I. История развития контактных линз полна испытаний и неудач, а также вызовов и постоянного прогресса. Научно-технический прогресс стал движущей силой развития современных контактных линз. Начался поиск идеальных контактных линз, т.е. таких, которые отвечают следующим критериям.
Четкость: хорошее качество изображения, обеспечивающее отличное корректирующее зрение;
Комфорт: пользователь не испытывает значительных ощущений инородного тела;
Долговечность: возможность ношения в течение длительного периода времени;
Безопасность: нет раздражения или токсичности для глаз; Ван Юйвэнь, отделение офтальмологии, шестая больница Нинбо
Кислородопроницаемость: обеспечивает поступление кислорода, необходимого глазам во время ношения;
Стабильный: не вступает в легкую реакцию с биологическими тканями и компонентами слезы глаза;
Долговечность: длительный срок службы;
Хорошая смачиваемость: поддерживает хорошую смачиваемость поверхности и повышает комфорт при ношении;
Антипреципитация: на поверхности нелегко образуются осадки, что продлевает срок службы линз;
Удобство: простой уход и обслуживание;
Простота установки: легкий процесс установки, простота продвижения.
Для достижения таких целей контактные линзы претерпели огромное и глубокое развитие с точки зрения концепции, материалов и дизайна, методов подбора и замены, от вдохновения талантливых ученых до непрерывной практики бесчисленных выдающихся людей в области медицины, химии материалов и оптики. Хотя контактные линзы все еще не совершенны, они никогда не были столь успешны и имеют большое количество пользователей. В развитых странах на ношение контактных линз приходится 5-15% коррекции аномалий рефракции.
II. Краткая история развития контактных линз
1. создатель «контактных линз
Во многих документах 16-19 веков зафиксировано зарождение концепции контактных линз. Человек эпохи Возрождения Леонардо да Винчи был первым, кто описал «контактную линзу». Первым человеком, описавшим «контактные» линзы, был Леонардо да Винчи, который в 1508 году описал в виде схемы механизм, с помощью которого преломляющая способность роговицы может быть нейтрализована при погружении глаза в контейнер с водой. Хотя в то время он пытался понять механизм регуляции зрения, он нечаянно выразил основной принцип работы контактных линз.
В 1637 году Рене Декарт представил устройство из стеклянной трубки, наполненной водой, для достижения увеличения осевой длины и увеличения изображения на сетчатке, что могло привести к улучшению зрения. Если вместо стекла используется линза, достигается такое же увеличение изображения.
Физик Томас Янг изучал аккомодацию в 1801 году, используя трубку длиной 25 мм, соприкасающуюся с глазом, наполненную водой и закрытую с одного конца двояковыпуклым зеркалом.
Сэр Джон Гершель был британским астрономом, который в 1845 году, основываясь на идеях Томаса Янга, Джорджа Эйри и других, выдвинул предположение об использовании аппарата, контактирующего с глазом, для коррекции роговичного астигматизма, предполагая, что сферическое стекло или гелеобразное вещество покрывает поверхность роговицы для создания формы. «отец контактных линз».
В конце XIX века врачи не использовали швы во время операции по удалению катаракты, и частота инфекции роговицы была высокой. В 1886 году Ксавье Галезовски покрыл разрез роговицы гелем толщиной от 0,25 до 0,50 мм, смоченным в лечебной воде, что значительно уменьшило послеоперационную инфекцию. Он был первым человеком, применившим терапевтический контактный аппарат.
2. Кто был изобретателем контактной линзы
В годы после 1886 года было проведено множество исследований в области контактных линз, но кто же на самом деле был первым в мире изобретателем, который поместил контактные линзы в человеческий глаз?
В 1888 году Адольф Фик, немецкий офтальмолог, работавший в то время в Цюрихе, попытался разработать корректирующие линзы, контактирующие с глазом, сначала опробовав их на кроличьих глазах, а затем установив их на свои собственные глаза и на глаза пациентов с неровной рубцовой роговицей, избегая необходимости удаления глаза. Однако разработанные им линзы были сложны в изготовлении и ношении и вызывали более выраженное механическое раздражение.
Также в 1888 году француз Эжен Кальт применил стеклянную оболочку вместо компрессионной повязки при лечении пациентов с конической роговицей, которая имела ту же кривизну, что и роговица, и могла значительно улучшить зрение пациента.
