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Zusammenfassung:
Das Phänomen Glistening in Intraokularlinsen wurde erstmals vor 40 Jahren[1] dokumentiert und als verminderte optische Qualität beobachtet. Nach aktuellem Stand wird das Glistening auf das Vorkommen von Wasser in hydrophoben Intraokularlinsen (IOLs) zurückgeführt. An den Grenzflächen der gebildeten Mikrovakuolen (MVs) treten Streuungseffekte des Lichts auf, wodurch das Material trüb erscheinen kann.[2] Allerdings bleiben bis heute Fragen zum Mechanismus der Bildung offen. Um den Glistening-Effekt zu verhindern und somit die Lebensdauer der Optiken zu verlängern, werden in aktuellen Verfahren hydrophile Polymerkomponenten der Synthese beigemischt. Bei diesem Ansatz besteht jedoch das Problem, dass das Material einen höheren Quellungsgrad im Wasser besitzt, welches in einem niedrigen Brechungsindex des Materials resultiert. In dieser Arbeit wird die Bildung des Glistenings systematisch untersucht, wobei zwei zusammenhängende Einflussfaktoren durch etablierte in-vitro Glistening-Tests in Kombination mit einem speziell entworfenen Messsystem identifiziert werden. Letzteres ermöglicht im Gegensatz zur bisherigen Forschung eine dreidimensionale Lokalisierung der Glistening-Bildungsstellen und die Quantifizierung der Mikrovakuolen (MVs/mm³) unabhängig von Probengeometrie und -dicke. Die hohe Auflösung des Messsystems ist in der Lage, Partikel bzw. Vakuolen bis zu einem Durchmesser von 1,5 µm zu detektieren. Zusätzlich wird eine zeitliche Analyse durchgeführt, die eine detaillierte Beobachtung der Mikrovakuolenbildung ermöglicht. Zunächst konnten Schwachstellen im Material als Bildungsort identifiziert werden, die durch Verunreinigungen wie feste Partikel, Staub, Lösungsmittelrückstände und eingeschlossene Gase verursacht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Einführung zusätzlicher Schritte im Syntheseprozess - Filtration und Homogenisierung der Monomer-mischungen sowie intensive Trocknungsprozesse der Polymere - Verunreinigungen im Endmaterial verhindern. Anschließend ermöglicht die Anwendung des Messaufbaus auf die angepasste Probenpräparation eine eingehende Materialauswertung des Glistenings, die ausschließlich auf die Polymerzusammensetzung zurückzuführen ist. Auf dieser Grundlage basierend, wurde eine Verringerung der Mikrovakuolendichte mit zunehmendem Vernetzungs-grad in den hydrophoben Acrylsystemen Ethylenglykolphenyletheracrylat (EGPEA) und Ethylenglykolphenylethermethacrylat (EGPEMA) festgestellt. Durch die Verwendung von fünf verschiedenen Quervernetzern wurde ein innovativer Ansatz durch die Kombination aus einem kurzkettigen Comonomer und einem Quervernetzer mit hohem Anteil und kurzer Spacer-einheiten zur Verhinderung von Glistening entwickelt, der zu vollständig Glistening-freien und vakuolenfreien Materialien führte. Die optischen und mechanischen Polymer-eigenschaften werden dabei über die Wahl der molekularen Strukturen des Quervernetzers reguliert. Die Methode zur Gewinnung von Glistening-freien Polymeren mittels Quervernetzern ist auch bei gleichbleibendem Vernetzungsgrad erfolgreich, wenn zusätzliche Copolymere zur Absenkung der Glasübergangstemperatur eingesetzt werden. Diese Copolymere sind notwendig, um die Härte an die geforderten Eigenschaften für den ophthalmologischen Einsatz anzupassen. Die Verwendung von kurzkettigen aliphatischen Acrylmonomeren wie n Butylacrylat hat sich als besonders effektiv erwiesen. Somit konnten hochbrechende, rein hydrophobe, Glistening-freie IOL-Materialien gewonnen werden, die mit den gewünschten optischen und mechanischen Anforderungen angefertigt werden können.

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