软性接触镜早期脱水动力学：揭示配戴初期水分扩散机制改变对眼表健康的影响

本研究针对软性接触镜（CL）在配戴过程中因水分流失导致的眼干症问题，通过体外重力测量法分析Etafilcon A与Kalifilcon A两种材质镜片在泪液环境下的脱水动力学。研究发现配戴5分钟后镜片含水量显著降低，水动力学系数d值从1.0降至0.75左右，表明材料从聚合物限制性扩散转向自由扩散模式。该研究为改善接触镜保水性能提供了关键参数指标，对提升配戴舒适度具有重要意义。

　　

当数百万计的人群每天配戴软性接触镜时，很少有人意识到镜片在接触眼表的瞬间就开始经历一场微观层面的水力革命。传统观点认为接触镜脱水是长期配戴的结果，但最新研究发现，镜片在配戴最初五分钟内就发生了显著的物性改变——这不仅关乎配戴舒适度，更与眼表健康密切相关。

在《Contact Lens and Anterior Eye》发表的最新研究中，意大利米兰比可卡大学材料科学系的Silvia Tavazzi团队采用动态蒸汽吸附分析仪（Aquadyne DVS），对Etafilcon A（1Day Acuvue Moist）和Kalifilcon A（Infuse/Ultra One Day）两种日抛型接触镜展开精密实验。研究人员通过体外重力测量法，在严格控制的温湿度环境（36.0±0.2°C，60.0±0.1%RH）中监测镜片质量变化，并引入水动力学系数d这一关键参数来量化脱水行为。研究特别设计了三种实验条件：未配戴镜片（盐水浸泡）、配戴5分钟和配戴2小时后立即检测，共涉及11只Etafilcon A和8只Kalifilcon A未配戴镜片，以及各28只配戴镜片（分左右眼统计）。

3. 结果

3.1. 脱水动力学曲线特征

研究发现配戴5分钟的镜片与未配戴镜片在脱水初期（约90秒内）呈现显著差异。如图1所示，配戴镜片在失去首毫克水分时表现出更陡峭的脱水斜率，表明其表面水分蒸发机制发生根本改变。

3.2. 水动力学系数d值变化

未配戴镜片的d值接近1（Etafilcon A: 0.97±0.10; Kalifilcon A: 1.00±0.01），符合聚合物限制性扩散特征。但配戴5分钟后，d值显著降低至0.73-0.78范围（p<0.01），表明水分扩散机制向Fickian自由扩散转变。配戴2小时后，约半数样本d值恢复至0.85-0.92，但仍低于未配戴状态。

3.3. 初始质量变化

配戴5分钟镜片的初始质量M₀较理论饱和质量M_EWC降低约10%（Etafilcon A从36.7mg降至33.5mg；Kalifilcon A从29.1mg降至26.6mg）。配戴2小时后部分镜片质量回升，但存在个体差异。

4. 讨论与结论

本研究首次揭示接触镜配戴初期即发生显著物性改变：泪液环境使镜片在5分钟内流失10%水分，同时水动力学系数d从1.0降至0.75左右。这种变化源于聚合物基质收缩能力减弱，可能与表面橡胶-玻璃转变有关——当镜片表面水分流失至特定临界点，材料从橡胶态转变为玻璃态，形成刚性"表皮"，从而削弱其限制水分蒸发的能力。

该发现具有重要临床意义：d系数可作为评估镜片在体 hydration 状态的敏感指标，为优化接触镜材料设计提供新方向。研究建议通过增强表面亲水性组分 segregation 或 grafting 来维持表面 hydration，同时需进一步探究泪液蛋白吸附层对水分传输的调控作用。

值得注意的是，配戴2小时后仅部分镜片出现 rehydration，提示个体泪液成分、眨眼频率等因素可能影响镜片-泪液系统 equilibrium 建立。这为个性化接触镜适配提供了新的理论基础，也为开发新一代智能保水材料指明了方向。