Bakgrund

kontaktlinsen är en enhet som bärs i ögat för att korrigera synen, även om vissa människor bär färgad kontaktlins för att förbättra eller ändra ögonfärgen. Den tunna plastlinsen flyter på en film av tårar direkt över hornhinnan. För vissa former av ögonsjukdom korrigerar kontaktlinser synen bättre än konventionella glasögon. Många föredrar kontaktlinser framför glasögon av kosmetiska skäl, och aktiva sportentusiaster föredrar kontaktlinser på grund av den frihet det ger dem. Det finns i princip tre typer av linser: mjuk, hård och gasgenomsläpplig. Mjuka kontaktlinser är vanligtvis bekvämare att bära, men de slits också lättare än hårda kontaktlinser. Hårda linser tenderar också att” pop ” ut oftare. Gasgenomsläppliga linser är en kompromiss mellan hårda och mjuka, vilket ger större komfort än hårda linser men mindre risk att riva än mjuka linser. Kontakter bärs vanligtvis under dagen och tas ut varje natt för rengöring. Förlängda linser tillåter användare att lämna i sina kontakter under längre perioder, även när de sover. På senare tid blir kontaktlinser en gång om dagen allt populärare bland linsbärare. Dessa kontakter bärs bara en dag och kastas bort, vilket eliminerar besväret med att rengöra dem varje natt.

historia

den första kontaktlinsen gjordes av den tyska fysiologen Adolf Fick 1887. Ficks lins var gjord av glas och var en så kallad scleral lins eftersom den täckte sclera, den vita delen av ögat. År 1912 hade en annan optiker, Carl Zeiss, utvecklat en glas hornhinnelins som passar över hornhinnan. Två forskare, Obrig och Muller, introducerade en plastsklerallins 1938. Den var gjord av materialet allmänt känt som Plexiglas. Eftersom det var lättare än glas var Plexiglaslinsen lättare att bära. Den första plastkornealins tillverkades av Kevin Touhy 1948.

för att passa dessa tidiga linser gjordes ett intryck av patientens ögonglob och linsen bildades i den resulterande formen. Denna procedur var utan tvekan obekväm, och linserna själva var ofta problematiska att bära. Sklerala linser berövade ögat syre, och många av dessa tidigare linser gled ur sin plats eller poppade ut ur ögat och var ofta, konstigt nog, svåra att ta bort. Touhys första hornhinnelins hade en diameter på 10,5 millimeter och 1954 reducerade Touhy diametern ytterligare till 9,5 millimeter, vilket resulterade i bättre bärbarhet. Runt denna tid utvecklade Bausch& Lomb-företaget keratometern, som mäter hornhinnan och eliminerade behovet av ögonglobsintryck.

de första framgångsrika mjuka kontaktlinserna utvecklades av kemister i Tjeckoslovakien. År 1952 satte professorer vid Institutionen för plast vid Tekniska Universitetet i Prag sig en uppgift att designa ett nytt material som var optimalt kompatibelt med levande vävnad. De bestämde sig inte för att skapa kontaktlinser, men 1954 hade laget tjeckiska forskare uppfunnit det som kallas en ”hydrofil” (för dess affinitet till vatten) gel, en polymerplast som var lämplig för ögonimplantat. Forskarna kände genast igen den nya

plastens potential som en korrigerande lins, och de började experimentera på djur. Dessa ansträngningar möttes av hån av sina kollegor inom optikområdet, men en av forskarna, Otto Wichterle, var oförskräckt och började perfekta mjuka kontaktlinser i sitt kök. Wichterle och hans fru producerade 5 500 par kontaktlinser från sitt hem för testning 1961, och deras framgång fick så småningom uppmärksamheten hos det bredare vetenskapliga samfundet. Det amerikanska företaget Bausch & Lomb licensierade tekniken och lanserade sina Softlens 1971. Bara det första året sålde företaget cirka 100 000 Par, och mjuka kontaktlinser har haft stor överklagande med allmänheten sedan dess.

råmaterial

råmaterialet för kontaktlinser är en plastpolymer. (En polymer är en blandning av material som skapas genom att länka molekylerna av olika kemiska ämnen.) Hårda kontaktlinser är gjorda av någon variant av polymetylmetakrylat (PMMA). Mjuka kontaktlinser är gjorda av en polymer såsom polyhydroxietylmetakrylat (pHEMA) som har hydrofila egenskaper, det vill säga det kan suga upp vatten och fortfarande behålla sin form och optiska funktioner. Vetenskapen om linsmaterial uppdateras alltid av linstillverkare, och det specifika materialet i någon kontaktlins kan variera beroende på tillverkaren.

tillverkningsprocessen

kontaktlinser kan framställas genom att skära ett ämne på en svarv eller genom en formningsprocess. Linsens formning innebär att plasten formas till specificerade krökningar. Linsens huvudkurvor heter central anterior curve (CAC) och central posterior curve (CPC). CAC hänvisar till den totala kurvan på sidan av linsen som vetter ut. Denna yttre kontur ger rätt brytningsförändring för att passa patientens visuella behov. CPC är linsens konkava inre sida. Detta överensstämmer med mätningarna av patientens öga. Vanligtvis bildas dessa två kurvor först, och linsen kallas sedan halvfabrikat. Linsen anses vara färdig när perifera och mellanliggande kurvor bildas och kanten är formad.

