Achtergrond

de contactlens is een apparaat dat in het oog wordt gedragen om het gezichtsvermogen te corrigeren, hoewel sommige mensen een gekleurde contactlens dragen om hun oogkleur te verbeteren of te veranderen. De dunne plastic lens drijft op een film van tranen direct over het hoornvlies. Voor sommige vormen van oogziekte corrigeren contactlenzen het gezichtsvermogen beter dan conventionele brillen. Veel mensen verkiezen contactlenzen boven een bril om cosmetische redenen, en actieve sportliefhebbers verkiezen contactlenzen vanwege de vrijheid die het hen biedt. Er zijn in principe drie soorten lenzen: zacht, hard en gasdoorlatend. Zachte contactlenzen zijn meestal comfortabeler om te dragen, maar ze scheuren ook gemakkelijker dan harde contactlenzen. Harde lenzen hebben ook de neiging om vaker “pop” uit. Gasdoorlatende lenzen zijn een compromis tussen de harde en zachte, waardoor meer comfort dan harde lenzen, maar minder kans op scheuren dan zachte lenzen. Contacten worden meestal gedragen tijdens de dag en genomen elke nacht voor het schoonmaken. Met lenzen met verlengde slijtage kunnen gebruikers langere tijd in hun contacten blijven, zelfs als ze slapen. Meer recent winnen één-per-dag contactlenzen aan populariteit onder lensdragers. Deze contacten worden gedragen voor slechts een dag en weggegooid, waardoor het gedoe van het schoonmaken van hen elke nacht.

geschiedenis

De eerste contactlens werd gemaakt door de Duitse fysioloog Adolf Fick in 1887. Fick ‘ s lens was gemaakt van glas en was een zogenaamde sclerale lens omdat het de sclera, het witte deel van het oog, bedekte. In 1912 had een andere opticus, Carl Zeiss, een glazen hoornvlieslens ontwikkeld, die over het hoornvlies paste. Twee wetenschappers, Obrig en Muller, introduceerden een plastic sclerale lens in 1938. Het was gemaakt van het materiaal dat algemeen bekend staat als Plexiglas. Omdat hij lichter was dan glas, was de Plexiglas lens gemakkelijker te dragen. De eerste plastic corneal lens werd gemaakt door Kevin Touhy in 1948.

om deze vroege lenzen te passen, werd een indruk gemaakt van de oogbol van de patiënt, en de lens werd gevormd in de resulterende mal. Deze procedure was ongetwijfeld ongemakkelijk en de lenzen zelf waren vaak problematisch om te dragen. Sclerale lenzen beroofd het oog van zuurstof, en veel van deze eerdere lenzen gleed uit de plaats of popped uit het oog, en waren vaak, vreemd genoeg, moeilijk te verwijderen. Touhy ‘ s eerste corneal lens had een diameter van 10,5 millimeter, en in 1954 verminderde Touhy de diameter verder tot 9,5 millimeter, wat resulteerde in een betere draagbaarheid. Rond deze tijd ontwikkelde de Bausch & Lomb company de keratometer, die het hoornvlies meet, en elimineerde de noodzaak voor oogbol indrukken.

de eerste succesvolle zachte contactlenzen werden ontwikkeld door chemici in Tsjecho-Slowakije. In 1952 stelden professoren van de afdeling Plastics van de Technische Universiteit in Praag zich tot taak een nieuw materiaal te ontwerpen dat optimaal compatibel was met levend weefsel. Ze waren niet van plan om contactlenzen te maken, maar in 1954 had het team van Tsjechische wetenschappers uitgevonden wat wordt genoemd een “hydrofiele” (voor zijn affiniteit met water) gel, een polymeer plastic dat geschikt was voor oogimplantaten. De wetenschappers herkenden onmiddellijk de nieuwe

plastic ‘ s potentieel als een corrigerende lens, en ze begonnen te experimenteren op dieren. Deze inspanningen werden door hun collega ‘ s op het gebied van de optica veracht, maar een van de wetenschappers, Otto Wichterle, was onverschrokken en begon zachte contactlenzen te perfectioneren in zijn keuken. Wichterle en zijn vrouw produceerden in 1961 5500 paar contactlenzen uit hun huis voor tests, en hun succes trok uiteindelijk de aandacht van de bredere wetenschappelijke gemeenschap. De Amerikaanse firma Bausch & Lomb gaf de licentie voor de technologie en lanceerde hun Softlens in 1971. Dat eerste jaar alleen al, de firma verkocht ongeveer 100.000 paren, en zachte contactlenzen hebben grote aantrekkingskracht op het publiek sindsdien.

