Tausta

piilolinssi on laite, jota käytetään silmässä näön korjaamiseksi, vaikka jotkut käyttävät värillistä piilolinssiä silmän värin parantamiseksi tai muuttamiseksi. Ohut muovilinssi leijuu kyynelkalvolla suoraan sarveiskalvon päälle. Joissakin silmäsairauden muodoissa piilolinssit korjaavat näkökykyä paremmin kuin tavalliset silmälasit. Monet suosivat piilolinssejä silmälasien sijaan kosmeettisista syistä, ja aktiiviset urheiluharrastajat suosivat piilolinssejä sen heille antaman vapauden vuoksi. Linssejä on periaatteessa kolmenlaisia: pehmeitä, kovia ja kaasua läpäiseviä. Pehmeät piilolinssit ovat yleensä mukavampia käyttää, mutta ne myös repeytyvät helpommin kuin kovat piilolinssit. Kovilla linsseillä on myös tapana ”poksahtaa”useammin. Kaasua läpäisevät linssit ovat kompromissi kovan ja pehmeän välillä, mikä mahdollistaa kovien linssien paremman mukavuuden, mutta vähemmän repimisen kuin pehmeiden linssien. Kontakteja käytetään yleensä päivällä ja otetaan joka ilta ulos siivousta varten. Pidennettyjen linssien avulla käyttäjä voi poistua piilolinsseihinsä pidemmäksi aikaa, vaikka nukkuisi. Viime aikoina yhden päivän piilolinssit ovat kasvattaneet suosiotaan linssien käyttäjien keskuudessa. Nämä kontaktit ovat kuluneet vain yhden päivän ja heitetään pois, poistaa hässäkkä puhdistaa niitä joka ilta.

historia

ensimmäisen piilolinssin teki saksalainen fysiologi Adolf Fick vuonna 1887. Fickin linssi oli valmistettu lasista ja se oli niin sanottu kovakalvon linssi, koska se peitti kovakalvon eli silmän valkoisen osan. Vuoteen 1912 mennessä toinen optikko, Carl Zeiss, oli kehittänyt lasisen sarveiskalvon linssin, joka sopi sarveiskalvon päälle. Kaksi tiedemiestä, Obrig ja Muller, esittelivät muovisen kovakalvon linssin vuonna 1938. Se oli tehty materiaalista, joka tunnetaan yleisesti Pleksilasina. Koska se oli lasia kevyempi, pleksilasin linssi oli helpompi käyttää. Ensimmäisen muovisen sarveiskalvolinssin valmisti Kevin Touhy vuonna 1948.

sopiakseen näihin varhaisiin linsseihin potilaan silmämunasta tehtiin vaikutelma, ja linssi muodostettiin syntyneeseen muottiin. Tämä menettely oli epäilemättä epämiellyttävä, ja linssit itsessään olivat usein ongelmallisia käyttää. Kovakalvon linssit riisti silmän happea, ja monet näistä aiemmin linssit lipsahti pois paikaltaan tai poksahti ulos silmästä, ja oli usein, kumma kyllä, vaikea poistaa. Touhyn ensimmäisen sarveiskalvon linssin halkaisija oli 10,5 millimetriä, ja vuonna 1954 Touhy pienensi halkaisijaa edelleen 9,5 millimetriin, mikä paransi kulumista. Näihin aikoihin Bausch & Lomb-yhtiö kehitti sarveiskalvoa mittaavan keratometrin, joka poisti silmämunan vaikutelmien tarpeen.

ensimmäiset onnistuneet pehmeät piilolinssit kehittivät kemistit Tšekkoslovakiassa. Vuonna 1952 Prahan teknillisen yliopiston Muoviosaston professorit asettivat tehtäväkseen suunnitella uuden materiaalin, joka oli optimaalisesti yhteensopiva elävän kudoksen kanssa. He eivät ryhtyneet luomaan piilolinssejä, mutta vuoteen 1954 mennessä tšekkiläinen tutkijaryhmä oli keksinyt niin sanotun ”hydrofiilisen” geelin, joka oli silmäproteeseihin soveltuva polymeerimuovi. Tutkijat huomasivat heti uuden

muovin potentiaalin korjaavana linssinä, ja he alkoivat tehdä kokeita eläimillä. Optiikan alan kollegat kohtasivat nämä pyrkimykset halveksivasti, mutta yksi tutkijoista, Otto Wichterle, oli lannistumaton ja alkoi hioa pehmeitä piilolinssejä keittiössään. Wichterle valmisti vaimonsa kanssa kodistaan 5 500 paria piilolinssejä testattavaksi vuonna 1961, ja niiden menestys sai lopulta laajemman tiedeyhteisön huomion. Yhdysvaltalainen Bausch & Lomb lisensoi teknologian ja lanseerasi Softleninsä vuonna 1971. Pelkästään tuona ensimmäisenä vuonna yritys myi noin 100 000 paria, ja pehmeät piilolinssit ovat siitä lähtien miellyttäneet suurta yleisöä.

