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  • 眼镜从有形到无形的演变史
    新闻分类:行业资讯   作者:玻璃镜片    发布于:2016-03-244    文字:【】【】【

     当你迈进眼镜商店时,五彩缤纷的眼镜迎合着男女老幼的爱好和需要。在形形色色的眼镜中,隐形眼镜凭借其独特的造型和功能,越来越受到现代人的青睐。有数据显示,目前全球佩戴隐形眼镜的人约有1.2亿。从最初笨重粗糙的有形眼镜片到如今轻巧精密的隐形眼镜片,经过了无数次的技术革新。

     

      古代宝石镜片堪比奢侈品

     

      公元前750年到公元前710年的新亚述文明时期,就有了用水晶打造的眼镜片,当时可能被当作放大镜使用。据考证,这是人类历史上最早的眼镜片。自此,眼镜片开启了一个漫长的演变进程。公元1000年,阿拉伯学者伊本·海赛木提出,玻璃球或水晶球的一部分具有放大的作用,由此发明了透镜。同一时期,西方出现了“阅读石”,就是将打磨过的水晶或者玻璃球,直接放置于书本上来放大阅读内容,不过当时尚未将透镜“置于眼前”。

     

      在西方的光学玻璃镜片传入之前,我国早已发明和制造了以天然水晶石为原料的眼镜片,并且掌握了一定的光学知识和高超的水晶透镜磨制技术。春秋末年,齐国的工业技术官书《考工论》就有用透镜取火的记载。2300年前的春秋战国时期,思想家墨子所著的《墨经》中,记载了许多有关光能小孔成像以及对平面镜、凸面镜和凹面镜的论述,这也是我国有关透镜和眼镜的最早历史记载。

     

      1981年,我国江苏汉代广陵王刘荆墓中出土了一枚金圈嵌水晶石放大镜,可以放大物体45倍,说明我国早在东汉初期就能加工磨制水晶石凸透镜片了。西汉中山靖王刘胜墓中出土了一对青玉制的眼罩,这就是后来墨镜的前身。我国古代发明的眼镜大部分是保护眼睛的水晶平光镜以及茶晶、墨晶等遮阳镜,还有能够放大的老花镜,很少有能够矫正视力的近视镜。由于当时制造镜片的原材料均为金银、玳瑁和天然水晶等贵重材质,一副眼镜的价格甚至要超过一匹马,堪称地道的奢侈品。

     

      1268年,素有“奇异博士”之称的英国科学家罗杰·培根在他的著作中写道:“将水晶的凸面靠近眼睛,字母会显得更大也更清楚。”这也是关于矫正视力镜片的最早记录。意大利文献中记载,眼镜最早出现于1289年,据说是意大利佛罗伦萨一位名叫阿尔马托的光学家和一位生活在比萨市名叫斯皮纳的人发明的。当时欧洲人佩戴的光学透镜主要由透明的石英和宝石制成,眼镜价格昂贵,只能是贵族富豪们炫耀财富和地位的一个珍稀物件。

     

      西方率先用玻璃镜片矫正视力

     

      13世纪起,西方开始用玻璃镜片来矫正视力。13世纪晚期,意大利僧人亚历山大·史毕那,把眼镜正式介绍给社会大众。到了14世纪初,欧洲资本主义手工业迅速发展,促进了玻璃制造工艺的进步。同时,印刷术的发明导致欧洲印刷业的发展与书籍的广泛流传,越来越多的读书人在暗淡的烛光下用眼,不知不觉地损害了视力,人们对眼镜需求随之不断增长。于是,沉重而又昂贵的石英和宝石镜片,逐渐被相对廉价、轻便的玻璃镜片所取代。从1317年起,当时的欧洲玻璃制造业中心威尼斯,成了世界上重要的玻璃眼镜制造中心。

     

