عینک طبی و عینک آفتابی

لنز تماسي وسیله برای استفاده بر روی چشم جهت اصلاح بینایی است.اگرچه برخي افراد از لنزهای تماسی رنگی صرفا برای تغییر رنگ چشمشان استفاده میکنند. لنز پلاستیکی نازک روی یک لایه نازکی ازاشکها درست روی قرنیه شناور است. برای برخی از انواع بیماری چشم، لنزهای تماسی بهتر از عینک های معمولی هستند. بسیاری از افراد به دلایل زیبایی لنزهای تماسی را بیش از عینک ها ترجیح می دهند و علاقه مندان به فعالیت های ورزشی لنزهای تماسی را به خاطر آزادی هایی که برای آنها فراهم می کند، ترجیح می دهند. اساسا سه نوع لنز وجود دارد: نرم، سخت، و گاز تراوا. لنزهای نرم معمولا راحت تر قابل گذاشتن در چشم هستند، اما آنها همچنین بیشتر از لنزهای سخت باعث اشک میشوند. لنزهای سخت نیز بیشتر خود به خود از چشم خارج میشوند. لنزهای گاز تراوا ترکیبی از دو نوع سخت و نرم است، که امکان راحتی بیشتری نسبت به لنزهای سخت فراهم می کند، اما احتمال افتادن لنز بیش از لنزهای نرم است. لنزهای تماسی معمولا در طول روز پوشیده می شوند و هر شب برای نظافت آنها برداشته می شوند. لنزهای تماسی دائمی این امکان را به کاربران میدهند که آنها را بیشتر بر روی چشم خود داشته باشند، حتی زمان خواب. اخیرا، لنزهای تماسی یک روزه در حال افزایش محبوبیت در میان دارندگان لنز هستند. این لنزهای تماسی تنها برای یک روز بر روی قرنیه قرار داده میشوند و خود به خود  از بین می روند، بدون هیچ زحمتی برای نظافت شبانه.

تاریخچه

اولین لنز تماسی توسط متخصص فیزیولوژیست آلمانی آدولف فیک در سال 1887 ساخته شد. لنز فیک از شیشه ساخته شده بود و به عنوان لنز اسکلرال ساخته شده بود؛ زیرا آن قسمت سفیده چشم یا اسکلرا را پوشش میداد. تا سال 1912، یکی اپتیکدان دیگر، کارل زایس، یک لنز قرنیه شیشه ای تولید کرد که بر روی قرنیه قرار میگرفت. دو دانشمند، اوبریگ و مولر، در سال 1938 یک لنز اسکلرال پلاستیکی معرفی کردند که از ماده ای که معمولا به عنوان پلکسی گلاس شناخته می شد ساخته شده است. از آنجا که از شیشه سبک تر بود، لنز پلکسی گلاس به راحتی روی چشم قرار داده میشود. اولین لنز قرنیه پلاستیکی توسط کوین توفی در سال 1948 ساخته شد.

برای تولید این لنزها در سایز مناسب، و لنز به روش قالب گیری بر اساس سایز کره چشم فرد ساخته میشد. این روش بی تردید ناراحت کننده بود، و لنزها اغلب برای پوشیدن مشکل ساز بودند. لنزهای اسکلرال چشم را از اکسیژن  محروم کرده و بسیاری از این لنزهای از جای خود در جا به جا میشدند و یا از خود به خود از چشم بیرون می افتادند و اغلب خارج کردنشان از چشم هم عجیب و غریب و دشوار است. اولین لنز قرنیه  توهی(Touhy) دارای قطر 10.5 میلی متر بود و در سال 1954 توهی قطر را تا 9.5 میلیمتر کاهش داد و باعث استفاده آسانتر از آن شد. در همین زمان، شرکت Bausch & Lomb   یک کراتومتر توسعه داد که قرنیه را اندازه گیری می کرد و نیاز به قالب گیری از چشم را از بین برد.

