Plexiglas® y sus parientes las lentes de contacto

20 de Febrero de 2015

En este mi primer post para ADCMurcia, la historia arranca en mis años de chaval asilvestrado en un barrio de la alegre y combativa (definición abertzale) localidad de Hernani, a ocho kilómetros del marco incomparable de Donosti pero bastante más fea. Fueron en esos años sesenta del pasado siglo en los que en Hernani se produjo el primer mestizaje importante que ha conocido esa villa.

plexiglas

Plexiglas®

Gracias a su apogeo industrial de la mano de papeleras, fábricas de curtidos, máquina/herramienta y un largo etcétera, se alentó la llegada de emigrantes de regiones del Sur de España (Extremadura y Andalucía, fundamentalmente). Ello supuso un cambio de costumbres y de fisonomía local, muy parecida (aunque a otra escala) a la que ahora estamos experimentando con la llegada de emigrantes europeos, suramericanos y árabes. De aquella época conservo recuerdos impactantes e imborrables, ligados sobre todo al contraste de culturas y niveles de vida.

Pero uno de ellos, aparentemente insustancial en el contexto mencionado, es la imagen de los tendederos de ropa en ventanas y balcones, protegidos en días de pronóstico de tiempo incierto (habitual por estos lares) por unos irregularmente cortados trozos de plástico que, a pesar de su presencia poco gratificante y su dificultad para ser doblados, la gente conservaba como oro en paño. No sólo para esos menesteres sino para otros igualmente importantes como, por ejemplo, el conseguir que cunas y camas no se mojaran con incontinencias infantiles o seniles.

Metacrilato de metilo

La gente nos referíamos a esos trozos de plástico usando el término plexiglas®, un nombre extraño que, estoy seguro, nadie sabía su origen pero que, en realidad, provenía de la marca registrada por la firma alemana Röhm & Haas para un material polimérico (plástico) que hoy es muy habitual y que conocemos con el nombre de poli (metacrilato de metilo) o metacrilato a secas. El poli(metacrilato de metilo), para el que también usamos el acrónimo PMMA, es un material plástico que se obtiene a partir de su monómero o materia prima, un líquido incoloro, de olor intenso y penetrante que puede irritar ojos y pulmones y que se denomina metacrilato de metilo (sin el poli- por delante).

Cuando en virtud de una reacción química, denominada reacción de polimerización, muchas moléculas de metacrilato de metilo se unen en largas cadenas de cientos o miles de unidades, obtenemos un material sólido que es el PMMA y que, bien purificado, no tiene por que oler a nada ni incordiar la salud de nadie. Es un sólido que se vuelve blandito por encima de 110ºC y que puede meterse en moldes para fabricar objetos de lo más variados, como las mamparas de seguridad de muchas oficinas bancarias, muebles que parecen ser de vidrio pero que no lo son, o las carcasas de los faros de los coches o de los tradicionales bolígrafos BIC. Pero también se puede usar ese material para obtener filmes u hojas delgadas que, en virtud de su pequeño espesor, son flexibles y pueden plegarse sobre si mismas.

Ese era nuestro plexiglas®, aunque para Röhm & Haas todo el PMMA que vendía en aquella época para cualquier uso respondía a ese mismo nombre comercial. Y de hecho, en aquella época, con muy pocos plásticos en el mercado, Plexiglas® era un término para denominar a las cosas de plástico. Pero ya se sabe que, a veces, la gente identifica nombres comerciales con funcionalidades de un objeto. En muchas zonas de Burgos al betún para el calzado le han llamado Serbus, nombre comercial del primer betún que llegó a esos lares. Y en Canarias, se puede pedir en los restaurantes agua embotellada diciendo Firgas, la alternativa durante muchos años al agua de grifo, claramente salobre, que nadie podía utilizar casi ni para limpiarse los dientes.

El PMMA o plexiglas® es también un importante actor en la historia de las lentes de contacto. Aunque hay quien dice (ver Wikipedia) que la idea de las lentes de contacto como correctoras de problemas de visión anda rondando la cabeza de los humanos desde los tiempos del inconmensurable Leonardo da Vinci, lo cierto es que la historia real de las lentes de contacto, tal y como ahora las conocemos, sólo arranca de verdad cuando los materiales poliméricos aparecen en escena a partir de los años 30 del pasado siglo. Un optometrista neoyorquino, William Feinbloom fue el primero en introducir lo que hoy se denominan lentes rígidas. Construidas con nuestro amigo el plexiglas, tenían el problema de no permitir que el oxígeno del aire llegara a la parte del ojo cubierta por la lente, lo que provocaba varios efectos poco deseables. YA bastantes años después se propusieron nuevos tipos de materiales para producir lentes rígidas con mayor capacidad de dejar pasar el oxígeno a través de ellas. Son las llamadas lentes RPG (Rigid Permeable Gas Lenses). Entre los materiales que se utilizaron hay varios polímeros de la familia de los metacrilatos pero la verdadera revolución vino, algo antes, de la mano de otro pariente próximo del PMMA.

