 1880, se
introdujo el primer lente desechable9. El concepto original de
desechables, desarrollado por Johnson & Johnson, concepcin que
los principales fabricantes de lentes de contacto han seguido; fue
aprobado por la Food and Drug Admi-nistration (FDA) en los EE.UU.,
y la nocin era que el lente no deba ser rehusado. Debera ser de un
solo uso y descarte diario o usado durante un periodo extendido
luego del cual se remova y descartaba. Esto fue posible apenas
despus de 19889.Despus de que el concepto de desechables estaba
bien arraigado en la mente y en la prctica clnica de los
profesionales del cuidado de los ojos y por supuesto del usuario,
el siguiente paso natural fue los lentes desechables diarios,
apareciendo esta modalidad en 1995 en el Reino Unido. Los lentes
desechables diarios han producido casi la misma revolucin en la
prctica de lentes de contacto como los lentes desechables en
general. Ellos son lentes ideales para los pacientes que quieren un
horario de uso irregular, para deportes o eventos sociales,
mejorando las condiciones de vida de todos y cada uno de los
usuarios de lentes de contacto y asimismo, eliminando por completo
la necesidad de soluciones y limpieza de los lentes. El hecho de
ser desechables ha pro-ducido una disminucin en las consultas de
urgencias y ha facilitado el manejo de complicaciones como la
conjuntivitis papilar asociada a lentes de contacto, infecciones y
otras dificultades oculares.Estas ventajas fueron percibidas por
los profesionales y el pblico del Reino Unido y hacia el 2007 los
lentes desechables diarios representaron el 40 por ciento de los
nuevos usuarios de lentes de contacto en el Reino Unido, una mayor
proporcin que en los EE.UU8. El siguiente progreso fue la
introduccin de la proteccin UV en 1997 como una respuesta a las
preocupaciones acerca del dao ocular ocasionado por la radiacin
ultravioleta (UV).9
Aunque las lentes de contacto proporcionaron grados de confort y
comodidad apenas antes soados, el oxgeno era an un gran problema
por resolver. Hoy en da se utiliza, una combinacin de dos modelos
diferentes que se describen a continuacin.
Una Breve Historia & evolUcin de los lentes de contacto
Blandos
-
8 Lentes de Contacto
Revista Panamericana de
rando cada vez ms pruebas que apoyan el hecho de que algunos
HiSi, pueden ofrecer un mayor tiempo de uso cmodo, con una reduccin
de los sntomas de sequedad al final del da. Esto ha dado lugar a
una nueva concepcin de los especialistas en la prescripcin de
lentes de contacto y al crecimiento continuo del mercado de los
HiSi.A medida que los HiSi como lentes comenzaron a establecerse en
el mercado, quedaba claro que las propiedades de estos materiales
ofrecan beneficios para los usuarios de uso extendido. El
rendi-miento de oxgeno es ventajoso para cualquier paciente que usa
lentes durante muchas horas, o para aquellos con defectos
refrac-tivos altos (es mayor el espesor del lente)13.Los primeros
lentes HiSi permitieron transmisibilidad de oxgeno suficiente para
satisfacer las necesidades de la crnea durante el uso extendido
(UE)14,15. Sin embargo, el uso continuo (UC, o uso extendido de
hasta 30 noches) no es tan popular como se esperaba, en particular
en el Reino Unido y otros mercados europeos, actu-almente esta
modalidad es reportada slo en el 7% de los nuevos usuarios y en el
13% de readaptaciones en el Reino Unido15.Este crecimiento menor a
lo esperado se debe sin duda a la pru-dencia por parte del
profesional, teniendo en cuenta que el riesgo de eventos
inflamatorios y la queratitis microbiana se incrementa cuando los
pacientes duermen con sus lentes, tanto con los mate-riales
antiguos como con los modernos13. En consecuencia, los materiales
HiSi comenzaron a encontrar un lugar como lentes ideales para
readaptar en uso diario a aquellos pacientes con signos de hipoxia,
y como primera opcin para muchos de los nuevos usuarios. Por otro
lado, los fabricantes estn realizando mayores esfuerzos para hacer
frente a algunas de las limitaciones de los primeros materiales de
hidrogel silicona, y por encontrar un equilibrio entre el
suministro de oxgeno, rendimiento mecnico y humectabilidad12, 13.Es
interesante anotar que los lentes de hidrogel de silicona son ahora
el 54% del mercado de EE.UU, mientras que los lentes GP son slo el
10% del mismo mercado. El programa de 2 semanas de sustitucin es
utilizado por el 44% de los usuarios y el desechable diario, 11%,
lo que representa en conjunto ms de la mitad de todo el mercado15.