اولین لنزهای نرم تماسی موفقیت آمیز توسط شیمیدانان در چک اسلواکی توسعه یافت. در سال 1952، استادان گروه پلاستیک در دانشگاه فنی پراگ، هدف خود را طراحی مواد جدیدی کردند که با بافت زنده مناسب بود قرار دادند. هدف آنها تولید لنزهای تماسی نبود، اما تا سال 1954 این تیم چیزی را اختراع کردند که ژل «هیدروفیل» (بخاطر آب دوستی) نامیده میشد، پلیمری پلاستیکی که برای ایمپلنتهای چشم، مناسب بود. دانشمندان بلافاصله پتانسیل پلاستیک جدید را برای استفاده در ساخت لنزهای تماسی شناسایی کردند و شروع به آزمایش روی حیوانات کردند. این تلاش ها توسط همکاران او در زممینه اپتیک نادیده گرفته شده بود، اما یکی از دانشمندان به اسم اتو ویچترل(Otto Wichterle) بی واهمه بود و شروع به تکمیل لنزهای نرم در آشپزخانه اش کرد. ویچترل و همسرش 5500 جفت لنز تماسی را از خانه خود برای آزمایش در سال 1961 تولید کردند و موفقیت آنها در نهایت توجه جامعه علمی گسترده را به خود جلب کرد. شرکت آمریکایی Bausch & Lomb لایسنسی را برای این تکنولوژی صادر کرد و آنها شرکت Softlens را در سال 1971 راه اندازی کردند. فقط در سال اول، این شرکت بیش از 100،000 جفت را فروخت، و لنزهای تماسی نرم تاکنون از محبوبیت فراوان برخوردار بوده است.

مواد اولیه

مواد خام لازم برای لنزهای تماسی یک پلیمر پلاستیکی است. (پلیمر ترکیبی از زنجیره هایی از مواد است که ب وسیله متصل کردن مولکولهایی از جنسهای مختلف به هم ایجاد میشوند.) لنزهای سخت از برخی از انواع پلی متیل متاکریلات (PMMA) ساخته می شوند. لنزهای نرم از یک پلیمر از جمله پلی هیدروکسی استیل متاکریلات (pHEMA) ساخته میشوند که دارای ویژگی های هیدرولیکی است، به این ترتیب می تواند آب را جذب کند و همچنان شکل خود و کارکردهای نوری را حفظ کند. علم مواد لنز همیشه توسط سازندگان لنز به روز می شود و مواد خاص هر لنز تماسی ممکن است بسته به سازنده متفاوت باشد.

فرآیند تولید

لنزهای تماسی ممکن است برش توسط ماشین تراشکاری یا فرآیند قالب سازی تولید شوند. تشکیل لنز با شکل دادن پلاستیک روی یک سطح منحنی مخصوص انجام میشود. منحنی اصلی لنز منحنی قدام مرکزی (CAC) و منحنی خلفی مرکزی (CPC) نامیده می شود.CAC  به منحنی کلی دور لنز اشاره دارد که به طرف بیرون قرار دارد. این کناره بیرونی، تغییرات انکساری صحیح را برای برطرف کردن نیازهای بصری بیمار اعمال میکند. CPC سمت داخلی لنز است. این قسمت مطابق با اندازه چشم بیمار است. معمولا این دو منحنی ابتدا شکل می گیرد و سپس در این مرحله گفته میشود لنز نمیه آماده است. هنگامی که منحنی های محیطی و میانی ایجاد می شوند، ساخت لنز به پایان می رسد و لبه شکل می گیرد.

