Контактная линза

<час />

Фон

Контактные линзы - это устройство, которое носят в глазу для коррекции зрения, хотя некоторые люди носят цветные контактные линзы, чтобы улучшить или изменить цвет их глаз. Тонкая пластиковая линза плавает на слое слезы прямо над роговицей. При некоторых формах глазных болезней контактные линзы улучшают зрение лучше, чем обычные очки. Многие люди предпочитают контактные линзы очкам по косметическим причинам, а любители активного спорта предпочитают контактные линзы из-за свободы, которую они предоставляют. Существует три основных типа линз:мягкие, жесткие и газопроницаемые. Мягкие контактные линзы обычно удобнее носить, но они также легче рвутся, чем жесткие контактные линзы. Жесткие линзы также имеют тенденцию «выскакивать» чаще. Газопроницаемые линзы представляют собой компромисс между жесткими и мягкими линзами, обеспечивая больший комфорт, чем жесткие линзы, но меньшую вероятность разрыва, чем мягкие линзы. Контакты обычно носят днем ​​и вынимают каждую ночь для чистки. Линзы длительного ношения позволяют пользователям оставлять свои контакты на более длительное время, даже когда они спят. В последнее время среди владельцев линз становятся все более популярными контактные линзы для ежедневного использования. Эти контакты носят только один день и выбрасывают, избавляя от необходимости чистить их каждую ночь.

История

Первая контактная линза была изготовлена ​​немецким физиологом Адольфом Фиком в 1887 году. Линза Фика была сделана из стекла и представляла собой так называемую склеральную линзу, поскольку она покрывала склеру, белую часть глаза. К 1912 году другой оптик, Carl Zeiss, разработал стеклянную роговичную линзу, которая надевалась поверх роговицы. Два ученых, Обриг и Мюллер, представили пластиковую склеральную линзу в 1938 году. Она была сделана из материала, широко известного как оргстекло. Поскольку линзы из оргстекла были легче стекла, их было легче носить. Первые пластиковые роговичные линзы были изготовлены Кевином Тухи в 1948 году.

Чтобы соответствовать этим ранним линзам, на глазном яблоке пациента был сделан слепок, и линза была сформирована по полученной форме. Эта процедура, несомненно, была неудобной, да и сами линзы часто было проблематично носить. Склеральные линзы лишали глаз кислорода, и многие из этих более ранних линз выскальзывали или выскакивали из глаза, и часто, как ни странно, их было трудно удалить. Первая роговичная линза Touhy имела диаметр 10,5 миллиметра, а в 1954 году Touhy уменьшил диаметр еще до 9,5 миллиметра, что повысило удобство ношения. Примерно в это же время компания Bausch &Lomb разработала кератометр, который измеряет роговицу и устраняет необходимость в слепках глазных яблок.

Первые успешные мягкие контактные линзы были разработаны химиками в Чехословакии. В 1952 году профессора кафедры пластмасс Технического университета в Праге поставили перед собой задачу разработать новый материал, который был бы оптимально совместим с живой тканью. Они не собирались создавать контактные линзы, но к 1954 году группа чешских ученых изобрела так называемый «гидрофильный» (из-за его сродства к воде) гель, полимерный пластик, который подходил для глазных имплантатов. Ученые сразу признали новый пластик как корректирующая линза, и они начали экспериментировать на животных. Эти усилия были встречены их коллегами в области оптики с презрением, но один из ученых, Отто Вихтерле, не испугался и начал совершенствовать мягкие контактные линзы на своей кухне. Вихтерле и его жена изготовили у себя дома 5500 пар контактных линз для тестирования в 1961 году, и их успех в конечном итоге привлек внимание более широкого научного сообщества. Американская фирма Bausch &Lomb лицензировала эту технологию и в 1971 году выпустила свои Softlens. Только за тот первый год компания продала около 100 000 пар, и с тех пор мягкие контактные линзы пользуются большой популярностью у публики.

Сырье

Сырьем для изготовления контактных линз является пластиковый полимер. (Полимер - это смесь материалов, созданная путем соединения молекул различных химических веществ.) Жесткие контактные линзы сделаны из некоторого варианта полиметилметакрилата (ПММА). Мягкие контактные линзы изготовлены из полимера, такого как поли-гидроксиэтилметакрилат (pHEMA), который обладает гидрофильными свойствами, то есть может впитывать воду и при этом сохранять свою форму и оптические функции. Наука о материалах линз постоянно обновляется производителями линз, и конкретный материал контактных линз может отличаться в зависимости от производителя.

Производственный
процесс

Контактные линзы могут быть изготовлены путем вырезания заготовки на токарном станке или путем формования. Формование линзы включает придание пластику определенной кривизны. Основные изгибы линзы называются центральным передним изгибом . (CAC) и центральная задняя кривая (CPC). CAC относится к общей кривой стороны линзы, которая обращена наружу. Этот внешний контур обеспечивает правильное изменение рефракции в соответствии с визуальными потребностями пациента. CPC - это вогнутая внутренняя сторона линзы. Это соответствует размерам глаза пациента. Обычно сначала формируются эти две кривые, а затем линза называется полуфабрикатом. Линза считается законченной, если сформированы периферийные и промежуточные изгибы, а также сформирована кромка.

Метод формования

• 1 Формовку линзы можно производить несколькими способами. Линзы, впервые разработанные в Праге, были отлиты методом центрифугирования. В открытые вращающиеся формы заливали три разные жидкости. Наружная кривизна линзы формировалась с помощью формы, а внутренняя кривизна формировалась в соответствии со скоростью вращения формы. Центробежная сила прядильной формы привела к полимеризации жидкостей, так что молекулярные цепи соединялись, образуя необходимый гидрофильный пластик. Более надежное серийное производство Метод - литье под давлением. При литье под давлением расплавленный пластик впрыскивается в форму под давлением. Затем линза вынимается из формы и охлаждается. Затем линза обрабатывается на токарном станке. Также возможно изготовление линз полностью путем формования, то есть они не нуждаются в резке на токарном станке. Это недавняя разработка, которая стала возможной благодаря высокоавтоматизированному производству пресс-форм с компьютерным управлением.