raaka-aineet

piilolinssien raaka-aine on muovipolymeeri. (Polymeeri on materiaalien sekoitus, joka on luotu liittämällä toisiinsa eri kemiallisten aineiden molekyylejä.) Kovat piilolinssit on valmistettu jostakin polymetyylimetakrylaatin (PMMA) muunnoksesta. Pehmeät piilolinssit on valmistettu polymeeristä, kuten polyhydroksietyylimetakrylaatista (pHEMA), jolla on hydrofiilisiä ominaisuuksia, eli se voi imeä vettä ja silti säilyttää muotonsa ja näkötoimintonsa. Objektiivien valmistajat päivittävät linssimateriaalin tiedettä jatkuvasti, ja minkä tahansa piilolinssin ominaismateriaali voi vaihdella valmistajasta riippuen.

valmistusprosessi

piilolinssejä voidaan valmistaa leikkaamalla aihio sorvilla tai valamalla. Linssin muotoiluun kuuluu muovin muokkaaminen määritetyiksi kaarevuuksiksi. Linssin pääkäyriä nimitetään keskimmäiseksi etukäyräksi (CAC) ja keskimmäiseksi takakäyräksi (CPC). CAC tarkoittaa linssin ulospäin suuntautuvan sivun kokonaiskäyrää. Tämä ulkokäyrä tuottaa oikean taittomuutoksen, joka sopii potilaan visuaalisiin tarpeisiin. CPC on linssin kovera sisäsivu. Tämä vastaa potilaan silmän mittauksia. Yleensä nämä kaksi käyrää muodostetaan ensin, ja linssiä kutsutaan sitten puolivalmiiksi. Linssi katsotaan valmiiksi, kun reuna-ja välikäyrät muodostetaan ja reuna muotoillaan.

muovausmenetelmä

• 1 linssin muovaus voidaan suorittaa useilla eri tavoilla. Ensimmäisen kerran Prahassa kehitetyt linssit olivat spin-valettuja. Avoimiin pyöriviin muotteihin kaadettiin kolme erilaista nestettä. Linssin ulkokaarre muotoutui muotin avulla, ja sisäkaarre muodostettiin muotin Pyörimisnopeuden mukaan. Pyörivän muotin keskipakoisvoima johti nesteiden polymeroitumiseen niin, että molekyyliketjut yhdistyivät muodostaen tarvittavan hydrofiilisen muovin. Luotettavampi massatuotanto
  

  menetelmä on ruiskuvalu. Ruiskuvalussa sula muovi ruiskutetaan muottiin paineen alaisena. Sitten linssi poistetaan muotista ja jäähdytetään. Tämän jälkeen linssi viimeistellään sorvilla. Linssejä on myös mahdollista valmistaa kokonaan muottaamalla, eli ne eivät tarvitse sorvileikkausta. Tämä on viimeaikainen kehitys, joka on tehty mahdolliseksi pitkälle automatisoidulla, tietokoneohjatulla muottituotannolla.

Sorviprosessi

• 2 linssin alkumuovaus voidaan tehdä myös leikkaamalla sorvilla. Ensin tehdään tyhjä. Aihio on ympyrä, joka on vain hieman suurempi kuin valmiin linssin koko. Tämä voidaan leikata muovitangosta tai leimata muovilevystä. Seuraavaksi aihio kiinnitetään teräspainikkeeseen, jossa on pisara sulaa vahaa. Tämän jälkeen nappi keskitetään sorviin, joka alkaa pyöriä suurella nopeudella. Leikkuri, joka voi olla timantti tai laser, tekee aihioon koveria viiltoja CPC: n muodostamiseksi. Sorvin osoittimet mittaavat viiltojen syvyyttä linssin käyttäjän ohjaamiseksi.

  tyhjää pitelevä nappi siirretään seuraavaksi lappauskoneeseen. Lappauskone pitää aihiota vasten lapperia, joka on pyörivä levy, joka on päällystetty hankaavalla yhdisteellä. Lapperin muoto vastaa linssin CPC: tä. Lappauskone pyörittää tyhjää yhteen suuntaan ja lappaaja toiseen. Se myös liikuttaa tyhjää pienessä kahdeksikon liikkeessä. Hankaus kiillottaa linssin pintaa.

  kiillotettu linssi on sitten asennettu teräsakseliin, jota kutsutaan arboriksi. Arborin pää on hiottu vastaamaan CPC: tä, joten linssi mahtuu akselille. Arbor asennetaan sorviin, ja käyttäjä tekee kuperia leikkauksia linssiin muodostaen toisen suuren käyrän, CAC: n. Nyt linssin tämä puoli on kiillotettu, ja lapperia muokataan kuperaan sakkiin sopivaksi. Kun tämä toinen puoli objektiivista on kiillotettu, Objektiivi katsotaan puolivalmiiksi.

