002 角膜接触镜的历史和发展 - 角膜接触学

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002 角膜接触镜的历史和发展

2009-11-28 14:52:36 来源:网络作者:admin 【大中小】浏览:25303次评论:0条

回顾历史，我们将发现角膜接触镜的发展是一部充满尝试和失败的历史，同时又是充满挑战和不断进步的历史。虽然到今天为止角膜接触镜仍未达到十全十美，但却拥有从未有过的成功和数量众多的配戴者，科学技术的进步是现代角膜接触镜发展的原动力。
一、早期的角膜接触镜设想
早在1508年，文艺复兴时期的著名人物达芬奇在他所写的一本《Codex of the eye》手册中就介绍了将眼睛浸泡到盛水容器中时，可以中和角膜屈光力的实验（见图1-1），尽管当时他的主题兴趣是为了了解眼的调节机制，但却无意中表达了角膜接触镜的基本原理。

1636年，Rene Descartes介绍了一种充水玻璃管装置，该玻璃管的一端直接与角膜接触，另一端为透明玻璃，玻璃的形状可产生光学矫正作用。
作为研究调节的一部分，Thomas Young在1801年制作了一种眼杯的装置，该装置充满了水，并直接贴于眶缘，显微镜的目镜被装在眼杯的前端，因此形成了与Descartes相似的系统，但比前者适用，因为它允许瞬目。
John Herschel在他1845年编辑的一篇关于光的论文中曾建议，视力很差的不规则散光角膜可以采用两种矫正方法；一是应用球面玻璃盖，在角膜面充盈动物胶；二是作一角膜模子，然后注入一些透明的物质（见图1-2）。

二、玻璃巩膜镜片（19世纪80年代）
在1880年以后的几年中，角膜接触镜研究大量的开展，最初所使用的材料均为玻璃，镜片设计为覆盖角膜和巩膜的大镜片，称为巩膜镜片。
1888年德国眼科医生Adolf Eugene Fick在当年3月出版的一本《Archiv fur augenheilkunde》杂志上介绍了角膜接触镜制作过程，他设计的镜片前后表面平行，目的是为变形的角膜提供一规则的前表面，他认为巩膜镜片的巩膜缘能提供较好的支撑，能将较重的玻璃镜片力量均匀分布。他给兔子戴上了无焦的巩膜接触套，然后又戴入自己的眼睛，最后在一组志愿患者身上进行了试验（见图1-3）。

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根据1910年教科书记载，Miiller曾宣布1887年他们给患者戴上了部分透明的玻璃保持壳套。
1888年3月20日巴黎出版的一份报告中，发表了法国医师Eugene Kalt为两位圆锥角膜患者配戴了无焦的玻璃巩膜套而使视力获得明显改善的文章。
1889年August miiler还是一伴医学生，就开始从事接触镜的研究，1899年他提出，将镜片设计成后表面与角膜的前表面一致，而镜片的前表面用于矫正屈光不正。他在Kiel大学就职演讲中描述了他的发明，并称之为“COTACT LENS”，他还介绍了应用有屈光力的角膜接触镜矫正他自己的的近视（－14D）。

三、塑胶巩膜镜片（20世纪30年代）
1936年，聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）引进美国，同年，Feinbloom介绍了一种含有不透明塑胶巩膜支撑部分和透明玻璃角膜部分的巩膜镜片，不久以后，即出现应用车床技术制出的PMMA巩膜镜片。
PMMA很透明，而且比重比玻璃小，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材料。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，但PMMA存在一个致命的弱点，即透气性问题。
人们逐渐从临床上观察认识到影响角膜生理问题是由于角膜缺氧产生的，多少年来人们一直认为，最理想的接触镜材料是PMMA的所有优点加上透氧，这就是寻找和发展角膜接触镜材料的原动力。
四、硬性（角膜）镜片（20世纪60年代）
硬镜的发展，或者说角膜镜片的发展可追溯到这样一个故事，当时Kevin Tuohy在实验中发生了一个错误，即在车削巩膜镜片时，把巩膜部分和角膜部分分开了，Tuohy突发奇想，可能这样的镜片也能配戴，于是将角膜部分抛光，并将该镜片戴入自己的眼中，这时他发现能耐受，于是进行了进一步的实验，这就是现代硬性角膜接触镜的设计雏形。
随着角膜接触镜普及时代的到来，球面的Tuohy型镜片设计出现两个缺点：即镜片对角膜中央区的压迫和过度边缘翘起，产生角膜中央磨损和水肿，并易使镜片从眼内掉出。后来发现，这个问题可通过改变镜片周边曲率和镜片后表面来解决，由此推动了现代广泛应用的多曲率硬镜的发展。