Согласно учебнику 1910 года, немец Август Мллер объявил, что в 1887 году они надели на пациентов частично прозрачный защитный стеклянный колпак. В отличие от первых двух, Мллер был первым врачом, разработавшим эффект рефракционной коррекции. Будучи сам сильно близоруким, он сделал заднюю поверхность линзы похожей на переднюю поверхность роговицы, которая контактировала с глазом и могла корректировать его близорукость до 14D. Он считает, что сифонирующее действие слезной пленки позволяет линзе прикрепиться к роговице и улучшает циркуляцию слезы за счет улучшения кривизны края линзы. Честь подбора пациентам контактных линз с рефракционной силой, несомненно, принадлежит ему. Он описал свое изобретение в своей инаугурационной лекции в Кильском университете и назвал его «контактной линзой».
В последующие десятилетия интерес к контактным линзам стал ослабевать, и в этой области был достигнут незначительный прогресс.
3. Вехи в развитии контактных линз
Основные вехи в развитии контактных линз, в хронологическом порядке, следующие.
Таблица 1 I 1 Пробег в развитии контактных линз
Эпоха Эпохальная фигура Событие Значение
1508 Леонардо да Винчи В своей работе «Кодекс глаза» Леонардо да Винчи выразил принцип, схожий с принципом работы контактной линзы, и считается, что это первое зафиксированное описание «контактной» линзы
1845 Джон Гершель
Объяснил принципы работы контактных линз в работе, которая считается «отцом контактных линз»
1888 год Адольф Фик, Август Мллер и другие стали пионерами в разработке склеральных линз, экспериментируя с ними на животных и человеческих глазах От концепции к реальности, эра стеклянных склеральных линз
1930-е годы Появляется ПММА, который используется для изготовления контактных линз, что открывает эру пластиковых склеральных линз
1946 Квейн Туохи
Непреднамеренное изготовление роговичных контактных линз Вступает в эру роговичных контактных линз
1950-е годы Отто Вихтерле разрабатывает материал HEMA и вступает в эру мягких линз
1960-е — 1970-е годы Доктор Лунд и другие американские компании
Приобретение патентов на технологию ротационного формования мягких линз и начало массового производства Эра мягких линз в самом разгаре
1960-е годы Появляются силиконовые материалы, но значительного прогресса нет из-за проблем со смачиваемостью поверхности
1970-е годы Джон де Карле
Концепция линз длительного ношения, но без существенного прогресса из-за ограничений по материалам и конструкции
1970-е годы — начинают появляться материалы RGP, линзы из ПММА уходят в небытие, наступает эра RGP.
1980-е годы Johnson & Johnson, США, представляет концепцию одноразовых линз, что революционизирует способ их ношения
1990-е годы PTC (США), Minicon (Япония) и др. продолжают совершенствовать материалы и конструкции RGP, что приводит к значительному увеличению кислородной проницаемости RGP-линзы становятся все более популярными в развитых странах
Конец 1990-х — начало 2000-х годов Разработано новое поколение силикон-гидрогелевых материалов Новые мягкие линзы с высокой кислородной проницаемостью; могут использоваться для непрерывного ношения
Ниже приводится обзор истории контактных линз и прогноз на будущее в отношении развития материалов, дизайна, стилей ношения и циклов замены контактных линз.
Разработка материалов для контактных линз
1. ПММА
Первые контактные линзы были изготовлены из стекла, а в 1930-х годах в США был представлен полиметилметакрилат (ПММА) как более подходящий материал для контактных линз, чем стекло.
В то время формой линз из материала ПММА были склеральные линзы, позже Tuohy разработал и запатентовал роговичные контактные линзы из ПММА в 1946 году. С тех пор дизайн линз постепенно прогрессировал от однодуговых роговичных контактных линз к многодуговым роговичным контактным линзам.
ПММА прозрачен и менее плотен, чем стекло, что позволяет создавать и перерабатывать его в более тонкие контактные линзы, поэтому ПММА быстро стал популярным во всем мире.
Линзы из ПММА имеют множество преимуществ, включая простоту изготовления, долговечность, изменяемые параметры, хорошие оптические свойства, хорошее смачивание поверхности, стабильные параметры и способность корректировать роговичный астигматизм. Можно сказать, что ПММА — почти идеальный материал для контактных линз, но у него есть ахиллесова пята — он непроницаем, что приводит к многочисленным клиническим осложнениям, вызванным гипоксией, таким как неоваскуляризация, полиморфизм эндотелия и т.д. Хотя были предприняты попытки исправить ситуацию путем улучшения конструкции и подгонки, недышащие свойства ПММА в конечном итоге положили конец его судьбе. Клиническая установка линз из ПММА в настоящее время предпринимается лишь в очень немногих случаях в мире.
