當妳邁進眼鏡商店時,五彩繽紛的眼鏡迎合著男女老幼的愛好和需要。在形形色色的眼鏡中,隱形眼鏡憑借其獨特的造型和功能,越來越受到現代人的青睞。有數據顯示,目前全球佩戴隱形眼鏡的人約有1.2億。從最初笨重粗糙的有形眼鏡片到如今輕巧精密的隱形眼鏡片,經過了無數次的技術革新。

  古代寶石鏡片堪比奢侈品

  公元前750年到公元前710年的新亞述文明時期,就有了用水晶打造的眼鏡片,當時可能被當作放大鏡使用。據考證,這是人類歷史上最早的眼鏡片。自此,眼鏡片開啟了壹個漫長的演變進程。公元1000年,阿拉伯學者伊本·海賽木提出,玻璃球或水晶球的壹部分具有放大的作用,由此發明了透鏡。同壹時期,西方出現了“閱讀石”,就是將打磨過的水晶或者玻璃球,直接放置於書本上來放大閱讀內容,不過當時尚未將透鏡“置於眼前”。

  在西方的光學玻璃鏡片傳入之前,我國早已發明和制造了以天然水晶石為原料的眼鏡片,並且掌握了壹定的光學知識和高超的水晶透鏡磨制技術。春秋末年,齊國的工業技術官書《考工論》就有用透鏡取火的記載。2300年前的春秋戰國時期,思想家墨子所著的《墨經》中,記載了許多有關光能小孔成像以及對平面鏡、凸面鏡和凹面鏡的論述,這也是我國有關透鏡和眼鏡的最早歷史記載。

  1981年,我國江蘇漢代廣陵王劉荊墓中出土了壹枚金圈嵌水晶石放大鏡,可以放大物體4到5倍,說明我國早在東漢初期就能加工磨制水晶石凸透鏡片了。西漢中山靖王劉勝墓中出土了壹對青玉制的眼罩,這就是後來墨鏡的前身。我國古代發明的眼鏡大部分是保護眼睛的水晶平光鏡以及茶晶、墨晶等遮陽鏡,還有能夠放大的老花鏡,很少有能夠矯正視力的近視鏡。由於當時制造鏡片的原材料均為金銀、玳瑁和天然水晶等貴重材質,壹副眼鏡的價格甚至要超過壹匹馬,堪稱地道的奢侈品。

  1268年,素有“奇異博士”之稱的英國科學家羅傑·培根在他的著作中寫道:“將水晶的凸面靠近眼睛,字母會顯得更大也更清楚。”這也是關於矯正視力鏡片的最早記錄。意大利文獻中記載,眼鏡最早出現於1289年,據說是意大利佛羅倫薩壹位名叫阿爾馬托的光學家和壹位生活在比薩市名叫斯皮納的人發明的。當時歐洲人佩戴的光學透鏡主要由透明的石英和寶石制成,眼鏡價格昂貴,只能是貴族富豪們炫耀財富和地位的壹個珍稀物件。

  西方率先用玻璃鏡片矯正視力

  13世紀起,西方開始用玻璃鏡片來矯正視力。13世紀晚期,意大利僧人亞歷山大·史畢那,把眼鏡正式介紹給社會大眾。到了14世紀初,歐洲資本主義手工業迅速發展,促進了玻璃制造工藝的進步。同時,印刷術的發明導致歐洲印刷業的發展與書籍的廣泛流傳,越來越多的讀書人在暗淡的燭光下用眼,不知不覺地損害了視力,人們對眼鏡需求隨之不斷增長。於是,沈重而又昂貴的石英和寶石鏡片,逐漸被相對廉價、輕便的玻璃鏡片所取代。從1317年起,當時的歐洲玻璃制造業中心威尼斯,成了世界上重要的玻璃眼鏡制造中心。

  隨著光學技術及玻璃制造業的發展,眼鏡片質量大大提高,並能針對近視、遠視、散光、青光等不同患者的需要,制作適宜的各式眼鏡。1784年,美國發明家本傑明·富蘭克林,用兩副鏡片制作了雙重焦點鏡片,發明了遠近視兩用眼鏡。1825年,英國天文學家喬治·艾利發明了圓柱鏡片,用以矯正散光。1907年,意大利人愛布斯首次提出了漸進多焦點鏡片的構思,標誌著壹種全新的特殊鏡片視力矯正概念的誕生。這種特殊鏡片的設計靈感來源於象鼻子的形狀,人們使鏡片前表面曲率從頂部到底部連續地增加,直至在鏡片底部的近用區達到所需近用屈光度數。

