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隐形眼镜的由来(上):梦想照进现实

隐形眼镜的由来(上):梦想照进现实


922 2015 年 10 月 30 日 14:19  /  可得眼镜  /  来源:可得眼镜

  隐形眼镜的原理其实很简单:把凹透镜和凸透镜制成薄片,直接覆盖在角膜之上。如果要更准确地描述它,应该把它称为“角膜接触镜”。事实上,在英文里,隐形眼镜就是“接触镜”(contactlens)。这原理听起来并不难,但要操作起来可就不简单了——毕竟不是每个人都有勇气把这些奇怪的东西放在敏感娇弱的眼睛上……


  现代隐形眼镜

  近视的人的屈光系统令光线落在视网膜的前方;远视的人的屈光系统令光线落在视网膜的后方。佩戴上凹透镜或者凸透镜,等于给眼球的屈光系统又加多了一个零件,令光线在调整后能够落到正确的位置。


  隐形眼镜工作原理

  梦想从达芬奇开始

  人类关于隐形眼镜的最早描述可以追溯到16世纪初。那时候,伟大的意大利人达芬奇年约五十岁,一直在祖国待着,为教廷担任军事建筑暨工程师,名声显赫,每天忙着用各种精妙的想法改变人类的艺术史、科技史。

  根据记载,他让一个男人把脸埋进一碗盛满了水的玻璃碗里,那个人之后不仅没有找达芬奇麻烦,反而还感激地说那是他一辈子看得最清晰的时刻。


  达芬奇的手稿

  这个实验令达芬奇十分在意,他很快迷上了这款将人的脑袋往水里按的游戏,并做了许多相关研究,于1508年写出了名为《眼球研究》的文章,还画了一幅重现他试验的画:一个男人的脸浸在装满水的玻璃碗里。当然,这时候的达芬奇并没有意识到这可以和矫正视力联系起来,因为在那个时代,用于矫正视力用的玻璃框架眼镜已经被制作出来了。达芬奇只是通过这个方法研究角膜的屈光作用。后来,角膜接触镜这个伟大的主意很快就被连同达芬奇的其他各种超时代的设计一起被扔到角落了。

  不过大家不用担心,达芬奇这样伟大的人,他的手稿肯定会被后人反复研究的,所以不用担心他的伟大创意会被埋没。

  1636年,一位法国科学家在回顾了达芬奇的工作后写了一篇医学论文,详细地提出了用角膜接触镜以光学方法改善视力的概念,他还制作出世界上第一件真正意义上的接触镜。不过,大家不要抱太大的希望,毕竟当时的技术水平实在是太差了:这是一对充满液体的玻璃管,可以将它们紧紧贴在眼周,以直接接触角膜。管子的末端被精确地打磨成适合使用者的凹透镜或者凸透镜。不过这个设计实在是太不切实际了:使用者根本连眼睛都不能眨。

  这个故事最有意思的地方就是这个科学家叫笛卡尔(Rene Descartes),没错,就是创建了解析几何的那个伟大数学家。在人才济济的近代欧洲,如果一个学霸不掌握好几个领域的核心科技,他都不好意思叫自己科学家。


  笛卡尔画像

  无论是达芬奇,还是笛卡尔,他们的设想都只停留在理论层面上。在1845年出版的《大都市百科全书》里,赫歇尔爵士(Sir JohnHerschel)作了关于隐形眼镜如何提高视力的注解:制作球形的玻璃,里头涂抹上动物胶质,然后将它贴合在角膜上。这个偏方有没有人试过就不得而知了。

  1887年,一位叫做穆勒(F.E.Muller)的玻璃工人吹制出了世界上第一副能够被佩戴到眼球上、并且能够让人忍受(起码使用者可以眨眼了)的隐形眼镜。这种隐形眼镜比现在我们看到的要大得多:它是覆盖到巩膜去的,直径大约是18-21毫米(现代的隐形眼镜直径约13-14毫米)。因为角膜太敏感脆弱了,所以它应该被称作“巩膜接触镜”。大家想想,又大、又硬的玻璃制的隐形眼镜!问你怕不怕!要把它戴进眼睛里,那应该跟上酷刑一样凄惨。而且这种镜片没有经过专业的光学调整,很难满足使用者的视力要求。


  费克医生

  一年之后,1888年,德国生理学家、眼科医生费克(Adolf Gaston Eugen Fick)努力将巩膜接触镜打磨得更加光滑精密。费克是第一个将隐形眼镜用作治疗器具的人:虽然他的本意不是矫正近视和远视。那个时候人们对美的需求没有今天那么大,戴普通的框架眼镜就可以了;费克想要治疗的,是患有“圆锥角膜”疾病的病人。我们正常人的角膜是平滑的、有弧度的,而这种病人的角膜,顾名思义,呈现出向前突出的圆锥形。这严重影响了眼球正常的屈光系统,病人看上去问题不大,视力却很差。费克想要利用这些接触镜将病人呈锥形的角膜压平——费克不仅研究改良了巩膜接触镜的制作工艺,还按顺序在兔子、自己、少量志愿者们的身上做了实验,效果都挺不错。

  不过,尽管费克的巩膜接触镜已经是划时代的突破了,但仍然存在许多缺点:

  一,镜片太大。巩膜接触镜不仅覆盖住了虹膜部分,还遮盖了大部分的白眼球;

  二,它们太硬、太笨重、佩戴不方便,而且因为吹制出来的玻璃镜片不能完全贴合眼球,戴不了几个小时,眼睛就会疼痛难耐;

  三,也是最重要的一点:玻璃材料完全不透气,而角膜是需要直接从空气汲取氧气呼吸的(全透明的角膜里没有血管,无法通过红细胞输送氧)。长此以往佩戴这种镜片,角膜会慢慢膨胀,发生病变,最终甚至可能会致盲。


  圆锥角膜与正常角膜对比

  有这么多困难摆在前面,隐形眼镜将何去何从?它又是怎么样从治疗圆锥角膜的专用器具发展成为了今天的日常用品?且看下回分解——眼镜由来(下):百年升级大战


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