Первые линзы для глаз: неужели изобретатель Леонардо да Винчи

Вы удивитесь, узнав, что первые попытки создания линз принадлежат Леонардо да Винчи! Он в 1508 году нарисовал эскиз приспособления, которое можно использовать для коррекции зрения. Согласно эскизу, оптическое устройство должно устанавливаться на глаз, и большая часть современных специалистов уверена, что именно оно стало прототипом контактных изделий, которые используются сегодня.

Изобретение контактных линз полностью перевернуло представление человека о коррекции зрительных расстройств, они позволяют чувствовать себя свободнее и увереннее.

История создания первых линз для глаз

История началась с идеи Да Винчи, а продолжили ее развивать ученые:

Рене Декарт

1637 год: французский физик и математик изобрел прибор похожий на телескоп. Он заполнялся водой и в которую было вставлено увеличительное стекло. Только лишь контакт изделия с глазом является сходством с контактной линзой.

Томас Юнг

1801 год: англичанин Юнг смог совершенствовать идею Декарта. Трубка-телескоп стала короче, в связи с этим лучи света лучше фокусировались на сетчатке глаза. При креплении использовался воск.

Джон Гершель

Систематизировать все теоретические знания по изобретению решил английский ученый. Изначально описал конструкцию роговичной линзы, а через десяток лет доказал, что возможно лечить астигматизм с помощью изобретенного устройства. Гершель настаивал на том, что она должна быть прозрачной: стеклянной или желеобразной, а главное важно повторить форму роговицы газа.

Когда изобрели первые модели – вклад Фика, Кальта и Мюллера

Изобретение первых изделий, которые держались на глазах – заслуга:

Мастер Адольф Фик

1888 год: появились первые контактные стекляшки благодаря врачу Адольфу Фику. Стеклянная она весила 0,5 грамма. Позже создал склеральные, которые лучше крепились к глазам. Отливались линзы при помощи гипса и слепков глаз трупов.

Испытания проходили сначала на животных, в последствии он проводил их на себе, изучая и описывая в своем учебнике про адаптацию и использование.

Эжен Кальт, 1888

В марте 1888 года Кальт сообщил, что изобрел роговичные изделия, которые лечат кератоконус. Роговичными они не были, т.к. не были полностью прозрачными и опирались на склеру. И хотя держались на глазах они прочно, был и минус – раздражение век.

Август Мюллер, 1889 год

В 1889 Мюллер изготовил линзу со слепка органа глаза. Технология стала основой для его последователей. Поняв, что есть проблема – недостаток кислорода для глаз, заполнял водой пространство между стеклом и глазами, но роговица только отекала от этого.

Карл Цейс, 1913 год

В 1913 году фабрика немецкого изобретателя начала массово выпускать контактные линзы. Они были лучше, чем у Мюллера и выпускались шлифованными. Позже появились наборы и врач мог подобрать индивидуальные стекляшки для пациента: выбрать оптическую силу, размер. Носить долго не представлялось возможным, т.к. вызывало гипоксию.

Как  делали первые контактные линзы

1913 год: массовый выпуск начала фабрика Карла Цейса. “Роговичные” модели все еще плохо покупались из-за ненадежной посадки. До 1937 года делали стеклянными, прозрачными – в области радужки, белыми – в зоне склеры.

Разница между мягкими и жесткими линзами рассмотрена тут.

1938 год: американцы Обриг и Малер изготовили первые синтетические пластиковые (именуемые полиметилметакрилатом/ РММА) линзы. Их преимуществами были малый вес, плотное прилегание, хорошее “сцепление” со слизистой. Это позволило наконец уменьшить размер до 12 мм.

1960 – год революции в мире контактных линз. Отто Вихтерле, чешский химик, разработал полимер, способный насыщаться влагой. Мягкие эластичные пленки невесомо ложились на поверхность глаза. Материал, названный гидрогелем, поглощал и удерживал до 40% воды. Проблема увлажнения-газообмена в принципе была решена.

С этого момента инновации линз стремительно нарастают:

• 1978 – первые мягкие торические для коррекции астигматизма;
• 1979 – жесткие газопроницаемые;
• 1984 – первые цветные (CibaVision);
• 1988 – мягкие плановой замены от Johnson & Johnson;
• 1999 – однодневные силикон-гидрогелевые;
• 2016 – водоградиентные (в 2-3 раза более влажные);
• 2018 – бионические со встроенными электронными схемами.

История создания методики коррекции зрения линзами

С точностью изготовления росли возможности применения линз. От первоначального лечения близорукости, весьма приблизительного, врачи перешли к коррекции дальнозоркости, возрастных изменений, комплексных нарушений.

В несколько раз выросло разрешение: сегодня линзы способны корригировать миопию в -35 диоптрий (с очками это невозможно). Современные методики учитывают не только вид патологии, но и образ жизни, род занятий пациента: есть для спортсменов, для IT-инженеров, для ночного ношения. Подробнее про подбор ночных линз здесь.

Опытный окулист с помощью пары пленок одновременно решает несколько задач, например: сочетание пресбиопии, астигматизма, миопии с разными показателями глаз.

Методы и технология изготовления контактных линз

Разработано и внедрено 5 способа изготовления (или их сочетание):

Центробежное формование

Мономер заливают в чашеобразную форму, вращаясь с определенной скоростью, он распределяется по поверхности и застывает. Затвердевшую заготовку достают и насыщают водой или гидратируют. Далее этап компьютерного фотоконтроля и стерилизации. Это самый дешевый метод производства линз. Самые дешевые линзы представлены в данном материале.

Точение

На высокоточном станке из заготовки вытачивают нужную сложную форму. При этом важна температура + 22 градуса и влажность 45 %. Делают мягкие и жесткие линзы,а метод дороже центробежного в 4-5 раз.

Создавать литьём

На основе форм-матриц делают копии, которые застывают под ультрафиолетом. Далее этапы полировки, гидратации, тонировка, контроль за качеством, стерилизация, упаковка и маркировка. При полировке силикон-гидрогелевых линз используется специальная жидкость  электрический ток.

Понять, как проходит подбор контактных линз по параметрам можно в статье.

Изготавливаться прессованием

Изредка применяется уже не особо популярный метод производства, такой как прессование. Этот метод напоминает литьё, вот только не жидкий мономер заливается в форму, а уже затвердевшая полимерная форма прессуется специально подготовленными пресс-формами (сухое прессование), или же прессуют сразу фому прошедшую гидратизацию.

Смешанная – Реверсивный процесс 3

Передняя поверхность линз изготавливается центробежным методом и поверхность идеально гладкая, а задняя – точением, что позволяет сделать любую сложную геометрическую форму.

Плюсом является кислородопроницаемость, а минусом длительный процесс изготовления и высокая стоимость.

Удобство ношения линз непрерывного ношения описана по ссылке.

Видео

Интересное видео с процессом изготовления линз

Выводы

1. Идея создания чего-то похожего на линзы принадлежала мастеру Леонардо да Винчи.
2. Изобретение первых стекляшек, которые держались на глазах, было в 1888 году.
3. Первые изделия создавать пытались и изготавливались они из стекла и плохо фиксировались на глазах.
4. Есть 5 методик и технологий изготовления цветных и линз с диоптриями.