接触镜的历史现状和展望
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发布时间：2024-08-11 22:31
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时间：2024-08-20 15:28
一、接触镜的发展是一部充满尝试和失败的历史，也是充满挑战和不断进步的历史。科学技术的进步是现代接触镜发展的原动力。人们一直在寻找理想的接触镜，即符合以下条件的接触镜：
清晰：成像质量好，提供优良的矫正视觉;
舒适：配戴者不会感觉明显的异物感;
持久：能够长时间地配戴;
安全：不会对眼睛产生刺激和毒性;宁波市第六医院眼科王育文
透氧：能够保证配戴时眼睛所需要的氧气供应;
稳定：不容易和眼睛生物组织和泪液成分发生反应;
耐用：使用寿命长;
湿润性好：保持表面良好的湿润性，提高配戴舒适度;
抗沉淀：表面不容易形成沉淀物，延长镜片寿命;
简便：容易护理和保养;
容易验配：验配流程简易，便于推广。
为实现这样的目标，接触镜从天才科学家的灵感，到无数医学、材料化学、光学等领域杰出人士不断地实践中，在理念、材料和设计、配戴和更换方式等各方面都历经了巨大而深刻的发展。虽然至今接触镜仍未达到十全十美，但已拥有从未有过的成功和数量众多的配戴者。在发达国家，接触镜配戴占屈光不正矫正者的5~15。
二、接触镜的发展简史
1、“接触镜”的设想者
16世纪到19世纪之间的许多文献记录了接触镜理念的雏形。文艺复兴时期的达.芬奇是第一个描述“接触”镜的人，1508年他在一幅图中介绍了将眼睛浸泡到盛水容器中时，可以中和角膜的屈光力的机理。尽管当时他是为了了解眼的调节机制，但却无意中表达了接触镜的基本原理。
1637年，Rene Descartes介绍了一种充水玻璃管装置，实现轴长的增长，增大视网膜像，可以使人获得更好的视力。如果用透镜来代替玻璃，同样实现像的放大。
物理学家Thomas Young在1801年研究调节时，使用 一25mm长的管子与眼接触，内充满水，一端用双凸镜封闭。
John Herschel爵士是英国天文学家,1845年他根据Thomas Young和George Airy等人的思想，推测用接触眼睛的器具矫正角膜散光，设想在角膜表面放置球面玻璃或覆盖胶状物质制模。Herschel可能是第一位描述美容接触镜的人，也可称之为“接触镜之父”。
在19世纪后期，白内障手术时医生并不使用缝线，角膜感染率很高。1886年Xavier Galezowski在角膜创口上覆盖0.25~0.50 mm厚的在药水中浸泡过的凝胶，显著减少了术后感染。他是第一位应用治疗性接触器具的人。
2、谁是接触镜的发明者
1886年以后的几年中，大量的接触镜研究在开展，但是谁是世界上第一位将接触镜戴入人眼的真正发明者?
1888年，当时在苏黎世工作的德国眼科医师Adolf Fick尝试研制与眼接触的矫正镜片，最早在兔子眼上尝试，然后在自己眼睛和不规则瘢痕角膜的患者眼上配戴，避免了眼球的摘除。但他设计的镜片难以制作和戴入，会引起比较明显的机械刺激。
也是在1888年，法国人Eugene Kalt在为圆锥角膜患者治疗的过程中，应用了玻璃壳来代替压迫敷料，玻璃壳的曲率与角膜一致，可显著改善患者的视力。
根据1910年教科书，德国人August Mller曾宣布1887年他们给患者戴上了部分透明的玻璃保护壳套。与前两位不同的是，Mller是第一位研制屈光矫正作用的医生。他本人就是高度近视，他将镜片后表面制成与角膜前表面相似的形状，与眼睛相接触，可矫正他高达14D的近视。他认为泪膜的虹吸作用可使镜片吸附在角膜上，并可通过改进镜片边缘翘起来改善泪液循环。为患者配戴有屈光力的接触镜之荣誉无疑要给他。他在Kiel大学就职演讲中描述了他的发明，并称之为“contact lens”。
在此后的几十年里，人们对接触镜的兴趣开始消退，该领域的进展甚微。
3、接触镜发展里程
按照时间顺序，接触镜的发展过程中主要的标志性事件如下：
表1一1接触镜发展里程
年代 表性人物 事件 意义
1508年 达.芬奇 在著作Codex of the Eye中表达了与接触镜类似的原理 被认为是第一个有记录的描述“接触”镜的人