Formningsmetod

• 1 formning linsen kan utföras på flera olika sätt. Linserna som först utvecklades i Prag var spin-cast. Tre olika vätskor hälldes i öppna roterande formar. Linsens yttre krökning formades av formen och den inre krökningen bildades i enlighet med formens rotationshastighet. Centrifugalkraften hos spinnformen ledde till polymerisationen av vätskorna så att molekylkedjorna kopplade till att bilda den erforderliga hydrofila plasten. En mer tillförlitlig massproduktion
  

  metoden är formsprutning. Vid formsprutning injiceras den smälta plasten i formen under tryck. Därefter avlägsnas linsen från formen och kyls. Linsen avslutas sedan på en svarv. Det är också möjligt att producera linser helt genom gjutning, det vill säga de behöver ingen svarvskärning. Detta är en ny utveckling, möjliggjort genom mycket automatiserad, datorstyrd formproduktion.

Svarvprocess

• 2 den ursprungliga formningen av linsen kan också göras genom att skära på en svarv. Först görs ett tomt. Ämnet är en cirkel som bara är något större än storleken på den färdiga linsen. Detta kan skäras från en plaststav eller stämplas från ett plastark. Därefter fästs ämnet på en stålknapp med en droppe smält vax. Knappen är sedan centrerad på en svarv, som börjar snurra med hög hastighet. Ett skärverktyg, som kan vara en diamant eller en laser, gör konkava skär i ämnet för att bilda CPC. Indikatorer på svarven mäter skärdjupet för att styra linsoperatören.

  knappen som håller tomt flyttas sedan till en lappmaskin. Lappmaskinen håller ämnet mot en lapper, som är en roterande skiva belagd med en slipmedel. Formen på lapper matchar linsens CPC. Lappmaskinen snurrar ämnet i en riktning och lapparen i den andra. Det flyttar också ämnet i en liten figur åtta rörelse. Nötningen polerar linsytan.

  den polerade linsen monteras sedan på en stålaxel som kallas en arbor. Änden på trädborrningen har slipats för att matcha CPC så att linsen passar på axeln. Arboret är installerat i en svarv, och operatören gör konvexa snitt i linsen för att bilda den andra huvudkurvan, CAC. Nu är denna sida av linsen polerad och lappen modifieras för att passa den konvexa CAC. När denna andra sida av linsen är polerad anses linsen vara halvfabrikat.

Finishing

• 3 kontaktlinsen kräver att flera kurvor slipas innan linsen passar exakt på patientens öga. De sista kurvorna är de perifera främre och bakre kurvorna och de mellanliggande främre och bakre kurvorna, som styr formen på linsen närmast och närmast närmast kanten. Linsen är monterad på en trädborrning igen genom sugning eller med dubbelsidig tejp. Arboret är installerat i svarven eller slipmaskinen. Dessa grundare skär kan slipas med smärgelpapper eller skäras med ett rakblad. Linsens diameter kan också trimmas vid denna tidpunkt.

kvalitetskontroll

• 4 kvalitetskontroll är mycket viktigt för kontaktlinser, eftersom de är medicintekniska produkter och de måste vara anpassade. Linserna inspekteras efter varje steg i tillverkningsprocessen. Linserna undersöks under förstoring för anomalier. De mäts också med hjälp av en skugggraf. En förstorad skugga av linsen kastas på en skärm präglad med en graf för mätning av diameter och krökning. Eventuella fel i linsformen dyker upp i skuggan. Denna process kan utföras automatiskt av datorn.

förpackning

• 5 Efter att linsen har passerat inspektion steriliseras den. Linsen kokas i en blandning av vatten och salt i flera timmar för att mjukna linsen. Därefter förpackas linsen. Standardförpackning för linser är en glasflaska, fylld med saltlösning och stoppad med gummi eller metall. Det hydrofila materialet i mjuka kontaktlinser suger upp saltlösningen, som liknar mänskliga tårar, och blir mjuk och smidig. Linserna i detta tillstånd är redo att bära.

framtiden

materialet för kontaktlinser är föremål för mycket forskning. Forskare undersöker olika kemiska recept som kan ge plast mer önskvärda egenskaper. En polymer som för närvarande undersöks är en kisel-syreförening som kallas siloxan. Siloxan bildar en tunn, flexibel film och medger syre till ögat 25 gånger bättre än nuvarande standard mjuka linser. Det finns dock nackdelar med denna förening: siloxan blöter inte lätt och det lockar lipider (fetter) till dess yta, vilket får den att molna. Forskare har hittat ett sätt att tillsätta mjölmolekyler till siloxanföreningen, vilket får materialet att motstå lipider. Sedan fäster de kemiskt ett vätmedel, som ändrar sin molekylära form när den kokas i en saltlösning, så att materialet kan suga upp vatten som traditionell mjuk lins. Detta material kan i slutändan leda till förlängda slitage kontakter som kan bäras i veckor i taget.

forskare undersöker också nya polymerer som kan användas för sklerala linser. För de flesta är comeal-linser normen, men de stora sclerallinserna är användbara för patienter med allvarligt skadade hornhinnor. Beroende på ögonproblemet kan vissa patienter inte återfå synen utan hornhinnetransplantation, men sklerala linser kan hjälpa patienter att undvika ögonoperation. Scleral linser vilar på den vita delen av ögat och bildar ett valv över hornhinnan själv. Detta utrymme över hornhinnan är fyllt med konstgjorda tårar, som tjänar till att släta ut hornhinnans skadade yta. Tidigare har sklerala linser varit obekväma eftersom de inte tillåter tillräckligt med syre i ögat, men undersökningar av nya material fokuserar på mer syregenomsläppliga linser.

Material för syregenomsläppliga linser har också experimenterats på rymdfärjan Endeavour. Experimentets designers tror att mikrogravitetsförhållanden skulle främja ett linsmaterial som avvisar skräp bättre och bearbetar syre mer effektivt än polymerer gjorda i traditionella laboratorier. Om det är kommersiellt möjligt kan en ny generation kontaktlinser tillverkas i rymden.