Impact of contact lenses on environment

Abstract

As lentes de contato (LC) são mais populares do que nunca e, com o aumento da prevalência da miopia e dos números de pessoas com presbiopia, espera-se que o número de utilizadores aumente. E, por questões de conveniência e de higiene, as lentes de contato descartáveis (LCD) tornam-se a primeira escolha, estando disponíveis para diferentes modalidades de uso. No entanto, estas podem ter um impacto ambiental adverso resultante da necessidade de descartar muitas lentes e as suas embalagens. Como não existem estudos que mostram se as LC têm impacto ambiental, este estudo tem como objetivo avaliar se os microrganismos conseguem degradar/deteriorar o material das LC. Foram selecionados seis fungos unicelulares (Pichia orientalis, P. fermentans, Candida humilis, C. intermedia, C. tropicalis e Wickerhamomyces anomalus), duas bactérias (Bacillus megaterium e Brucella melitensis) e três hifomicetes aquáticos (Articulospora tetracladia, Tricladium splendans e Varicosporium elodea) para incubar com os materiais de LC Nesofilcon A (Bausch & Lomb) e Senofilcon A (Johnson & Johnson) por um período desde 40 horas a 8 meses. O impacto da presença do material das LC no crescimento de leveduras, bactérias e hifomicetes aquáticos foi avaliado e os resultados indicaram que a sua presença não afetou significativamente o crescimento. Além disso, ao final do período de incubação com leveduras (40 h), o índice de refração das LC (IR) e o conteúdo em água (CA) não se alterou quando comparados com as lentes novas. A integridade da LC após as incubações com leveduras e bactérias permaneceu intacta, porém, após 8 meses na presença de hifomicetes aquáticos, as LC apresentaram roturas na sua superfície. Para avaliar o impacto da LC no meio ambiente, a LC foi colocada no solo e num extrato do solo e o IR e o CA também foram analisados após 1, 2, 4, 6 e 8 semanas. Os resultados indicaram que os valores de IR e CA não mudaram significativamente ao longo das semanas nas duas condições testadas. As análises aos materiais das LC com Microscopia de Força Atómica (AFM) e com Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier acoplada a um acessório de refletância total atenuada (FTIR-ATR) incubadas por 6 e 8 semanas nestas condições indicam que há um aumento na rugosidade das LC, no entanto, não há alterações na composição polimérica das lentes. Estas LC foram incubadas com bactérias e testadas quanto à sua resistência ao estiramento. Os resultados mostram que a percentagem de alongamento até quebra da LC Senofilcon A piorou em todas as condições, mas o mesmo não foi observado para LC Nesofilcon A. Concluiu-se que as LC não afetam o crescimento de leveduras, bactérias e hifomicetes aquáticos. Após inseridas durante 8 semanas no solo ou no extrato do solo não parecem degradar-se ou deteriorar-se significativamente. No entanto, a lente Senofilcon A, composta por Silicone-Hidrogel (SiHi), começou a apresentar um sinal de deterioração, o que sugere que esta LC pode contribuir para o aumento dos microplásticos no meio ambiente. Considerando que o número esperado de utilizadores de LC aumentará, particularmente as LCD diárias, as LC que terminarem nos rios ou nos aterros sanitários devem ser consideradas um problema ambiental.

Contact lenses (CL) are more popular than ever and with the increase in the prevalence of myopia and people with presbyopia, it is expected that the number of users will increase. The convenience and hygiene issues make disposable contact lenses (DCL) the first choice as they are available for different wearing modalities. However, they can have a high adverse environmental impact resulting from the need to discard many lenses and their packaging. Since there aren’t studies that show if CL have an environmental impact, this study aims to evaluate if microorganisms can degrade/deteriorate CL materials. Six unicellular fungi were selected (Pichia orientalis, P. fermentans, Candida humilis, C. intermedia, C. tropicalis, and Wickerhamomyces anomalus), two bacteria (Bacillus megaterium and Brucella melitensis), and three aquatic hyphomycetes (Articulospora tetracladia, Tricladium splendans, and Varicosporium elodea) to incubate with the Nesofilcon A (Bausch&Lomb) and Senofilcon A (Johnson&Johnson) CL for a period from 40 hours to 8 months. The impact of the presence of the CL material on yeast, bacteria and aquatic hyphomycete growth was evaluated and results indicated that their presence didn’t significantly affect their growth. Also, at the end of the incubation with yeast (40 h), the CL refractive index (RI) and water content (WC) didn’tt change when compared with the new lens. The CL integrity after the incubations with yeast and bacteria remains intact, however, after 8 months in the presence of aquatic hyphomycetes, the CL presented breaks at their surface. To evaluate the impact of CL on the environment, CL were placed in soil and in a soil extract and RI and WC were analyzed after 1, 2, 4, 6 and 8 weeks. Results indicated that the RI and WC values didn’t change significantly over the weeks in both conditions tested. Analyzes of CL materials with Atomic Force Microscopy (AFM) and Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) incubated for 6 and 8 weeks in those conditions indicate that there is an increase in CL roughness, however, there are no changes in the polymeric composition of the CL. These CL and CL incubated with bacteria were tested for their resistance to stretch and the results show that there is an impairment of Senofilcon A in all conditions but the same was not observed for Nesofilcon A. We concluded that CL do not affect yeast, bacteria and aquatic hyphomycetes growth. After inserted during 8 weeks in soil or soil extract doesn’t seem to significantly degrade or deteriorate CL. However, Senofilcon A CL, composed of silicone-Hydrogel (SiHy), began to present a sign of deterioration, which suggests that this monthly DCL may contribute to the enhancement of microplastics in the environment. Considering that the expected number of CL users will increase, particularly the daily DCL, CL ending in the rivers or in the land field should be considered an environmental problem.