  玻璃鏡片光學性質優越,不容易劃花,但折射率愈高,鏡片就愈薄,鏡片也易碎,而且材質偏重。於是,法國科學家於1937年發明了壹種叫亞克力的塑料眼鏡片,不易破碎,但清晰度差。1954年,法國依視路公司壹位工程師從制作飛機座艙的材料中受到啟發,發明了樹脂鏡片。自此,樹脂鏡片便成為鏡片王國的至尊,壹直沿用到今天。

  “隱形眼鏡之父”達芬奇

  把鏡片直接戴在眼球上,這無疑是壹件很困難的事,但是從500多年前起,人們就開始大膽設想並努力實踐,最終成功制造出可以讓視覺清晰的神奇道具——隱形眼鏡。

  1508年的壹天,著名畫家達芬奇偶然把頭伸進盛滿水的半球型玻璃缸向外看,他驚奇地發現,這可以改變眼睛的視覺功能,於是,他將這壹效果畫出草圖(見下圖),並闡述了相關理論。雖然達芬奇那時並沒有意識到這可以和矯正視力聯系起來,但以盛滿水的玻璃缸表面替代角膜的光學功能,就是發明隱形眼鏡的最早基本原理,達芬奇因為發現了這壹理論而被尊為“隱形眼鏡之父”。這也是人們可以追溯到的最為久遠的關於隱形眼鏡的歷史淵源。

  受達芬奇隱形眼鏡理論的啟發,1845年,英國天文學家荷塞曾設想將壹個球面的玻璃薄片置於角膜的表面,在玻璃與眼球之間註入明膠,從而達到暫時矯正眼睛散光的目的,但這樣做面臨著“無法眨眼”的大難題。

  直到1887年,達芬奇的隱形眼鏡理論才開始實用化。這壹年,德國的玻璃工藝師繆勒吹制成玻璃鏡片,放入眼內用於保護患病的眼球,但鏡片並沒有提升視力的效果。1888年,德國科學家阿道夫·菲克制作了壹副大於角膜的角鞏型吹制玻璃鏡片,用於矯正視力,成功制造出第壹副隱形眼鏡,被稱為鞏膜透鏡。

  與此同時,德國醫科學生奧古斯特·穆勒也在對自己的鏡片進行著實驗。他在1889年的論文中描述道,盡管他可以使鏡片的尺寸符合自己的眼睛比例,但在嵌入半小時後眼睛就產生了劇烈的疼痛,然而在隨後的修正後,他的近視的確得到了改善。

  最早隱形硬質鏡片隨時可能脫落

  眾所周知,身體中的氧氣是通過血紅細胞來傳輸的,但角膜所需的氧氣80%來自空氣,15%來自角膜緣血管網。眼睛的這壹特質,使得早期的隱形鏡片模型壹直面臨著兩大難題:壹個難題是玻璃鏡片幾乎將眼白全部覆蓋,小又輕的鏡片材質壹時難以找到;由此也帶來了另壹個後果嚴重的難題,就是氧氣無法通過玻璃鏡片輸送,而眼球壹旦缺少了氧氣,眼角膜就會慢慢水腫,導致視力下降,這是令人無法接受的。

  此外,早期的隱形鞏膜透鏡為了和眼睛貼合,需要把病人的眼球形狀拓下來制成模子,然後再根據模子制作眼鏡。拓模過程相當不舒服,而透鏡佩戴起來常常滑來滑去,容易從眼中脫落,或者很難取出來。因此,這個時期發明的隱形眼鏡都不能付諸推廣,那時世界上只有不到500人佩戴了這種玻璃隱形眼鏡。

  到了1937年,透明的塑膠材料取代了玻璃材料。科學家西奧多·恩斯特·奧布裏格和恩斯特·穆勒用這種材料,制成了世界上第壹副全塑膠硬質隱形眼鏡。這種鏡片最大的特點是比玻璃更輕,也更容易佩戴,同時矯正視力效果好,壽命也較長。後來,這種硬性隱形眼鏡材料幾經改良,壹直沿用至今天。

