Διαμόρφωση Πολυεστιακών Ενδοφακών μέσω Αποδόμησής τους με Υπεριώδη Ακτινοβολία Laser

Abstract

Η παρούσα εργασία μελετά την αλληλεπίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας laser με ενδοφακούς. Στόχος της εργασίας ήταν η διερεύνηση και στη συνέχεια η επιλογή των κατάλληλων παραμέτρων της δέσμης laser για την διαμόρφωση της επιφάνειας των ενδοφακών τόσο πριν όσο και μετά την τοποθέτησή τους στον πάσχοντα οφθαλμό. Η ακτινοβόληση των υδρόφιλων και υδρόφοβων ενδοφακών πραγματοποιήθηκε με Q-switched Nd:YAG laser με την 3η (355nm) κ αι 5η (213nm) αρμονική του, με διάρκεια παλμού 6ns. Η πειραματική διάταξη περιελάμβανε ειδικά σχεδιασμένη ηλεκτρονική περιστρεφόμενη βάση 360ο για την εγχάραξη κ υκλικών δ ομών σ την ε πιφάνεια τ ων ενδοφακών και σε βοηθητικά πλακίδια PMMA. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας, παρουσιάζονται αρχικά η ανατομία, οι αρχές λειτουργίας, οι αμετρωπίες και η πάθηση "καταρράκτης" του οφθαλμού. Γίνεται μια εισαγωγή στην ακτινοβολία laser και στους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης της υπεριώδους ακτινοβολίας με τους βιολογικούς ιστούς και τα πολυμερή. Αναφέρονται οι τρόποι αντιμετώπισης των διαθλαστικών ανωμαλιών του οφθαλμού και της πάθησης του καταρράκτη με την επιλογή του κατάλληλου μήκους κύματος laser, αλλά και ενδεχόμενες επιπλοκές στις εγχειρητικές διαδικασίες. Τέλος, παρουσιάζονται τα βασικά υλικά, οι τύποι και τα χαρακτηριστικά των χρησιμοποιούμενων ενδοφακών. Στο πειραματικό μέρος, περιγράφεται η πειραματική διάταξη με έμφαση στην ηλεκτρονική περιστρεφόμενη βάση 360ο. Παρουσιάζονται οι αναλυτικές τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν (προφιλομετρία, AFM, SEM, οπτική μικροσκοπία) καθώς και η επίλυση προβλημάτων που ανέκυψαν κατά την ποιοτική και ποσοτική μελέτη των δειγμάτων. Επεξηγείται η μέθοδος ακτινοβόλησης των δειγμάτων, υδρόφιλων ή υδρόφοβων ενδοφακών και πλακιδίων PMMA, και στην συνέχεια παρουσιάζονται και αναλύονται τα πειραματικά αποτελέσματα και τα τελικά συμπεράσματα της ακτινοβόλησης τους με υπεριώδη ακτινοβολία laser μήκους κύματος 355nm και 213nm. Στο τέλος της εργασίας προτείνονται πιθανά θέματα μελλοντικής έρευνας.

In the present thesis, the UV laser ablation of IOLs is analyzed. The aim of this research is the investigation and consequently the choice/definition of the suitable laser beam parameters so as to modify the surface of the IOL before or after its implantation into the eye. The ablation of hydrophilic and hydrophobic IOLs was performed with a Q-switched Nd:YAG laser at the 3rd (355nm) and 5th (213nm) harmonic, 6ns pulse duration. The experimental setup included an electronic 3 circular micro-movement 360o system specifically designed and constructed for the micro-drilling process of circular patterns on the surface of IOLs and PMMA plates. In the theoretical part of the thesis, I present the anatomy, the general properties, and the refraction errors of both the human eye and cataract. In this part, the basic principles of laser ablation and the UV laser ablation mechanisms on biological tissues and polymers are also mentioned. Moreover, I analyze (a) a number of ways for dealing with the refraction errors and cataract by choosing the suitable laser wavelength and (b) possible problems during the surgery. Finally, I describe the basic materials, and the types and characteristics of the IOLs that have been used. In the experimental part, I describe the experimental setup by focusing on the electronic 3 circular micro-movement 360o. I present the analytical techniques that have been applied (profilometry, AFM, SEM, optical microscopy) and the solution to a number of problems that occurred during the quality and quantitative analysis of the specimens. I explain the method of ablating the specimens, hydrophilic or hydrophobic IOLs and PMMA plates, and show the experimental results of the UV ablation using 355nm and 213nm wavelength. In the last part of this study, I propose a number of issues open to further discussion and investigation.