五、软镜（20世纪60年代）
从广义来讲，软性角膜接触镜是角膜接触镜发展至今最成功的一个里程碑，软镜占了全球角膜接触镜市场的80%，最早的软镜材料为HEMA，由捷克斯洛伐克科学院的Otto Wichterle教授发明，他在研究人体植入的合成生物医学材料时意外地发现了这种材料，他当时用儿童机械工具包，发明了一种旋转成型技术。这项成果在1962年和1965年获得美国专利。后来美国的博士伦公司获得了这项技术，并于1972年进入市场。
虽然在20世纪70年代早期和中期，软镜已被众多的配戴者所接受，但随之而来的许多问题，及人们夸大了软镜的作用，一些误解普遍存在，例如，以为镜片能传递大气中所有的氧气，不久就发现，软镜的透氧性与镜片的含水量成正比，与镜片的厚度成反比，出现的与临床有关的问题除角膜缺氧、角膜染色外，还有护理液的毒性反应、与镜片污染有关的炎症问题，以及虽少但也偶有发生的感染问题。
20世纪70年代后期和80年代早期通过设计大而薄的镜片和减少护理液的毒性等措施，改进软镜的配戴性能。同时，软镜的品种也在不断扩大，大部分镜片由HEMA的聚合物制成。
20世纪70年代最初引入美国的软镜为低含水量软镜，由FDA规定为日戴型镜片，到20世纪70年代后期，消费者要求镜片能配戴过夜。一位英国视光学师John de Carle首先提出长戴型镜片的概念，他认为如果软镜材料的含水量能明显提高就可以持续配戴。到20世纪70年代后期，人们对软镜的长戴提出了怀疑，因为许多由于长戴引起的角膜缺氧和镜片污染等问题的报道连续出现。
人们逐渐了解到长戴型镜片必须比日戴型镜片传递更多的氧气到角膜，因为闭眼时睑结膜血管的氧只提供相当于睁眼时三分之一的大气氧。
图1-4为巩膜镜、硬镜及软镜的示意图。

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六、硅胶弹性体镜片（20世纪60年代）
在角膜接触镜材料中，硅橡胶形成一独特种类。根据它的物理特性，它属于软镜之类，这种材料可制作软镜，但与其他软镜材料不同的是，硅胶弹性体不含水，而这个特点与硬质材料相似。硅弹性材料高度透过氧气和二氧化碳，因此对角膜呼吸干扰很少。不过，这类材料在制作上较为困难，由于它是疏水性的，还必须经过处理才能达到舒适配戴，由于提高表面湿润性相当困难，限制了它的临床应用，从它自60年代中期问世至今，还很少有大的进展出现。
七、硬性透气镜片（20世纪70年代）
在很多方面，PMMA是理想的硬性角膜接触镜材料，它的惟一缺陷是透气性差，这种缺点迫使人们去发展对气体有通透性的硬镜材料。
第一种被尝试的硬性透气性镜片是醋酸丁酸纤维素（CAB），虽然它有较高氧通透性，但易于翘曲却是一个不可忽视的缺点。1971年Gaylord试图将硅加入PMMA结构中，这象征着在角膜接触镜聚合物中引入了称为硅胶丙烯酸酯的新家族。其他诸如苯乙烯和氟的配料也已经加入硬镜材料以试图进一步提高材料的生物相容性。
硬性透气性角膜接触镜（RGPCL）就其对角膜的生理来说是比较健康的镜片，而且光学性能好，矫正散光的效果佳。但是，RGP的验配需要更多的理论知识和技能，RGP的配戴需要一定的适应期，要求配戴者有一定的素质和理解程度，基于上述原因，RGP的验配目前不如软镜普及。
八、角膜接触镜配戴方式的发展（20世纪80年代至90年代）
20世纪80年代中叶之前，只要镜片保持相对清洁、无破损、并能持续有效矫正患者的屈光不正，那么就认为该镜片可以继续使用。虽然镜片已有裂痕或有不同程度的沉淀物附着，但仍尽量延长镜片寿命，这种角膜接触镜的配戴方式称为传统配戴方式。
根据镜片的类型不同，一般角膜接触镜的寿命为：硬镜（PMMA）可使用好几年，RGP镜片1~2年，传统型软镜一般为1年左右。