En el 2008 se lanzo el primer lente de contacto desechable diario
de hidrogel de silicona en el Reino Unido.
concluSInDesde las muchas ideas tericas de Da Vinci y Descartes,
la histo-ria de ms de 500 aos de los lentes de contacto, nos
muestra una pluralidad de brillantes cientficos y empresarios
venturosos que
forjaron el camino para el desarrollo de una herramienta ptica
muy simple a primera vista, pero al mismo tiempo fue necesario
combinar todas estas ideas para tener este maravilloso
invento.Cercanos al final de la primera dcada del siglo 21,
observamos a los lentes de contacto de hidrogel de silicona como el
aporte ms promisorio a la salud ocular y visual de los usuarios de
lentes de contacto; respondiendo a las preocupaciones que se tenan
con los antiguos materiales: oxgeno, depsitos, flexibilidad,
humectabili-dad y proteccin UV, estando disponibles para la mayora
de los problemas de correccin visual.
referencIaS1. Roiz, JLM & Salvador, EA. Historia y
desarrollo de las lentes de contacto.
Disponible en: http://lentes-decontacto.com.ve/historia.htm
(acezado en 16 de enero de 2009).
2. Schaeffer, J & Beiting, J. The Early History of Contact
Lenses. Review of Optometry 2007; 144:3-8.
3. Kuwabara, DM. History of the Section on Cornea, Contact
Lenses and Refractive Technologies of the American Academy of
Optometry (Re-vised: 12-22-08). Disponible en:
http://www.aaopt.org/content/docs/HISTORY%20OF%20THE%20SECTION%20ON%20CORNEA.doc
(acezado en 19 de enero de 2009).
4. Schaeffer, J & Beiting, J. Key Developments in Contact
Lens Materials and Design, 1975-2000. Review of Optometry 2007;
144:9-18.
5. Szczotka, LB. A Tribute to the Father of the Soft Contact
Lens. Contact Lens Spectrum 2000 (Jan). Disponible en:
http://www.clspectrum.com/article.aspx?article=11755 (acezado en 19
de enero de 2009).
6. Wichterle, O & Lim, D. Hydrophilic gels for biologic use.
Nature 1960; 185:1777. Prez-Mogolln, JF. Una Visin Histrica de la
ptica. Ciencia y Tec-
nologa para la Salud Visual y Ocular, 2006; 7:99-105.8. Gasson,
A. From Bottles to Blisters. Optician, 2008; May, 30th:31-34.9.
Meyler, J & Schnider, C. The role of UV blocking soft lenses in
ocular
protection. Optician 2002; 223:5824 28-32.10. Holden, BA; Mertz,
GW; McNally, JJ. Corneal swelling response to con-
tact lenses worn under extended wear conditions. Invest
Ophthalmol Vis Sci 1983; 24:218-26.
11. Holden, BA & Mertz, GW. Critical oxygen levels to avoid
corneal edema for daily and extended wear contact lenses. Invest
Ophthalmol Vis Sci 1984; 25:1161-7.
12. French, K & Jones, L. A decade with silicone hydrogels:
Part 1. Optom-etry Today 2008; 48(18):38-42.
13. Stapleton, F; Stretton, S; Papas E et al. Silicone hydrogel
contact lenses and the ocular surface. Ocul Surf 2006;
4(1):24-43.
14. Sweeney, D; du Toit, R; Keay, L et al. Clinical performance
of silicone hy-Clinical performance of silicone hy-drogel lenses.
In. Silicone hydrogels: Continuous wear contact lenses, D. Sweeney,
Editor. Oxford, Butterworth-Heinemann, 2004, pp. 164-216.
15. Morgan, P. Trends in UK contact lens prescribing 2007.
Optician 2007; 233 (6104):16-17.
Artculo Original