Люди начали верить, что идеальный материал для контактных линз будет обладать всеми преимуществами ПММА плюс кислородопроницаемостью, и с тех пор это стало движущей силой поиска и разработки материалов для контактных линз.
2. гидрогелевые мягкие линзы
На мягкие линзы приходится более 80% современного мирового рынка контактных линз. Самым первым материалом для мягких линз был HEMA, гидрофильный (содержание воды 38,6%) полимер, разработанный чехословацким ученым профессором Отто Вихтерле в 1954 году, который обладает определенной проницаемостью для питательных веществ и метаболитов. Профессор Вихтерле также изобрел автоматизированную производственную линию для ротационного формования контактных линз, а технология производства ротационного формования, материалы и дизайн линз, разработанные профессором Вихтерле, заинтересовали американскую промышленность, которая приобрела патенты и начала широкомасштабную коммерциализацию американской компанией PhD. и вышла на рынок в 1972 году.
В связи со стремлением к непрерывному ношению контактных линз были предприняты попытки повысить кислородную проницаемость за счет увеличения содержания воды в линзах, и, достигнув этой цели, были также разработаны другие различные типы материалов для мягких линз, включая материалы с содержанием воды до 71%, которые в совокупности называются не-HEMA материалами из-за их отличной от HEMA материалов молекулярной структуры.
Появление мягких линз привело к новой эре стремительного развития популярности контактных линз и быстрому увеличению числа их пользователей. Однако возникшие неправильные представления о ношении и неправильном использовании линз привели к постоянному потоку клинических осложнений, что побудило к разработке новых материалов, стилей ношения и циклов замены для достижения безопасного и здорового ношения.
3. силиконовые мягкие линзы
Силикон — это уникальный класс материалов для контактных линз, который по своим физическим свойствам относится к категории мягких линз, но в отличие от обычных гидрогелевых мягких линз, силиконовые эластомеры не содержат воды, поэтому в некоторых отношениях они несколько похожи на жесткие материалы для линз.
Силиконовый материал обладает высокой проницаемостью для кислорода и углекислого газа и поэтому практически не мешает дыханию роговицы. Однако гидрофобная природа силиконового материала делает его более сложным в производстве и требует обработки для комфортного ношения. Из-за сложности улучшения смачиваемости поверхности после ее внедрения в конце 1950-х годов было достигнуто мало значительных успехов. До развития новых технологий в 1990-х годах кремний и гидрогелевые материалы были объединены в стабильный кремний-гидрогелевый (силиконовый гидрогель) материал, который не только сохраняет характеристики высокой кислородопроницаемости кремния, но и гидрофильные преимущества гидрогелевых материалов, значительно улучшая смачиваемость материала и позволяя непрерывное ношение в течение 30 дней в США и других странах.
4.RGP объектив
Материал RGP (сокращение от rigid gas permeable) — это общий термин для обозначения класса материалов контактных линз, которые одновременно являются жесткими и кислородопроницаемыми. Идеальный материал для контактных линз приблизительно эквивалентен ПММА плюс высокая кислородопроницаемость. Поэтому были предприняты первые попытки включить высокопроницаемые для кислорода силиконовые материалы в структуру ПММА, которые были названы силиконовыми акрилатами. Появившиеся позднее фторсиликоновые акрилаты улучшили недостатки поверхностей из силиконовых акрилатов из-за высокого содержания силикона, что привело к плохой смачиваемости и склонности к образованию белковых отложений.
С точки зрения здоровья для роговицы, жесткие газопроницаемые контактные линзы (RGP) являются, безусловно, лучшими линзами, они обладают хорошими оптическими свойствами и хорошо корректируют астигматизм. Однако для подбора RGP требуется больше знаний и навыков клинического подбора со стороны подбирающего, определенный уровень качества и понимания со стороны пользователя для успешной адаптации к этим линзам, а также более индивидуальный дизайн и лаборатория по изготовлению линз для обеспечения качественного изготовления линз. По всем этим причинам установка RGP в Китае все еще находится в зачаточном состоянии, но имеет большое будущее.
Развитие дизайна контактных линз
Самой ранней формой дизайна контактных линз была склеральная контактная линза. Первую в истории роговичную контактную линзу можно отследить по непреднамеренной ошибке: в 1946 году Кевин Туохи допустил ошибку при изготовлении контактных линз из ПММА, отделив склеральную часть от роговичной при переворачивании линз. По своей прихоти он отполировал роговичную часть и вставил линзу в собственный глаз, где обнаружил, что линза устойчива. Затем были проведены дальнейшие эксперименты по разработке ранней жесткой роговичной контактной линзы.
