114年:隱眼概要

對於軟式隱形眼鏡材質而言,下列敘述何者正確?

A通常折射率與含水量成正比
B高彈性係數(modulus of elasticity )的材質抵抗鏡片形變的能力較高
C親水性佳的材質有較高的DK值,且較不易有沉積物
D根據FDA的分類,第三類及第四類建議不要使用熱消毒法

詳細解析

本題觀念:

軟式隱形眼鏡材質特性——折射率、彈性模數、親水性與 FDA 分類及消毒方式

選項分析

(A) 通常折射率與含水量成正比 → 錯誤。折射率(refractive index)與含水量呈反比關係,而非正比。水的折射率約 1.333,遠低於大多數聚合物材質(約 1.45–1.55)。含水量越高,鏡片中水分佔比越大,有效折射率越低。例如:含水量 38% 的鏡片折射率約 1.552,含水量 77% 的鏡片折射率約 1.372。

(B) 高彈性係數(modulus of elasticity)的材質抵抗鏡片形變的能力較高 → 正確。彈性模數(modulus of elasticity)是材料抵抗形變(deformation)的能力指標,數值越高表示材質越硬、越不易變形,抵抗形變能力越強。例如矽水膠(silicone hydrogel)鏡片的彈性模數(約 0.3–1.5 MPa)通常高於傳統水膠(hydrogel,約 0.2–0.5 MPa),因而更能維持鏡片形狀。

(C) 親水性佳的材質有較高的 Dk 值,且較不易有沉積物 → 錯誤。高 Dk 值(高透氧率)主要是矽水膠(silicone hydrogel)材質的特性,而矽水膠的親水性相對較差(矽氧烷基團本身疏水)。另外,親水性佳(尤其是帶負電荷的離子型高含水量材質,如 FDA Group 4)更容易吸附淚液中帶正電荷的蛋白質(如溶菌酶 lysozyme),反而較易產生沉積物。因此「親水性佳 → 不易有沉積物」的說法不正確。

(D) 根據 FDA 的分類,第三類及第四類建議不要使用熱消毒法 → 錯誤。根據 FDA 分類:

  • Group 1:低含水、非離子(nonionic, low water)
  • Group 2:高含水、非離子(nonionic, high water)
  • Group 3:低含水、離子(ionic, low water)
  • Group 4:高含水、離子(ionic, high water)

建議避免使用熱消毒法的是 Group 2 和 Group 4(高含水量鏡片),因為熱消毒容易使高含水材質變性或加速蛋白質沉積,而非 Group 3 和 Group 4。Group 3(低含水離子型)對熱消毒的限制性沒有 Group 2/4 那麼明確。

答案解析

正確答案為 (B)

彈性模數(modulus of elasticity)是描述材料剛性(stiffness)的重要參數:

E=σε=應力(stress)應變(strain)E = \frac{\sigma}{\varepsilon} = \frac{\text{應力(stress)}}{\text{應變(strain)}}

  • 彈性模數 → 材質較硬、抵抗形變能力強 → 鏡片形狀較穩定,易於操作,但與眼瞼摩擦產生的機械力也較大
  • 彈性模數 → 材質較軟、鏡片較易因淚液壓力或眼瞼移動而形變

選項 B 的陳述完全符合材料科學基本定義,是本題唯一正確的陳述。

核心知識點

特性關係說明
折射率 vs. 含水量反比含水量↑ → 折射率↓(水 n≈1.333 < 聚合物)
彈性模數 vs. 抗形變正比模數↑ → 抗形變能力↑
親水性 vs. Dk無直接正比高 Dk 來自矽氧烷(疏水性),非親水性
親水性(離子型)vs. 沉積物離子型 → 較易沉積蛋白質Group 4 沉積最嚴重
熱消毒禁忌Group 2 & 4(高含水量)非 Group 3 & 4

參考資料

  1. Contact Lens Materials: A Materials Science Perspective - PMC
  2. Refractive index and equilibrium water content of conventional and silicone hydrogel contact lenses - ResearchGate
  3. HYDROGEL LENS MATERIALS - UMSL