  最早的玻璃隱形鏡片,因為透氣性差、硬度較大等弊端,佩戴時間最長也只能忍受4小時。直到1948年,美國視光師凱文·托赫偶然中發現鏡片其實不必覆蓋整個眼白,這樣,鏡片的佩戴時間延長了幾個小時。隨後,托赫首創了壹種被稱為Microlens的小鏡片。這種鏡片是壹種透明的塑料,他將鏡片邊緣拋光,直徑僅覆蓋角膜,甚至比角膜更小,厚度較薄,可以較為舒適地戴上壹整天。令他驚奇的是,這種改良塑料鏡片即使是在眨眼之後也能保留在原來的位置。自此,壹種能在臨床推廣並作為矯正患眼屈光不正的隱形眼鏡才算真正誕生。凱文·托赫的發明徹底改變了隱形眼鏡的歷史。但這種鏡片仍存在著缺點,壹是鏡片較硬,可能對眼角膜造成磨損;二是新鏡片邊緣有點翹,這意味著鏡片隨時有可能脫落。直到隱形軟鏡問世,這些問題才得到了解決。

  廚房裏誕生的隱形軟鏡

  1952年,布拉格壹所大學材料專業的研究者,發現了壹種可以與活組織兼容的新材料,但他們並沒有制造隱形眼鏡的意圖。1954年,捷克科學家小組發明了壹種吸水後會變軟又適合植入眼睛內的親水性樹脂材料,科學家立刻認識到這種材料制造矯正視力的透鏡的潛能,並且開始在動物身上進行試驗。

  與普通硬鏡相比,這種材料柔軟,異物感小,儒潤性好,有壹定透氣性能。當時,這些發現被其他光學研究領域的同事所嘲笑,但小組中壹個叫奧托·威特勒的科學家,對這些嘲笑不屑壹顧,並開始在自家的廚房繼續研究。1961年,威特勒和他的妻子在家裏制作了5500副隱形眼鏡,他們的成功最終獲得了科學界的廣泛關註。威特勒由此被稱為“隱形軟鏡之父”。

  美國博士倫公司註冊了這項科技專利,並於1971年發展了其系列隱形軟鏡。公司第壹年就銷售出10萬副隱形軟鏡。自此,隱形軟鏡以其舒適、容易適應的特點,迅即取代了硬鏡,使隱形眼鏡發生了歷史性的更新換代。

  1974年,為了提高透氧性能,並達到鏡片能夠安全佩戴過夜的目的,壹種透氣硬鏡材料(矽酮丙烯酸酯)誕生了。由於矽成份的介入,鏡片的透氧性能進壹步提高,其後又在此基礎上衍生出多種透氣硬鏡材料,具有代表性的有氟矽丙烯酸酯和氟多聚體等。

  1981年,美國視康公司設計制作了第壹副軟性散光隱形眼鏡,第二年又生產出了第壹副美容隱形眼鏡和第壹副雙光隱形眼鏡。1983年,視康公司首創雙氧隱形眼鏡護理系統,提高了鏡片的消毒質量。1986年,美國強生公司首推拋棄式隱形眼鏡。1987年,博士倫公司率先使用隱形眼鏡全護理液,提倡對隱形眼鏡全面護理。


  1998年,視康公司又研制出壹種透氣軟鏡材料,並帶來完全不同的透氧原理,發明了世界上透氧率最高的隱形眼鏡,滿足了人們連續佩戴30天的願望,改善了硬質鏡片的不舒適感,且佩戴後舒適清晰,成為迄今為止最理想的隱形眼鏡。

  進入21世紀,隱形眼鏡研制又取得了壹個重大突破。2002年1月,美國得克薩斯大學西南醫學中心發表論文稱,利用壹種新型矽樹脂水凝膠材料制成的隱形眼鏡鏡片,能夠減少眼睛受細菌感染的幾率,這種新材料已應用於月拋型隱形眼鏡的生產。如今,世界上的隱形眼鏡普遍使用高分子材質制造,玻璃材質的隱形眼鏡已經不復存在。

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