grondstoffen

De grondstof voor contactlenzen is een kunststof polymeer. (Een polymeer is een mengsel van materialen gemaakt door het koppelen van de moleculen van verschillende chemische stoffen.) Harde contactlenzen zijn gemaakt van een variant van polymethylmethacrylaat (PMMA). Zachte contactlenzen zijn gemaakt van een polymeer zoals poly hydroxyethylmethacrylaat (pHEMA) dat hydrofiele kwaliteiten heeft, dat wil zeggen, het kan water opnemen en nog steeds zijn vorm en optische functies behouden. De wetenschap van lensmateriaal wordt altijd bijgewerkt door lensfabrikanten, en het specifieke materiaal van elke contactlens kan verschillen, afhankelijk van de maker.

het fabricageprocédé

contactlenzen kunnen worden vervaardigd door op een draaibank een blanco te snijden of door middel van een vormprocédé. Het vormen van de lens impliceert het vormen van het plastic in gespecificeerde krommingen. De belangrijkste krommen van de lens worden de central anterior curve (CAC) en de central posterior curve (CPC) genoemd. De CAC verwijst naar de totale curve van de kant van de lens die naar buiten gericht is. Deze buitenste contour produceert de juiste brekingsverandering om aan de visuele behoeften van de patiënt te voldoen. De CPC is de holle binnenzijde van de lens. Dit komt overeen met de metingen van het oog van de patiënt. Gewoonlijk worden deze twee krommen eerst gevormd, en de lens wordt dan halffabrikaat genoemd. De lens wordt geacht voltooid wanneer perifere en tussenliggende krommen worden gevormd, en de rand wordt gevormd.

vormmethode

• 1 Het vormen van de lens kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. De lenzen voor het eerst ontwikkeld in Praag werden spin-cast. Drie verschillende vloeistoffen werden gegoten in open roterende mallen. De buitenkromming van de lens werd gevormd door de mal en de binnenkromming werd gevormd volgens de snelheid van de rotatie van de mal. De centrifugale kracht van de spinnende vorm leidde tot de polymerisatie van de vloeistoffen, zodat de moleculaire ketens verbonden aan het vereiste hydrofiele plastic vormen. Een betrouwbaardere massaproductie
  

  methode is spuitgieten. Bij spuitgieten wordt het gesmolten plastic onder druk in de mal geïnjecteerd. Vervolgens wordt de lens uit de mal verwijderd en afgekoeld. De lens wordt dan afgewerkt op een draaibank. Het is ook mogelijk om lenzen volledig te produceren door middel van gieten, dat wil zeggen dat ze geen draaibank snijden. Dit is een recente ontwikkeling, mogelijk gemaakt door sterk geautomatiseerde, computergestuurde schimmelproductie.

Draaibankproces

• 2 de eerste vorming van de lens kan ook worden gedaan door op een draaibank te snijden. Eerst wordt er een blanco gemaakt. De blanco is een cirkel die slechts iets groter is dan de grootte van de afgewerkte lens. Dit kan worden gesneden uit een plastic staaf, of gestempeld van een plastic vel. Vervolgens wordt de blanco met een druppel gesmolten was aan een stalen knoop vastgemaakt. De knop wordt dan gecentreerd op een draaibank, die begint te draaien op hoge snelheid. Een snijgereedschap, dat een diamant of een laser kan zijn, maakt concave sneden in de blanco om de CPC te vormen. Indicatoren op de draaibank meten de diepte van de sneden om de lensoperator te begeleiden.

  de knop die de lege knop ingedrukt houdt wordt vervolgens verplaatst naar een lapmachine. De lappen machine houdt de blanco tegen een lapper, dat is een draaiende schijf bekleed met een schurende verbinding. De vorm van de lapper komt overeen met de CPC van de lens. De lappen machine draait de blanco in de ene richting, en de lapper in de andere. Het beweegt ook de blanco in een kleine figuur acht beweging. De slijtage polijst het lensoppervlak.

  de gepolijste lens wordt dan gemonteerd op een stalen as, een prieel genaamd. Het uiteinde van de prieel is geslepen zodat de lens op de as past. De prieel is geïnstalleerd in een draaibank, en de operator maakt convexe sneden in de lens om de andere belangrijke curve, de CAC vormen. Nu is deze kant van de lens gepolijst, en de lapper is aangepast om de convexe CAC te passen. Wanneer deze tweede zijde van de lens gepolijst is, wordt de lens als halffabricaat beschouwd.