Wichterle

Otto Wichterle

Las llamadas lentes blandas solo fueron posibles al advenimiento de otro polímero conocido como poli (hidroxietil metacrilato) (PHEMA), cuyo parentesco con el plexiglas® o PMMA es evidente con solo considerar el nombre. Este material fue propuesto en los primeros años sesenta para esa aplicación, entre otras posibles, por un grupo de químicos checos liderados por Otto Wichterle, del Instituto de Química Macromolecular de la Academia Checoslovaca de Ciencias en Praga.

En realidad, estos químicos sintetizaban cadenas de ese polímero, cadenas que se unían entre si de forma somera usando otros reactivos, haciendo así que, en lugar de estar sueltas, formaran una especie de redes. En contacto con agua, esas redes absorbían hasta un 40% de ella pero sin llegar a disolverse, debido a la presencia de las uniones entre cadenas antes mencionadas. Son materiales que, de forma genérica, se llaman hidrogeles y que son fundamentales en otras aplicaciones, la más importante de las cuales es su empleo en materiales absorbentes de flujos humanos como pañales y compresas.

Ya en 1960, Wichterle y Lim habían publicado un artículo en Nature en el que detallaban las ventajas del empleo de esos geles hidrofílicos para usos biológicos. Para conseguirlos había que generar materiales adecuados para que su estructura permitiera retener, de forma permanente, una determinada cantidad de agua. Debían ser, además, materiales inertes frente a procesos biológicos normales, incluyendo la resistencia a la degradación del polímero ante las reacciones desfavorables del organismo y, finalmente, debía ser permeable a las sustancias habituales en él (gases como el oxígeno y disoluciones salinas, fundamentalmente).

Para proseguir sus investigaciones en torno a las potencialidades de esos materiales, Wichterle tuvo que enfrentarse con el Instituto en el que trabajaba y, en lo tocante a su empleo como sustitutivo de las tradicionales gafas, con el escepticismo del colectivo de los ópticos. Aún y así, el poli (hidroxietil metacrilato) (PHEMA) fue patentado en 1963. Los primeros ensayos para su empleo en lentes de contacto fueron limitados y los resultados, decepcionantes.  Aunque su aplicación era  bastante cómoda, conseguir una visión satisfactoria era bastante complicado ya que, debido a su consistencia blanda, perdían a menudo su forma original y distorsionaban la imagen.

contactlense

Lente de contacto

En Harrisburg, Pasadena, USA, otro emprendedor optometrista (debe ser inherente a la profesión) de nombre Robert J. Morrison se percató del potencial de este nuevo material y viajó a Checoslovaquia, donde compró al gobierno checo los derechos de fabricación de lentes de PHEMA según la técnica de Wichterle por unos 330.000 dólares estadounidenses. El pobre Wichterle no se enteró de la fiesta, así andaban las cosas tras el telón de acero aquellos años. Aunque Morrison trató de encontrar un fabricante/desarrollador del producto de forma inmediata sus esfuerzos fueron vanos y, al final, optó por hacer caja, como decimos los viciosos de la Bolsa.

Dos abogados de patentes, Martin Pollack y Jerome Feldman, propietarios de la empresa National Patent Development Corp. (NPD), que sabían sobre lentes de contacto lo mismo que yo sobre cinematografía búlgara, se dieron cuenta, sin embargo, del potencial de este producto y compraron a Morrison los derechos sobre el mismo por un millón de dólares. Los  abogados de patentes tampoco hicieron un mal negocio y tras intentar que varias empresas importantes de óptica se interesaran por este tipo de lentes, consiguieron por fin que Bausch & Lomb adquiriera en 1967 la patente por tres millones de dólares.

A Pollack, uno de los abogados, le siguió sin embargo picando la curiosidad por el tema y fundó, años después, American Hydron, hoy Biomedics, una referencia en el campo de las lentes de contacto. Así que, hoy en día, el primo del PMMA anda bien implantado en estas cuestiones, dando pingües beneficios a sus dueños día a día. Aunque desde 1999 se tiene que enfrentar a la competencia de lentes blandas a base de hidrogeles de silicona. Pero estos ya no son parientes de nuestro querido plexiglas®.

Yanko Iruin @elbuhodelblog es Catedrático de Química Física de la UPV/EHU. Ha investigado en polímeros desde 1976. Es bloguero desde 2006 como forma de combatir la Quimiofobia. Tienes todo su material en El Blog del Búho

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Comentarios

  1. Idoia Urruti. dijo: 23 de Febrero de 2015

    ¡Genial, Yanko!
    Una pregunta. Allá por los últimos 70 a esta servidora le pusieron unas lentes blandas que, con los años, y probablemente, debido al pésimo mantenimiento al que las sometí, me acabaron causando unas úlceras. Mi óptico de entonces decía que era una úlcera debida a la silicona.
    ¿Alguien sabe de qué va eso de las úlceras? Me imagino que eso habrá cambiado mucho. De hecho, como lo de las lentillas duras. Si yo os contara…

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