1845年 John Herschel
在论文中阐述接触镜的原理 被认为是“接触镜之父”
1888年 Adolf Fick，August Mller等 率先研制巩膜镜，在动物和人眼上尝试 从概念到实物，进入玻璃巩膜镜时代
20世纪30年代 PMMA面世并用于制作接触镜 进入塑胶巩膜镜时代
1946年 Kvein Tuohy
无意中制作出角膜接触镜 进入角膜接触镜时代
20世纪50年代 Otto Wiehterle 研制出HEMA材料 进入软镜时代
20世纪60年代~20世纪70年代 博士伦等美国公司
购买了软镜旋转成形技术专利，并开始大规模生产 软镜时代全面来临
20世纪60年代 硅胶材料问世，受限于表面湿润性问题而未有巨大进展
20世纪70年代 John de Carle
提出长戴型镜片概念，受限于材料和设计未能有巨大进展
20世纪70年代 - RGP材料开始出现，PMMA镜片逐渐退隐 RGP时代的萌芽
20世纪80年代 美国强生公司 提出抛弃型镜片概念 带来配戴方式上的变革
20世纪90年代 美国PTC公司、日本美尼康株式会社等 不断改进RGP材料和设计，透氧率极大提高 RGP镜片在发达国家日益普及
20世纪90年代末~21世纪初 新一代硅水凝胶材料开发成功 新型高透氧软镜材料;可用于连续配戴
下面就接触镜材料、设计、配戴方式和更换周期等的发展对接触镜的历史进行回顾，并对未来进行展望。
三、接触镜材料的发展
1、PMMA
最初的接触镜是用玻璃制作的。20世纪30年代聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在美国问世，与玻璃相比，它更适合作为接触镜材料。
当时用PMMA材料制成的镜片的形式是巩膜镜，后来Tuohy在1946年设计出了PMMA角膜接触镜，并获得专利。此后，镜片的设计也逐渐由单弧角膜接触镜进展到多弧角膜接触镜。
PMMA很透明，而且密度比玻璃低，能被设计并加工成更薄的接触镜，所以PMMA很快成为风靡全球的接触镜。
PMMA镜片有许多优点，包括容易制造，耐用，参数可以改变，光学性能佳，表面湿润性好，参数稳定，能矫正角膜散光等。可以说，PMMA几乎是完美的接触镜材料，但它存在一个致命的弱点――不透气，导致了诸多缺氧引起的临床并发症，如新生血管，内皮多形变等。虽然人们努力通过改进设计和配戴方式试图弥补这个缺陷，但是PMMA的非透气性最终还是结束了其命运。现在世界上只有在很少数情况下才尝试用PMMA镜片进行临床验配。
人们开始认为，最理想的接触镜材料是PMMA的所有优点加上透氧性，这就是此后寻找和发展接触镜材料的动力。
2、水凝胶软镜
软镜占据当前全球接触镜市场的80以上。最早的软镜材料为HEMA,是捷克斯洛伐克科学家Otto Wichterle教授于1954年开发出的一种亲水性(含水量38.6)高分子聚合物，对营养物质和代谢物有一定的通透性。经过不断改进，该材料制成的角膜接触镜成功问世，并获得专利。Wichterle教授还发明了接触镜的旋转成形自动化生产线。Wichterle教授开发的旋转成形生产技术、镜片材料和设计引起了美国产业界的兴趣，美国博士伦公司购买了这些专利并开始了大规模的商业化运作，并于1972年进入市场。
随着人们对接触镜连续配戴的追求，试图通过增加镜片含水量来提高氧的通透性，通过实现这个目标，也开发出了其他不同类型的软镜材料，包括含水量高达71的材料，由于分子结构上与HEMA材料不同，它们统称为非HEMA材料。
软镜的出现，使接触镜进入了迅速普及发展的新纪元，配戴人数迅速增加。但是随之而来对镜片配戴的误解和使用不当导致了临床并发症的不断出现，促使人们在新材料开发、配戴方式、更换周期上进行更多的改进，实现安全、健康的配戴。
3、硅胶软镜
硅胶是一类独特的接触镜材料，根据物理特性，它属于软镜类，但不同于普通的水凝胶软镜，硅胶弹性体不含水，因此在某些方面它又与硬镜材料有些相似。
硅材料高度通透氧和二氧化碳，因此对角膜呼吸干扰很少。不过由于硅材料的疏水性，增加了制作上的难度，必须经过处理才能舒适配戴。由于提高表面湿润性相当困难，在20世纪50年代后期问世后很少有大的进展出现。直至20世纪90年代新技术的发展，使得硅与水凝胶材料获得稳定的结合，形成硅水凝胶(silicone hydrogel)材料，这种材料既保持了硅高透氧的特点，又兼备水凝胶材料亲水的优势，显著改善了材料的湿润性，在美国等国获得允许可连续配戴30天。
