Háttér

A kontaktlencse egy olyan eszköz, kopott a szem helyes látás, bár néhány ember hord színes kontaktlencse, hogy fokozza vagy megváltozik a szeme színe. A vékony műanyag lencse közvetlenül a szaruhártya felett lebeg egy könnycseppen. A szembetegség bizonyos formái esetén a kontaktlencsék jobban korrigálják a látást, mint a hagyományos szemüveg. Sokan kozmetikai okokból inkább a kontaktlencséket részesítik előnyben a szemüveg helyett, az aktív sport szerelmesei pedig a kontaktlencsét részesítik előnyben az általuk biztosított szabadság miatt. Alapvetően háromféle lencse létezik: puha, kemény, gázáteresztő. A puha kontaktlencsék általában kényelmesebbek a kopáshoz, de könnyebben szakadnak, mint a kemény kontaktlencsék. A kemény lencsék is gyakrabban “felbukkannak”. A gázáteresztő lencsék kompromisszumot jelentenek a kemény és a puha lencsék között, így nagyobb kényelmet biztosítanak, mint a kemény lencsék, de kisebb az esély a könnyezésre, mint a lágy lencsék. Az érintkezőket általában a nap folyamán viselik, majd minden este eltávolítják a tisztításhoz. A kiterjesztett kopású lencsék lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy hosszabb ideig hagyják el kapcsolataikat, még akkor is, ha alszanak. A közelmúltban az egynapos kontaktlencsék egyre népszerűbbek a lencse viselői körében. Ezeket az érintkezőket csak egy napig viselik, majd eldobják, így minden este megtisztítják őket.

történelem

Az első kontaktlencsét Adolf Fick német fiziológus készítette 1887-ben. Fick lencséje üvegből készült, úgynevezett scleralis lencse volt, mert lefedte a sclera-t, a szem fehér részét. 1912-re egy másik optikus, Carl Zeiss kifejlesztett egy üveg szaruhártya lencsét, amely illeszkedik a szaruhártya fölé. Két tudós, Obrig és Muller 1938-ban mutatta be a műanyag scleralis lencsét. A plexiüveg néven ismert anyagból készült. Mivel könnyebb volt, mint az üveg, a plexi lencse könnyebben viselhető. Az első műanyag szaruhártya lencsét Kevin Touhy készítette 1948-ban.

ezeknek a korai lencséknek a beillesztéséhez benyomást keltettek a beteg szemgolyójáról, a lencse pedig a kapott penészben alakult ki. Ez az eljárás kétségtelenül kényelmetlen volt,maguk a lencsék gyakran problematikusak voltak. A scleralis lencsék megfosztották a szemet az oxigéntől, és ezek közül a korábbi lencsék közül sok kicsúszott a helyéről, vagy kiugrott a szemből, és gyakran, furcsa módon, nehéz volt eltávolítani. A Touhy első szaruhártya lencséje átmérője 10, 5 milliméter volt, 1954-ben a Touhy 9, 5 milliméterre csökkentette az átmérőt, ami jobb kopást eredményezett. Ebben az időben a Bausch & Lomb cég kifejlesztette a szaruhártyát mérő keratométert, és megszüntette a szemgolyó benyomásának szükségességét.

Az első sikeres lágy kontaktlencséket Csehszlovákiában a vegyészek fejlesztették ki. 1952-ben a prágai Műszaki Egyetem műanyag Tanszékének professzorai feladata volt egy olyan új anyag megtervezése, amely optimálisan kompatibilis az élő szövetekkel. Nem szándékoztak kontaktlencséket létrehozni, de 1954-re a cseh tudósok csapata feltalálta az úgynevezett “hidrofil” (a vízhez való affinitása miatt) gélt, egy polimer műanyagot, amely alkalmas volt a szemimplantátumokra. A tudósok azonnal felismerték az új

műanyag korrekciós lencseként való potenciálját, és állatokon kezdtek kísérletezni. Ezeket az erőfeszítéseket az optika területén dolgozó kollégáik megvetéssel fogadták, de az egyik tudós, Otto Wichterle nem volt hajlandó tökéletesíteni a puha kontaktlencséket a konyhájában. Wichterle és felesége 1961-ben 5500 pár kontaktlencsét készítettek otthonukból tesztelésre, sikerük végül a szélesebb tudományos közösség figyelmét is felkeltette. Az amerikai Bausch & Lomb licencelte a technológiát, és 1971-ben indította el a Softlenst. Csak az első évben a cég körülbelül 100 000 párot értékesített, a lágy kontaktlencsék pedig azóta nagy vonzerőt képviselnek a nyilvánosság számára.