روش ریخته گری

• ریخته گری لنز را می توان با چندین روش متفاوت انجام داد. لنزهایی که ابتدا در پراگ ساخته شدند، به روش قالب گیری چرخشی تولید شده بودند. سه مایع مختلف به قالب های چرخشی باز ریخته میشوند. انحنای بیرونی لنز از طریق قالب شکل گرفته و انحنای داخلی براساس سرعت چرخش قالب شکل می گیرد. نیروی گریز از مرکز چرخشی به پلیمریزاسیون مایعات منجر میشود، به طوری که زنجیره های مولکولی به هم متصل میشوند تا پلاستیک مورد نیاز هیدروفیلی را تشکیل دهند. روش تولید انبوه قابل اطمینان قالب گیری تزریقی است. در قالب گیری تزریقی، پلاستیک مذاب به قالب تحت فشار تزریق می شود. سپس لنز از قالب خارج می شود و خنک گردانده میشود. سپس بر روی لنز لنز با ماشین تراشکاری عملایت فینیشینگ انجام میشود. همچنین ممکن است لنزها به طور کامل از طریق قالب سازی تولید شوند، به این معنی که آنها نیازی به برش تراش نداشته باشند. این یک پیشرفت اخیر است که از طریق ریخته گری بسیار خودکار تحت کنترل رایانه امکان پذیر است.

روش تراشکاری

• شکل دهی اولیه لنز نیز می تواند با برش بر روی تراش انجام شود. ابتدا یه قطعه ساخته میشود. این قطعه یک دایره است که کمی بزرگتر از اندازه لنز نهایی است. این می تواند از یک میله پلاستیکی برش داده شود یا از یک ورق پلاستیکی بریده شود. بعد قطعه به وسیله یک قطره موم مذاب به دکمه ی استیل چسبانده میشود. سپس دکمه روی یک ماشین تراش متصل میشود که با سرعت بالا شروع به چرخش می کند. یک ابزار برش، که ممکن است یک الماس یا یک لیزر باشد، برای شکل دادن  CPC، برشهای محدب روی قطعه ایجاد می شود. وسیله های اندازه گیری روی ماشین تراش عمق برش را برای کمک به اپراتور لنز اندازه گیری می کند.

• دکمه نگهدارنده قطعه بعدا به دستگاه پولیش منتقل می شود. دستگاه پولیش قطعه را جلوی پولیش میگیرد، که یک دیسک چرخشی با یک شکل ساینده است. شکل پولیش با CPC لنز مطابقت دارد. دستگاه پولیش قطعه را در یک جهت میچرخاند و پولیش را در جهت معکوس. این همچنین قطعه را در یک حرکت کوچک به شکل هشت انگلیسی حرکت می دهد. سایش سطح لنز را تمیز می کند.

• سپس لنز جلا داده شده بر روی یک شفت فولادی به نام محور نصب می شود. انتهای محور در مطابقت با CPC قرار دارد تا لنز بر روی شفت قرار گیرد. محور بر روی ماشین تراش نصب شده است، و شکر محدب دیگری در سمت دیگر لنز ایجاد میکند تا منحنی اصلی دیگر، CAC را تشکیل دهد. حالا این سمت لنز پولیش داده شده است و ماشین پولیش برای منطبق شدن با منحنی محدب CAC تنظیم شده است. هنگامی که این سمت لنز هم پولیش داده شد، لنز نیمه تمام است.

تکمیل

• لنزهای تماسی نیاز به چندین منحنی بیشتر دارند تا لنز دقیقا در چشم بیمار قرار گیرد. منحنی های نهایی، منحنی های قدامی و خلفی محیطی و منحنی های قدامی و خلفی متوسط هستند که شکل لنز در لبه ها را تعیین می کنند. لنز به وسیله مکش یا با نوار دو طرفه، بر روی محور نصب شده است. محور در ماشین تراش یا ماشین سنگ زنی نصب می شود. این برشهای کوچکتر ممکن است با کاغذ سمباده ای یا با تیغ تراش برش داده شود. قطر لنز نیز میتواند در این زمان کاهش یابد.

کنترل کیفی

• کنترل کیفیت برای لنزهای تماسی بسیار مهم است، زیرا آنها دستگاه های پزشکی هستند و باید متناسب با چشم شخص استفاده کننده، باشند. لنز ها پس از هر مرحله از فرآیند تولید بازرسی می شوند. لنزها برای ناهنجاری ها تحت میکروسکوپ مورد بررسی قرار می گیرند. آنها همچنین با استفاده از یک گراف سایه اندازه گیری می شوند. یک سایه بزرگ از لنز روی یک صفحه نمایش دارای یک نمودار برای اندازه گیری قطر و انجنا انداخته میشود. هر گونه خطا در شکل لنز در سایه نشان داده می شود. این فرآیند میتواند به صورت خودکار توسط کامپیوتر اجرا شود.

