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 - DEFINICJA

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:

                     E = 2G \cdot (1 + \upsilon)
                     E = 3B \cdot (1 - 2\upsilon)
                     E = {{3 \lambda + 2 \mu} \over {\lambda + \mu}}\mu

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.



Ostatnio opublikowane artykuły w kategorii Okulistyka:

Nawigowana terapia laserowa z zastosowaniem systemu Navilas® 577s

Navilas® jest cyfrowym systemem przeznaczonym do nawigowanej laseroterapii siatkówki w oparciu o obraz dna oka. Laser w połączeniu z funduskamerą obrazuje zmiany chorobowe w plamce i na obwodzie siatkówki w czasie rzeczywistym.

Laser nanosekundowy 2RT™ w terapii AMD. Nowe kryterium kwalifikacji

Od około 3 lat dostępny jest na polskim rynku medycznym nanosekundowy laser 532 nm, przeznaczony i zarejestrowany do terapii odmładzającej siatkówkę (retinal rejuvenation therapy; w skrócie 2RT™), u pacjentów ze średniozaawansowanymi stadiami zwyrodnienia plamki związanego z wiekiem (age related macular degenaeration – AMD). To pierwsza i jak dotąd jedyna metoda wykorzystywana do terapii schorzenia w tym stadium zaawansowania. Zabieg laserem 2RT™ to terapia, wokół której toczy się dyskusja co do jej skuteczności, a jednocześnie i przede wszystkim terapia, z którą wiązane są nadzieje na zahamowanie postępu AMD do stadiów zaawansowanych.

Fiksacja transskleralna soczewek wewnątrzgałkowych techniką Yamane (double-needle technique)

Każdy z mikrochirurgów operujących zaćmę spotyka się w codziennej praktyce z pacjentami wymagającymi wszczepienia soczewki wewnątrzgałkowej w sytuacji braku wsparcia tylnej torebki (pierwotnie lub wtórnie). Najczęściej stosowane techniki operacyjne wykorzystują soczewki mocowane do tęczówki przy pomocy klipsów, soczewki do podszycia do twardówki oraz coraz rzadziej stosowane soczewki przedniokomorowe. Wprowadzona przez Shin Yamane w 2017 roku metoda fiksacji soczewki przeztwardówkowo, wydaje się mieć przewagę nad wcześniej stosowanymi rozwiązaniami. Wykorzystuje ona niskotemperaturową diatermię do zabezpieczenia haptenów w obrębie tunelu twardówkowego. Wymienione wyżej, standardowe metody, mogą przyczyniać się do redukcji komórek śródbłonka rogówki, wzrostu ciśnienia wewnątrzgałkowego, powstawania obwodowych zrostów przedniokomorowych czy, jak w przypadku soczewek podszywanych, do mechanicznego uszkodzenia szwów i przemieszczenia soczewki do komory ciała szklistego. Dodatkową zaletą techniki Yamane jest łatwa dostępność soczewek wewnątrzgałkowych, ponieważ wykorzystuje ona standardowe soczewki trzyczęściowe, które są obecne na większości bloków operacyjnych.