nyersanyagok

a kontaktlencsék nyersanyaga műanyag polimer. (A polimer a különböző kémiai anyagok molekuláinak összekapcsolásával létrehozott anyagok keveréke.) A kemény kontaktlencsék a polimetil-metakrilát (PMMA) valamilyen változatából készülnek. A lágy kontaktlencsék olyan polimerből készülnek, mint a poli-hidroxi-etil-metakrilát (pHEMA), amely hidrofil tulajdonságokkal rendelkezik, vagyis felszívja a vizet, és megtartja alakját és optikai funkcióit. A lencse anyagának tudományát mindig frissítik az objektívgyártók, a kontaktlencsék speciális anyaga a gyártótól függően eltérő lehet.

A gyártási folyamat

kontaktlencsék előállíthatók egy üres eszterga vágásával vagy öntési eljárással. A lencse kialakítása magában foglalja a műanyag meghatározott görbületekké alakítását. A lencse fő görbéi a központi elülső görbe (CAC) és a központi hátsó görbe (CPC). A CAC a lencse oldalának teljes görbéjére utal, amely kifelé néz. Ez a külső kontúr a megfelelő fénytörési változást hozza létre, hogy illeszkedjen a beteg vizuális igényeihez. A CPC a lencse homorú belső oldala. Ez megfelel a beteg szemének méréseinek. Általában ez a két görbe először alakul ki, majd a lencsét félkésznek nevezik. A lencse akkor tekinthető befejezettnek, ha perifériás és közbenső görbék alakulnak ki, és az él alakú.

formázási módszer

• 1 A lencse formázása többféle módon is elvégezhető. Az első Prágában kifejlesztett lencsék spin-cast voltak. Három különböző folyadékot öntöttek nyitott forgó formákba. A lencse külső görbületét az öntőforma alakította ki, a belső görbület pedig a szerszám forgási sebességének megfelelően alakult ki. A forgó forma centrifugális ereje a folyadékok polimerizációjához vezetett, így a szükséges hidrofil műanyaghoz kapcsolódó molekuláris láncok. A megbízhatóbb tömegtermelés
  

  módszer a fröccsöntés. A fröccsöntés során az olvadt műanyagot nyomás alatt injektálják az öntőformába. Ezután a lencsét eltávolítják az öntőformából, majd lehűtik. A lencsét ezután esztergán készítik el. Az is lehetséges, hogy a lencséket teljesen formázással állítsuk elő, vagyis nincs szükségük eszterga vágásra. Ez egy újabb fejlesztés, amelyet rendkívül automatizált, számítógéppel vezérelt penészgyártás révén tettek lehetővé.

eszterga folyamat

• 2 a lencse kezdeti formázása esztergán történő vágással is elvégezhető. Először egy üres. Az üres kör csak kissé nagyobb, mint a kész lencse mérete. Ez lehet vágni egy műanyag rúd, vagy lepecsételt egy műanyag lap. Ezután az üreget egy acélgombhoz rögzítik egy csepp olvadt viasszal. A gomb ezután egy eszterga középpontjába kerül, amely nagy sebességgel forog. A vágószerszám, amely lehet gyémánt vagy lézer, homorú vágásokat végez az üregben a CPC kialakításához. Az eszterga mutatói mérik a vágások mélységét a lencse kezelőjének irányításához.

  az üreset tartó gomb a következő lapping gépre kerül. A lapping gép tartja az üres ellen lapper, amely egy forgó lemez bevont csiszolóanyag. A lapát alakja megegyezik a lencse CPC-jével. A lapping gép az egyik irányba forgatja az üreget, a másikban pedig a lappantyút. Azt is mozgatja az üres egy kis alak nyolc mozgás. A kopás polírozza a lencse felületét.

  a polírozott lencsét ezután egy acél tengelyre szerelik fel, amelyet arbornak neveznek. A kerítés végét úgy őrölték meg, hogy megfeleljen a CPC-nek, így a lencse illeszkedik a tengelyre. Az ív egy esztergába van beépítve, a kezelő pedig konvex vágásokat végez a lencsében, hogy a másik fő görbét, a CAC-t képezze. Most a lencse ezen oldala polírozott, a lapát pedig úgy módosul, hogy illeszkedjen a konvex CAC-hoz. Amikor a lencse második oldalát csiszolják, a lencsét félkésznek tekintik.