Дизайн Tuohy представлял собой однодуговую сферическую конструкцию с двумя недостатками: чрезмерное давление линзы на центральную зону роговицы, чрезмерное искривление краев, приводящее к износу и отеку в центре роговицы, и тенденция к выпадению линзы из глаза. Позже эта проблема была правильно решена путем изменения периферийной кривизны задней поверхности линзы, что привело к появлению многодугового дизайна.
Более поздние дизайнеры продолжили вдохновляться асферической формой поверхности роговицы и спроектировали заднюю поверхность контактной линзы также асферической, чтобы добиться еще лучшей посадки. Мультифокальный дизайн контактных линз принес новый подход к коррекции пресбиопии. Обратный геометрический дизайн контактных линз, разработанный для послеоперационных роговиц и кератопластики, имеет плоский центр и крутую периферию.
V. Разработки в области интервалов между подбором и заменой контактных линз
Важным критерием идеальных контактных линз является удобный для пользователя стиль ношения, что привело к тенденции к поляризации стилей ношения контактных линз и интервалов замены: либо все более длительные — длительного ношения или непрерывного ношения; либо все более короткие — одноразовые или даже Тенденция такова: либо носить их все дольше и дольше — для длительного или непрерывного ношения; либо носить их все меньше и меньше — или даже отказаться от них за день.
1. развитие стилей ношения
Первые мягкие линзы, появившиеся в 1970-х годах, были гидрогелевыми мягкими линзами с низким содержанием воды, которые регулировались как медицинские изделия Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) в США. В то время FDA регулировало их как линзы ежедневного ношения.
К концу 1970-х годов потребители ожидали, что линзы можно будет надевать на ночь. Оптометристы того времени считали, что этого можно достичь путем увеличения содержания воды в материале мягких линз. Однако концепция длительного ношения была поставлена под серьезное сомнение рядом сообщений о клинических проблемах, таких как гипоксия роговицы и загрязнение линз в результате длительного ношения.
В результате продолжающихся исследований основных требований к снабжению роговицы кислородом в условиях ношения контактных линз стало возможным использовать более активный подход к совершенствованию дизайна и материалов линз для достижения безопасного и даже желательного длительного ношения. Появление материалов RGP с высокой кислородной проницаемостью и новых силикон-гидрогелевых материалов сделало возможным длительное или непрерывное ношение.
2. разработка цикла замены
До середины 1980-х годов считалось, что линзы можно использовать до тех пор, пока они остаются относительно чистыми и неповрежденными и продолжают быть эффективными для коррекции аномалии рефракции пользователя. Даже если линза треснула или на ее поверхности в разной степени отложились отложения, линзой все равно следует пользоваться как можно дольше. Контактные линзы с таким типом замены называются обычными контактными линзами. В зависимости от типа линз общий срок службы контактных линз, надеваемых по традиционному типу, то есть цикл замены, составляет от 3 до 5 лет для жестких линз из ПММА, от 1 до 2 лет для линз RGP и примерно 1 год для мягких линз традиционного типа.
Первые одноразовые линзы появились в Дании в 1985 году. В следующем году американская компания Johnson & Johnson приобрела технологию для их крупномасштабного производства и продажи. Одноразовые линзы изготавливаются из тех же материалов, что и обычные мягкие линзы, и имеют аналогичный дизайн, но характеризуются как медицинские изделия одноразового использования, то есть их надевают один раз, либо ежедневно в течение 1 дня, либо непрерывно в течение 1 недели или 30 дней, а затем выбрасывают.
Преимуществами одноразовых линз являются: значительное снижение проблем отложений и повреждений поверхности, связанных с обычными линзами; а также большее удобство без или с упрощенным уходом за линзами. Одним из ключевых факторов популярности одноразовых линз, получивших распространение в некоторых развитых странах, таких как США и Япония, является их повторяемость, процесс изготовления, пригодный для массового производства, и обусловленная этим разумная и низкая стоимость.
VI. История развития контактных линз в Китае
Контактные линзы также называются контактными линзами на китайском языке. Шанхайский оптический магазин Wu Liangcai был первым в Китае, кто в 1946 году ввел контактные линзы зарубежного производства, но только в 1962 году Шанхайский медицинский колледж и Шанхайский оптический завод № 2 совместно разработали и произвели первые роговичные контактные линзы в Китае, которые тогда были сделаны из ПММА. к 1970-м годам они снова совместно разработали первые мягкие роговичные контактные линзы в Китае.