afwerking

• 3 de contactlens moet nog een aantal krommen worden geslepen voordat de lens precies op het oog van de patiënt past. De laatste krommen zijn de perifere anterieure en posterieure krommen en de tussenliggende anterieure en posterieure krommen, die de vorm van de lens bepalen die het dichtst bij de rand ligt. De lens wordt opnieuw op een prieel gemonteerd door afzuiging of met dubbelzijdige tape. De prieel is geïnstalleerd in de draaibank of slijpmachine. Deze ondiepere sneden kunnen worden gemalen met amaril papier of gesneden met een scheermesje. De diameter van de lens kan ook worden bijgesneden op dit moment.

kwaliteitscontrole

• 4 kwaliteitscontrole is zeer belangrijk voor contactlenzen, omdat het medische hulpmiddelen zijn en ze op maat moeten zijn. De lenzen worden na elke fase van het productieproces geïnspecteerd. De lenzen worden onderzocht onder vergroting op afwijkingen. Ze worden ook gemeten door middel van een schaduwgrafiek. Een vergrote schaduw van de lens wordt gegoten op een scherm bedrukt met een grafiek voor het meten van diameter en kromming. Eventuele fouten in de lensvorm verschijnen in de schaduw. Dit proces kan automatisch worden uitgevoerd door de computer.

verpakking

• 5 Na de inspectie wordt de lens gesteriliseerd. Lens worden enkele uren gekookt in een mengsel van water en zout om de lens te verzachten. Vervolgens wordt de lens verpakt. Standaard verpakking voor lenzen is een glazen flacon, gevuld met een zoutoplossing en afgesloten met rubber of metaal. Het hydrofiele materiaal van zachte contactlenzen absorbeert de zoutoplossing, die vergelijkbaar is met menselijke tranen, en wordt zacht en buigzaam. De lenzen in deze staat zijn klaar om te dragen.

de toekomst

het materiaal voor contactlenzen is het onderwerp van veel onderzoek. Wetenschappers onderzoeken verschillende chemische recepten die plastic meer wenselijke eigenschappen kunnen geven. Een polymeer dat momenteel wordt onderzocht is een silicium-zuurstofverbinding genaamd siloxaan. Siloxaan vormt een dunne, flexibele film en geeft zuurstof toe aan het oog 25 keer beter dan de huidige standaard zachte lenzen. Er zijn echter nadelen aan deze verbinding: siloxaan natte niet gemakkelijk en het trekt lipiden (vetten) aan het oppervlak, waardoor het te Bewolken. De onderzoekers hebben een manier gevonden om bloemmoleculen aan de siloxaanverbinding toe te voegen, veroorzakend het materiaal om lipiden te weerstaan. Vervolgens hechten ze chemisch een bevochtigingsmiddel, dat zijn moleculaire vorm verandert wanneer het wordt gekookt in een zoutoplossing, zodat het materiaal water kan opnemen zoals traditionele zachte lens. Dit materiaal kan uiteindelijk leiden tot extended-slijtage contacten die kunnen worden gedragen voor weken op een moment.

onderzoekers onderzoeken ook nieuwe polymeren die gebruikt kunnen worden voor sclerale lenzen. Voor de meeste mensen zijn comeale lenzen de norm, maar de grote sclerale lenzen zijn nuttig voor patiënten met ernstig beschadigde hoornvliezen. Afhankelijk van het oogprobleem kunnen sommige patiënten hun zicht niet terugkrijgen zonder een hoornvliestransplantatie, maar sclerale lenzen kunnen patiënten helpen oogchirurgie te vermijden. Sclerale lenzen rusten op het witte deel van het oog en vormen een gewelf boven het hoornvlies zelf. Deze ruimte boven het hoornvlies is gevuld met kunstmatige tranen, die dienen om het beschadigde oppervlak van het hoornvlies glad te strijken. In het verleden, sclerale lenzen zijn ongemakkelijk omdat ze niet genoeg zuurstof aan het oog, maar onderzoeken naar nieuwe materialen zijn gericht op meer zuurstofdoorlatende lenzen.

materiaal voor zuurstofdoorlatende lenzen is ook geëxperimenteerd met de Space shuttle Endeavour. De ontwerpers van het experiment geloven dat microzwaartekrachtomstandigheden een lensmateriaal zouden bevorderen dat afval beter afstoot en zuurstof effectiever verwerkt dan polymeren die in traditionele laboratoria worden gemaakt. Indien commercieel haalbaar, kan een nieuwe generatie contactlenzen in de ruimte worden vervaardigd.