بسته بندی

پس از گذر لنزها از بازرسی، آنها استریل میشوند. لنزها در مخلوطی از آب و نمک برای چند ساعت جوشانده میشوند تا نرم شوند. سپس، لنز بسته بندی می شود. بسته بندی استاندارد برای لنزها یک بطری شیشه ای است که با یک محلول نمک پر شده و س رآن با لاستیک یا فلز بسته میشود. ماده هیدروفیلیک لنزهای تماسی نرم، محلول شور را که شبیه اشک های انسانی است، جذب می کند و نرم و قابل انعطاف می شود. لنزهای در این مرحله آماده استفاده هستند.

آینده

مواد مورد نیاز برای لنزهای تماسی موضوع پژوهشهای بسیاری است. دانشمندان در حال بررسی دستور العمل های مختلف شیمیایی هستند که می توانند ویژگی های پلاستیکی را مطلوب تر نشان دهند. یک پلیمر که در حال بررسی است یک ترکیب سیلیکون و اکسیژن به نام سیلوکسان است. سیلوکسان یک فیلم نازک و انعطاف پذیر را تشکیل می دهد و اکسیژن را از میان خود25 بار بهتر از لنزهای نرم افزاری استاندارد به طرف چشم عبور میدهد. معایبی هم برای این ترکیب وجود دارد: سیلوکسان به راحتی مرطوب نمی شود و لیپید ها (چربی ها) را به سطح خود جذب می کند و که باعث ابری شدنش میشود. محققان راهی برای افزودن مولکول های فلورین به ترکیب سیلوکسان پیدا کرده اند، که باعث می شود مواد به مقاومت در برابر چربی ها کمک کنند. سپس آنها به روششیمیایی یک عامل مرطوبکننده را متصل میکنند، که با جوشاندن در محلول نمک، شکل مولکولی خود را تغییر می دهد، به طوری که ماده می تواند آب را مانند یک لنز نرم سنتی جذب کند. این مواد ممکن است در نهایت منجر به تولید لنزهای تماسی دائمی شود که می تواند برای هفته ها به صورت مداوم استفاده شود.

محققان همچنین پلیمرهای جدیدی را که می توانند برای لنزهای اسکلرال مورد استفاده قرار گیرند، بررسی می کنند. برای اکثر افراد، لنزهای مناسب هستند، اما لنزهای بزرگ اسکلرال برای بیماران مبتلا به قرنیه شدیدا آسیب دیده مفیدند. بسته به مشکل چشم، بعضی از بیماران نمیتوانند بدون پیوند قرنیه چشم خود، دوباره ببینند، اما لنزهای اسکلرال ممکن است به بیماران کمک کنند تا جراحی چشم را انجام دهند. لنزهای اسکلرال بر روی قسمت سفید چشم قرار می گیرند و طاقی را روی قرنیه ایجاد می کنند. این فضای بالای قرنیه با اشک مصنوعی پر میشود، که برای مسطح کردن سطح آسیب دیده قرنیه مفید است. در گذشته، لنزهای اسکلرال موجب ناراحتی بودند زیرا اکسیژن کافی به چشم نمیرسید، اما تحقیقات در مورد مواد جدید بر روی لنزهای دارای قابلیت نفوذ اکسیژن تمرکز کرده اند.

مواد مورد نیاز برای لنزهای قابل نفوذ اکسیژن همچنین در شاتل فضایی Endeavor آزمایش شده است. طراحان این آزمایش معتقدند که شرایط میکرو گرانشی مواد لنز را ارتقا می دهد که مواد زائد را بهتر دفع کرده و اکسیژن را به طور موثرتر از پلیمرهای ساخته شده در آزمایشگاه های سنتی پردازش می کند. اگر از لحاظ تجاری مقرون به صرفه باشد، نسل جدید لنزهای تماسی ممکن است در فضا ساخته شود.