viimeistely

• 3 piilolinssi vaatii vielä useita käyriä hiottavaksi ennen kuin linssi mahtuu tarkalleen potilaan silmään. Lopullisia käyriä ovat perifeeriset etu-ja takakäyrät sekä Väli-ja takakäyrät, jotka säätelevät reunaa lähimmän ja seuraavaksi lähimmän linssin muotoa. Linssi asennetaan tarhaan uudelleen imulla tai kaksipuolisella teipillä. Lehtimaja asennetaan sorviin tai hiomakoneeseen. Nämä matalammat viillot voidaan jauhaa emery-paperilla tai leikata partakoneen terällä. Linssin halkaisija voidaan myös leikata tällä kertaa.

laadunvalvonta

• 4 laadunvalvonta on erittäin tärkeää piilolinsseille, koska ne ovat lääkinnällisiä laitteita ja niiden pitää olla mittatilaustyönä sovitettuja. Linssit tarkastetaan jokaisen valmistusprosessin vaiheen jälkeen. Linssit tutkitaan suurennuksella poikkeamien varalta. Niitä mitataan myös varjodiagrammin avulla. Objektiivin suurennettu varjo valetaan valkokankaalle, johon on painettu kuvaaja halkaisijan ja kaarevuuden mittaamista varten. Mahdolliset virheet linssin muodossa näkyvät varjossa. Tämä prosessi voidaan suorittaa automaattisesti tietokoneella.

Pakkaus

• 5 kun linssi on läpäissyt tarkastuksen, se steriloidaan. Linssejä keitetään veden ja suolan seoksessa useita tunteja mykiön pehmentämiseksi. Seuraavaksi linssi pakataan. Linssien standardipakkaus on lasinen injektiopullo, joka on täytetty suolaliuoksella ja suljettu kumilla tai metallilla. Pehmeiden piilolinssien hydrofiilinen materiaali imee suolaliuosta, joka muistuttaa ihmisen kyyneleitä, ja muuttuu pehmeäksi ja taipuisaksi. Tässä tilassa linssit ovat käyttövalmiita.

tulevaisuus

piilolinssien materiaalia tutkitaan paljon. Tutkijat tutkivat erilaisia kemiallisia reseptejä, jotka saattavat antaa muoville haluttavampia ominaisuuksia. Yksi tällä hetkellä tutkituista polymeereistä on pii-happiyhdiste nimeltä siloksaani. Siloksaani muodostaa ohuen, joustavan kalvon ja päästää hapen läpi silmään 25 kertaa paremmin kuin nykyiset tavalliset pehmeät linssit. Yhdisteellä on kuitenkin haittansa: siloksaani ei kastu helposti ja se houkuttelee lipidejä (rasvoja) pinnalleen aiheuttaen sen samentumisen. Tutkijat ovat löytäneet keinon lisätä siloksaaniyhdisteeseen jauhomolekyylejä, jolloin aine vastustaa lipidejä. Sitten ne kiinnittävät kemiallisesti kostutusaineen, joka muuttaa molekyylimuotoaan keittosuolaliuoksessa keitettäessä, jotta materiaali voi imeä vettä perinteisen pehmeän linssin tavoin. Tämä materiaali voi lopulta johtaa laajennettu kulumista kontakteja, jotka voivat olla kuluneet viikkoja kerrallaan.

tutkijat tutkivat myös uusia polymeerejä, joita voidaan käyttää kovakalvon linsseissä. Useimmille ihmisille comeal-linssit ovat normi, mutta suuret kovakalvon linssit ovat hyödyllisiä potilaille, joilla on vakavasti vaurioitunut sarveiskalvo. Silmäongelmasta riippuen jotkut potilaat eivät saa näköä takaisin ilman sarveiskalvon siirtoa, mutta kovakalvon linssit voivat auttaa potilaita välttämään silmäleikkauksen. Kovakalvon linssit levätä valkoinen osa silmän ja muodostavat holvi yli sarveiskalvon. Tämä sarveiskalvon yläpuolella oleva tila on täynnä keinotekoisia kyyneleitä,jotka tasoittavat sarveiskalvon vaurioituneen pinnan. Aiemmin skleraalilinssit ovat olleet epämukavia, koska ne eivät salli tarpeeksi happea silmälle, mutta uusien materiaalien tutkimuksissa keskitytään enemmän happea läpäiseviin linsseihin.

happea läpäisevien linssien materiaalia on kokeiltu myös Avaruussukkula Endeavourissa. Kokeen suunnittelijat uskovat, että mikrogravitaatio-olosuhteet edistäisivät linssimateriaalia, joka hylkii roskia paremmin ja käsittelee happea tehokkaammin kuin perinteisissä laboratorioissa valmistetut polymeerit. Jos se on kaupallisesti mahdollista, voidaan avaruudessa valmistaa uuden sukupolven piilolinssejä.