befejező

• 3 a kontaktlencsének még több görbét kell őrölnie, mielőtt a lencse pontosan illeszkedik a beteg szemébe. A végső görbék a perifériás elülső és hátsó görbék, valamint a közbenső elülső és hátsó görbék, amelyek a lencse alakját a legközelebbi és a következő-az élhez legközelebb eső alakra irányítják. A lencsét ismét egy gerendára szerelik fel szívással vagy kétoldalas szalaggal. A kerti pavilon az eszterga vagy csiszológépbe van szerelve. Ezeket a sekélyebb vágásokat csiszolópapírral lehet őrölni vagy borotvapengével vágni. A lencse átmérőjét ebben az időben is le lehet vágni.

minőség-ellenőrzés

• 4 a minőség-ellenőrzés nagyon fontos a kontaktlencsék esetében, mivel orvosi eszközök, és egyedi illeszkedésűnek kell lenniük. A lencséket a gyártási folyamat minden egyes szakasza után ellenőrzik. A lencséket nagyítás alatt vizsgálják anomáliák esetén. Ezeket egy árnyékgráf segítségével is mérik. A lencse nagyított árnyéka az átmérő és a görbület mérésére szolgáló grafikonnal ellátott képernyőre kerül. A lencse alakjában fellépő hibák az árnyékban jelennek meg. Ez a folyamat automatikusan végrehajtható számítógéppel.

csomagolás

• 5 a lencse ellenőrzése után sterilizálják. A lencsét néhány órán át vízben és sóban forraljuk, hogy lágyítsuk a lencsét. Ezután a lencse csomagolva van. A lencsék Standard csomagolása egy üveg injekciós üveg, sóoldattal töltve, gumival vagy fémmel lezárva. A lágy kontaktlencsék hidrofil anyaga felszívja a sóoldatot, amely hasonló az emberi könnyekhez, puha és hajlékony lesz. A lencsék ebben az állapotban készen állnak a viseletre.

A jövő

a kontaktlencsék anyaga sok kutatás tárgya. A tudósok különböző kémiai recepteket vizsgálnak, amelyek a műanyag számára kívánatosabb jellemzőket adhatnak. Az egyik jelenleg vizsgált polimer egy sziloxán nevű szilícium-oxigén vegyület. A sziloxán vékony, rugalmas fóliát képez, és 25-ször jobb oxigént enged be a szembe, mint a jelenlegi standard lágy lencsék. Ennek a vegyületnek azonban vannak hátrányai: a sziloxán nem nedvesedik könnyen, és a lipideket (zsírokat) a felületére vonzza, ami felhővé teszi. A kutatók megtalálták a módját, hogy lisztmolekulákat adjunk a sziloxán vegyülethez, ami az anyag ellenáll a lipideknek. Ezután kémiailag csatolnak egy nedvesítő anyagot, amely megváltoztatja molekuláris alakját, amikor sóoldatban forralják, hogy az anyag felszívja a vizet, mint a hagyományos lágy lencse. Ez az anyag végső soron hosszabb kopású érintkezőkhöz vezethet,amelyeket hetekig lehet viselni.

A kutatók új polimereket is vizsgálnak, amelyek a scleralis lencsékhez használhatók. A legtöbb ember számára a comealis lencsék a normák, de a nagy scleralis lencsék hasznosak a súlyosan sérült szaruhártyákban szenvedő betegek számára. A szemproblémától függően néhány beteg nem tudja visszanyerni látását szaruhártya-transzplantáció nélkül, de a scleralis lencsék segíthetnek a betegeknek elkerülni a szemműtétet. A scleralis lencsék a szem fehér részén helyezkednek el, és a szaruhártya fölött egy boltozatot képeznek. Ez a tér a szaruhártya fölött tele van mesterséges könnyekkel, amelyek a szaruhártya sérült felületének simítására szolgálnak. A múltban a scleralis lencsék kényelmetlenek voltak, mert nem engednek elegendő oxigént a szemnek, de az új anyagok vizsgálata az oxigénáteresztő lencsékre összpontosít.

oxigénáteresztő lencsék anyagát is kísérletezték az Endeavour űrrepülőgépen. A tervezők a kísérlet hiszem, hogy mikrogravitációs körülmények elősegítik a lencse anyaga, ami taszítja törmelék jobban folyamatok oxigén hatékonyabb, mint polimerekből készült hagyományos labor. Ha kereskedelmi szempontból megvalósítható, a kontaktlencsék új generációja gyártható az űrben.