Prawa fizyki a wszczepy wewnątrzgałkowe. Moduł Younga - definicja.
Autor: dr n. med. Jacek Szendzielorz
Kategoria: Okulistyka Artykuł opublikowano w CX News nr 3/33/2010
Tagi:Chirurg okulista podejmując decyzję o operacji chorego na zaćmę stoi przed wyborem odpowiedniej soczewki wewnątrzgałkowej. Pozwolę sobie zwrócić uwagę Szanownego Czytelnika na ważny wskaźnik, warunkujący zarówno komfort i bezpieczeństwo wszczepu, jak również potencjalną stabilność soczewki w torebce w odległym czasie, po operacji oka. Ta cecha soczewki określana jest jako „moduł Young’a”.
O rozmaitych problemach pojawiających się na etapie wszczepiania soczewki można dużo napisać, każdy operujący chirurg chce ich zakres zminimalizować.
Zdarza się, że badając chorego w odległym czasie, po operacji zaćmy stwierdzamy różnego stopnia decentrację części optycznej soczewki, czasem stwierdzamy również obecność przemieszczonych części haptycznych w źrenicy. W wywiadzie brak cech urazu oka, nie stwierdzamy również zaawansowanych objawów uszkodzenia obwódki rzęskowej. We wnioskach przyjąć można, że w takiej sytuacji siły sprężystości części haptycznej soczewki nie były w stanie przeciwstawić się, przeciwnie, co do wektora skierowanym, siłom powstającym w wyniku procesu włóknienia torebki soczewki i jej retrakcji. Efekt - decentracja części optycznej soczewki, a czasami przemieszczenie części haptycznych wypchniętych z torebki do przestrzeni źrenicy. Najczęściej towarzyszy temu istotny spadek ostrości wzroku z całą plejadą dodatkowych innych objawów optycznych. Chory w takiej sytuacji na ogół wymaga, trudnej w tych warunkach, ponownej interwencji chirurgicznej, czasem połączonej z koniecznością wymiany soczewki.
Moduł Young’a to wskaźnik opisujący ważny parametr właściwości materiału użytego do produkcji konkretnej soczewki wewnątrzgałkowej. Określa on cechy elastyczności materiału, wpływające na takie elementy jak: łatwość składania (zwijania) soczewki, zakres występujących sił tarcia w trakcie wszczepiania soczewki, jak i sposób rozwijania się wszczepu po umieszczeniu go w oku.
W praktyce oznacza to, że im wyższa wartość modułu Young’a, tym bardziej sztywna, trudniejsza do zwinięcia soczewka wewnątrzgałkowa. Sztywny materiał (moduł Young’a > 50 N/mm2), użyty do produkcji soczewki jest czynnikiem zwiększającym ryzyko dla pacjenta.
Moduł Young’a charakteryzuje własności materiału jako zakres nacisku (obciążenia) wywieranego na materiał, w jednostkach ciśnienia, który nie wywołuje jeszcze odkształcenia tego materiału. Tak więc moduł Younga w istocie określany jest w jednostkach ciśnienia.
Dla opisu własności elastycznych obiektów liniowych takich jak przewody elektryczne, pręty czy kolumny, które ulegają rozciąganiu lub skracaniu, odpowiednim parametrem jest stosunek nacisku do obciążenia wywołującego nadwyrężenie materiału zwany modułem Younga. Moduł Young’a stosowany jest do obliczenia zakresu rozciągania lub skracania się obiektów do momentu gdzie nacisk nie przekracza granicy wytrzymałości materiału.
Moduł Younga (E) – inaczej moduł odkształcalności liniowej albo moduł sprężystości podłużnej (w układzie jednostek SI) – wielkość określająca sprężystość materiału. Wyraża ona, charakterystyczną dla danego materiału, zależność względnego odkształcenia liniowego ε materiału od naprężenia σ, jakie w nim występuje w zakresie odkształceń sprężystych.
Jednostką modułu Younga jest paskal, czyli N/m2.
Moduł Younga jest hipotetycznym naprężeniem, które wystąpiłoby przy dwukrotnym wydłużeniu próbki materiału, przy założeniu, że jej przekrój nie ulegnie zmianie (założenie to spełnione jest dla hipotetycznego materiału o współczynniku Poissona υ = 0). Wielkość została nazwana na cześć angielskiego fizyka i lekarza Thomasa Younga.
W przypadku materiału izotopowego, moduł Younga powiązany jest z innymi stałymi materiałowymi:
gdzie:
G – moduł Kirchoffa,
υ – współczynnik Piossona,
B – moduł Helmholtza,
λ i μ – stałe Lamègo.
(źródło wikipedia.pl)
W podsumowaniu: wartość modułu Younga jest wskaźnikiem sprężystości materiału użytego do produkcji konkretnej soczewki wewnątrzgałkowej, wyrażonego w jednostkach N/mm2. Jego wartość określać może chirurgowi potencjalną podatność soczewki na składanie jej, komfort w trakcie manewru wszczepiania oraz bezpieczeństwo w trakcie procesu rozwijania się soczewki w oku. Może być też jednym z czynników prognostycznych stabilności wszczepu w oku, jego oporności na siły retrakcji torebki soczewki. Sugeruje się, że wartość modułu Younga winna być mniejsza niż 50 N/mm2.