4、RGP镜
RGP(rigid gas permeable的缩写)材料，是一类兼备硬性和透氧性的接触镜材料的总称。理想的接触镜材料，近似地相当于PMMA加上较高的透氧性。因此最早的尝试是将高透氧的硅材料加入PMMA结构中，这种材料被称为硅胶丙烯酸酯。后来出现的氟硅胶丙烯酸酯改善了硅胶丙烯酸酯表面因硅含量较高导致的湿润性差和容易形成蛋白沉淀的缺点。
就其对角膜的健康来讲，硬性透气性接触镜(RGP)是目前最好的镜片，而且光学性能好，矫正散光的效果佳。但是RGP的验配需要验配师掌握更多的临床验配知识和技能，需要配戴者有一定的素质和理解程度，才能成功适应这种镜片，同时还要求有比较个性化的设计和镜片制作实验室提供制作良好的镜片。由于上述种种原因，RGP的验配目前在我国还处于刚刚起步但前景光明的阶段。
四、接触镜设计的发展
最早的接触镜的设计形式是巩膜接触镜。历史上第一片角膜接触镜的出现，可追溯到这样一个无心插柳的失误：1946年当Kevin Tuohy在制作PMMA接触镜中出现了失误，他在车削镜片时，把巩膜部分和角膜部分分开了。当时他突发奇想，于是将角膜部分抛光，并将该镜片戴入自己的眼中，发现镜片能耐受。于是进行了进一步的实验，研制出早期的硬性角膜接触镜。
Tuohy设计的镜片是单弧球面设计，存在两个缺点：镜片对角膜中央区过度压迫，边缘过度翘起，导致角膜中央磨损、水肿，且镜片容易从眼内掉出。这个问题后来通过改变镜片后表面周边曲率得到妥善解决，形成了多弧设计。
后来的设计师还从角膜表面非球面形状中继续得到启发，将接触镜后表面也设计成非球面，以期获得更加良好的配适。多焦设计的接触镜为老视者的矫正带来了新的方式。针对术后角膜和角膜塑形术开发出来的反几何设计的接触镜，具有中央平坦，周边陡峭的特点。
五、接触镜配戴方式和更换周期的发展
理想的接触镜的一个重要标准是给配戴者带来便利的配戴方式，这在接触镜配戴方式和更换周期上发展的趋势是两极化：要么越戴越长――长戴或者连续配戴;要么越戴越短――抛弃甚至一日抛弃。
1、配戴方式的发展
20世纪70年代出现的早期软镜为低含水量水凝胶软镜，在美国，接触镜由食品和药品管理局(FDA)作为医疗器械进行管理。FDA当时规定其为日戴型镜片。
到20世纪70年代后期，消费者期望能配戴镜片过夜。当时的视光师认为通过提高软镜材料的含水量能实现这一目标。但因为许多由于长戴引起的角膜缺氧和镜片污染等临床问题的报道连续出现而使长戴的概念受到严峻挑战。
通过不断地研究人们逐渐了解了配戴接触镜条件下角膜氧供的基本需求，根据这些研究结果人们开始能够比较主动地对镜片设计和材料进行改进以达到安全甚至理想的长戴。氧通透性高的RGP材料和新型硅水凝胶材料的出现使得长戴或者连续配戴成为可能。
2、更换周期的发展
20世纪80年代中叶之前，人们认为只要镜片保持相对清洁，无破损，并能持续有效矫正配戴者的屈光不正，那么该镜片可以继续使用。即使镜片有裂痕或表面有不同程度的沉淀物沉积，但仍应尽量延长镜片寿命。这种更换方式的接触镜称为传统型接触镜。根据镜片的类型不同，一般接触镜按照传统型配戴的寿命，即更换周期为：PMMA硬镜3~5年，RGP镜片1~2年，传统型软镜大约1年。
1985年，最早抛弃型镜片在丹麦出现。次年美国强生公司获得相关技术进行规模化生产和销售。抛弃型镜片所用的材料与传统型软镜相同，其设计也相似，但其特点是作为一次性使用的医疗器具，意味着仅戴用一次，可以是日戴1天，或者是连续配戴1周或30天，然后丢弃。
抛弃型镜片的优点是：显著减少了传统型镜片的沉淀物和表面损伤等问题;不用或简化镜片护理保养而更加方便。抛弃型镜片在一些发达国家如美国、日本成为常见的镜片更换方式，它的普及推广的关键之一，就是重复性好、适合大批量生产的制造工艺以及由此带来的合理、低廉的成本。
六、中国的接触镜发展历史
接触镜在中文中也叫隐形眼镜。上海吴良材眼镜店在1946年在中国率先引进国外生产的接触镜，但直到1962年，上海医学院与上海眼镜二厂才联合研制生产出中国最早的角膜接触镜，当时的材料是PMMA。到了20世纪70年代，它们再次联合研制出中国第一副软性角膜接触镜。