      随着光学技术及玻璃制造业的发展,眼镜片质量大大提高,并能针对近视、远视、散光、青光等不同患者的需要,制作适宜的各式眼镜。1784年,美国发明家本杰明·富兰克林,用两副镜片制作了双重焦点镜片,发明了远近视两用眼镜。1825年,英国天文学家乔治·艾利发明了圆柱镜片,用以矫正散光。1907年,意大利人爱布斯首次提出了渐进多焦点镜片的构思,标志着一种全新的特殊镜片视力矫正概念的诞生。这种特殊镜片的设计灵感来源于象鼻子的形状,人们使镜片前表面曲率从顶部到底部连续地增加,直至在镜片底部的近用区达到所需近用屈光度数。

     

      玻璃镜片光学性质优越,不容易划花,但折射率愈高,镜片就愈薄,镜片也易碎,而且材质偏重。于是,法国科学家于1937年发明了一种叫亚克力的塑料眼镜片,不易破碎,但清晰度差。1954年,法国依视路公司一位工程师从制作飞机座舱的材料中受到启发,发明了树脂镜片。自此,树脂镜片便成为镜片王国的至尊,一直沿用到今天。

     

      “隐形眼镜之父”达芬奇

     

      把镜片直接戴在眼球上,这无疑是一件很困难的事,但是从500多年前起,人们就开始大胆设想并努力实践,最终成功制造出可以让视觉清晰的神奇道具——隐形眼镜。

     

      1508年的一天,著名画家达芬奇偶然把头伸进盛满水的半球型玻璃缸向外看,他惊奇地发现,这可以改变眼睛的视觉功能,于是,他将这一效果画出草图(见下图),并阐述了相关理论。虽然达芬奇那时并没有意识到这可以和矫正视力联系起来,但以盛满水的玻璃缸表面替代角膜的光学功能,就是发明隐形眼镜的最早基本原理,达芬奇因为发现了这一理论而被尊为“隐形眼镜之父”。这也是人们可以追溯到的最为久远的关于隐形眼镜的历史渊源。

     

      受达芬奇隐形眼镜理论的启发,1845年,英国天文学家荷塞曾设想将一个球面的玻璃薄片置于角膜的表面,在玻璃与眼球之间注入明胶,从而达到暂时矫正眼睛散光的目的,但这样做面临着“无法眨眼”的大难题。

     

      直到1887年,达芬奇的隐形眼镜理论才开始实用化。这一年,德国的玻璃工艺师缪勒吹制成玻璃镜片,放入眼内用于保护患病的眼球,但镜片并没有提升视力的效果。1888年,德国科学家阿道夫·菲克制作了一副大于角膜的角巩型吹制玻璃镜片,用于矫正视力,成功制造出第一副隐形眼镜,被称为巩膜透镜。

     

      与此同时,德国医科学生奥古斯特·穆勒也在对自己的镜片进行着实验。他在1889年的论文中描述道,尽管他可以使镜片的尺寸符合自己的眼睛比例,但在嵌入半小时后眼睛就产生了剧烈的疼痛,然而在随后的修正后,他的近视的确得到了改善。

     

      最早隐形硬质镜片随时可能脱落

     

      众所周知,身体中的氧气是通过血红细胞来传输的,但角膜所需的氧气80%来自空气,15%来自角膜缘血管网。眼睛的这一特质,使得早期的隐形镜片模型一直面临着两大难题:一个难题是玻璃镜片几乎将眼白全部覆盖,小又轻的镜片材质一时难以找到;由此也带来了另一个后果严重的难题,就是氧气无法通过玻璃镜片输送,而眼球一旦缺少了氧气,眼角膜就会慢慢水肿,导致视力下降,这是令人无法接受的。

     

      此外,早期的隐形巩膜透镜为了和眼睛贴合,需要把病人的眼球形状拓下来制成模子,然后再根据模子制作眼镜。拓模过程相当不舒服,而透镜佩戴起来常常滑来滑去,容易从眼中脱落,或者很难取出来。因此,这个时期发明的隐形眼镜都不能付诸推广,那时世界上只有不到500人佩戴了这种玻璃隐形眼镜。

     

      到了1937年,透明的塑胶材料取代了玻璃材料。科学家西奥多·恩斯特·奥布里格和恩斯特·穆勒用这种材料,制成了世界上第一副全塑胶硬质隐形眼镜。这种镜片最大的特点是比玻璃更轻,也更容易佩戴,同时矫正视力效果好,寿命也较长。后来,这种硬性隐形眼镜材料几经改良,一直沿用至今天。