九、抛弃型（一次性）镜片/频繁更换型镜片（1980年代）
1985年，DANA镜片镜片最早的抛弃型镜片被引入丹麦，1986年美国强生公司获得该技术并经FDA核准可在美国使用。抛弃型镜片所用的材料与传统型软镜相同，其设计也与其相似，但其特点是作为一次性使用的医疗器具，这就意味着它们仅戴用1次或1~2周，然后丢弃。1995年，强生公司已在美国等许多国家推出每天抛弃的角膜接触镜。
抛弃型配戴方式的好处包括：几乎没有传统型镜片的沉淀物和损伤等问题，以及不用或简化了镜片护理保养。
抛弃型镜片的推广使用，取决于重复性好、适合大批量生产的制造工艺、以及合理、低廉的售价。
角膜接触镜的定期更换的配戴方式起源于斯堪的纳维亚国家，并且被一些眼保健工作者付诸实践多年，它是在角膜接触镜验配师看到抛弃型镜片频繁更换带来的明显好处后于1990年初才开始应用，配戴方式介于传统型和抛弃型配戴方式之间。其特点为定时、有计划地更换镜片，定期更换频率一般为1个月、3个月、半年不等。
十、21世纪的接触镜
进入21世纪后，现代高科技的发展为角膜接触镜的研究提供了更多的途径，包括材料、设计等，主要包括：①长戴镜片开发和应用，由于材料的发展和改进，使得高透氧成为可能，因此新一代可长戴镜片通过FDA批准进入市场；②验配和设计的个性化，随着人们对人眼角膜地形的了解、人眼球总光学性质包括像差方面的认识、以及人们对视觉的个体要求等研究的深入，镜片配戴和设计的个性化成为需求并具备一定的可行性；③多种类型的选择，除屈光矫正目的外，还应用于特殊矫正或治疗，如角膜屈光手术后、角膜疾病治疗等，各种抗紫外线、美容目的、运动目的等镜片，选择更广泛。随着社会文明化和老龄化，多焦接触镜也成为普遍的选择之一。
十一、国内角膜接触镜的发展概况
中国于1946年由上海吴良材眼镜店最早引进国外生产的角膜接触镜。直至1962年，上海医学院与上海眼镜二厂联合研制生产了中国最早的PMMA硬性角膜接触镜，不久北京608厂也试制生产了同类产品，到了70年代初，在上海由上海眼镜二厂与上海医学院再次联合生产出我国最早的软性角膜接触镜。
80年代是我国角膜接触镜发展较快的时期，除国产镜片的生产销售以外，1986年上海出现了第一家中外合资角膜接触镜企业——上海海昌公司。1988年，北京成立了中美合作博士伦公司。80年代至90年代初，我国角膜接触镜的配戴人数大大增加，同时，可供配戴者选择的角膜接触镜品牌也越来越多，对角膜接触镜的质量、配戴方式、保养程序也更加关注，多家国际知名的在公司如强生、视康等开始进入中国市场，给我国的角膜接触镜市场注入了新的活力。

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