Токарный процесс

• 2 Первоначальную формовку линзы также можно выполнить на токарном станке. Сначала делается заготовка. Заготовка представляет собой круг лишь немногим больше размера готовой линзы. Его можно вырезать из пластикового стержня или штамповать из пластикового листа. Далее заготовка с каплей расплавленного воска крепится к стальной пуговице. Затем пуговица центрируется на токарном станке, который начинает вращаться с высокой скоростью. Режущий инструмент, который может быть алмазом . или лазер делает вогнутые надрезы в заготовке, чтобы сформировать CPC. Индикаторы на токарном станке измеряют глубину надрезов, чтобы направлять оператора линз.

  Затем кнопку, удерживающую заготовку, переносят на доводочную машину. Притирочный станок прижимает заготовку к притирке, которая представляет собой вращающийся диск, покрытый абразивным составом. Форма притирки соответствует CPC линзы. Притирочный станок раскручивает заготовку в одном направлении, а притирку - в другом. Он также перемещает бланк в виде маленькой восьмерки. Истирание полирует поверхность линзы.

  Затем полированная линза устанавливается на стальной вал, называемый оправкой. Конец оправки был отшлифован, чтобы соответствовать CPC, чтобы линза подходила к валу. Вал устанавливают в токарный станок, и оператор делает выпуклые надрезы в линзе, чтобы сформировать другую главную кривую - CAC. Теперь эта сторона линзы отполирована, и притирка изменена, чтобы соответствовать выпуклой CAC. Когда эта вторая сторона линзы полируется, линза считается полуфабрикатом.

Завершение

• 3 Чтобы контактная линза точно подошла к глазу пациента, необходимо отшлифовать еще несколько изгибов. Конечные кривые - это периферические передние и задние изгибы и промежуточные передние и задние изгибы, которые определяют форму ближайшего и ближайшего к краю линзы. Линза снова устанавливается на оправку с помощью присоски или двустороннего скотча. Вал устанавливается на токарный или шлифовальный станок. Эти более мелкие надрезы можно отшлифовать наждачной бумагой или разрезать бритвенным лезвием. В это время также можно уменьшить диаметр линзы.

Контроль качества

• 4 Контроль качества очень важен для контактных линз, поскольку они относятся к медицинскому оборудованию и должны соответствовать индивидуальным требованиям заказчика. Линзы проверяются после каждого этапа производственного процесса. Линзы исследуются под увеличением на предмет аномалий. Они также измеряются с помощью теневого графика. Увеличенная тень линзы отбрасывается на экран, на котором отпечатан график для измерения диаметра и кривизны. Любые ошибки в форме линзы видны в тени. Этот процесс может выполняться автоматически компьютером.

Упаковка

• 5 После прохождения проверки линза стерилизуется. Линзы кипятят в смеси воды и соли в течение нескольких часов для размягчения линз. Далее линзы упаковываются. Стандартная упаковка для линз - это стеклянный флакон, наполненный физиологическим раствором и закрытый резиновой или металлической пробкой. Гидрофильный материал мягких контактных линз впитывает физиологический раствор, который похож на человеческие слезы, и становится мягким и податливым. В таком состоянии линзы готовы к носке.

Будущее

Материал для контактных линз является предметом многочисленных исследований. Ученые исследуют различные химические рецепты, которые могут придать пластику более желательные характеристики. Один из полимеров, который в настоящее время исследуется, - это кремний-кислородное соединение, называемое силоксаном. Силоксан образует тонкую гибкую пленку и пропускает кислород в глаз в 25 раз лучше, чем современные стандартные мягкие линзы. Однако у этого соединения есть недостатки:силоксан плохо смачивается и притягивает липиды (жиры) к своей поверхности, заставляя ее помутнеть. Исследователи нашли способ добавить молекулы фтора к силоксановому соединению, заставляя материал сопротивляться липидам. Затем они химически присоединяют смачивающий агент, который меняет свою молекулярную форму при кипячении в физиологическом растворе, так что материал может впитывать воду, как традиционные мягкие линзы. Этот материал может в конечном итоге привести к длительному износу контактов, которые можно носить неделями.

Исследователи также изучают новые полимеры, которые можно использовать для склеральных линз. Для большинства людей роговичные линзы являются нормой, но большие склеральные линзы полезны для пациентов с сильно поврежденной роговицей. В зависимости от проблемы со зрением некоторые пациенты не могут восстановить зрение без трансплантации роговицы, но склеральные линзы могут помочь пациентам избежать операции на глазах. Склеральные линзы опираются на белую часть глаза и образуют свод над самой роговицей. Это пространство над роговицей заполнено искусственными слезами, которые служат для сглаживания поврежденной поверхности роговицы. В прошлом склеральные линзы были неудобными, потому что они не пропускали достаточное количество кислорода в глаз, но исследования новых материалов сосредоточены на линзах, более проницаемых для кислорода.

Материал для кислородопроницаемых линз был также испытан на космическом корабле Endeavour. Разработчики эксперимента полагают, что в условиях микрогравитации будет создан материал линз, который лучше отталкивает мусор и обрабатывает кислород более эффективно, чем полимеры, производимые в традиционных лабораториях. Если это коммерчески осуществимо, новое поколение контактных линз может быть произведено в космосе.