     

      最早的玻璃隐形镜片,因为透气性差、硬度较大等弊端,佩戴时间最长也只能忍受4小时。直到1948年,美国视光师凯文·托赫偶然中发现镜片其实不必覆盖整个眼白,这样,镜片的佩戴时间延长了几个小时。随后,托赫首创了一种被称为Microlens的小镜片。这种镜片是一种透明的塑料,他将镜片边缘抛光,直径仅覆盖角膜,甚至比角膜更小,厚度较薄,可以较为舒适地戴上一整天。令他惊奇的是,这种改良塑料镜片即使是在眨眼之后也能保留在原来的位置。自此,一种能在临床推广并作为矫正患眼屈光不正的隐形眼镜才算真正诞生。凯文·托赫的发明彻底改变了隐形眼镜的历史。但这种镜片仍存在着缺点,一是镜片较硬,可能对眼角膜造成磨损;二是新镜片边缘有点翘,这意味着镜片随时有可能脱落。直到隐形软镜问世,这些问题才得到了解决。

     

      厨房里诞生的隐形软镜

     

      1952年,布拉格一所大学材料专业的研究者,发现了一种可以与活组织兼容的新材料,但他们并没有制造隐形眼镜的意图。1954年,捷克科学家小组发明了一种吸水后会变软又适合植入眼睛内的亲水性树脂材料,科学家立刻认识到这种材料制造矫正视力的透镜的潜能,并且开始在动物身上进行试验。

     

      与普通硬镜相比,这种材料柔软,异物感小,濡润性好,有一定透气性能。当时,这些发现被其他光学研究领域的同事所嘲笑,但小组中一个叫奥托·威特勒的科学家,对这些嘲笑不屑一顾,并开始在自家的厨房继续研究。1961年,威特勒和他的妻子在家里制作了5500副隐形眼镜,他们的成功最终获得了科学界的广泛关注。威特勒由此被称为“隐形软镜之父”。

     

      美国博士伦公司注册了这项科技专利,并于1971年发展了其系列隐形软镜。公司第一年就销售出10万副隐形软镜。自此,隐形软镜以其舒适、容易适应的特点,迅即取代了硬镜,使隐形眼镜发生了历史性的更新换代。

     

      1974年,为了提高透氧性能,并达到镜片能够安全佩戴过夜的目的,一种透气硬镜材料(硅酮丙烯酸酯)诞生了。由于硅成份的介入,镜片的透氧性能进一步提高,其后又在此基础上衍生出多种透气硬镜材料,具有代表性的有氟硅丙烯酸酯和氟多聚体等。

     

      1981年,美国视康公司设计制作了第一副软性散光隐形眼镜,第二年又生产出了第一副美容隐形眼镜和第一副双光隐形眼镜。1983年,视康公司首创双氧隐形眼镜护理系统,提高了镜片的消毒质量。1986年,美国强生公司首推抛弃式隐形眼镜。1987年,博士伦公司率先使用隐形眼镜全护理液,提倡对隐形眼镜全面护理。

     

     

      1998年,视康公司又研制出一种透气软镜材料,并带来完全不同的透氧原理,发明了世界上透氧率最高的隐形眼镜,满足了人们连续佩戴30天的愿望,改善了硬质镜片的不舒适感,且佩戴后舒适清晰,成为迄今为止最理想的隐形眼镜。

     

      进入21世纪,隐形眼镜研制又取得了一个重大突破。20021月,美国得克萨斯大学西南医学中心发表论文称,利用一种新型硅树脂水凝胶材料制成的隐形眼镜镜片,能够减少眼睛受细菌感染的几率,这种新材料已应用于月抛型隐形眼镜的生产。如今,世界上的隐形眼镜普遍使用高分子材质制造,玻璃材质的隐形眼镜已经不复存在。

     玻璃镜片新闻来源:北京日报

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    点击次数:1222  更新时间:2016-03-24  【打印此页】  【关闭
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