
隐形眼镜很好用时,你甚至感觉不到它们的存在。但是在经过漫长的一天盯着电脑屏幕后,就不是这样了。使用时间过长后,眼睛和眼睛都干透了,这种情况对眼睛的刺激可能会超过隐形眼镜的方便。
斯坦福的研究人员为了缓解这种痛苦,研究了天然的眼泪是如何使眼镜保持舒适的,以期研发出一款可以设计更好的隐形眼镜的设备。
这个研究工作部分是受一名研究生的眼睛干燥问题启发的。
Saad Bhamla是斯坦福大学的一名生物工程学博士后,他在Gerald Fuller的化学工程实验室做博士课题时进行了这项工作,他说,作为一名学生,由于时间长的不舒适,我不得不摘掉隐形眼镜。所以将这一课题作为我的博士论文选材有个人的原因也有专业的原因。
不止Bhamla这样。约有3千万以上的美国人正在佩戴隐形眼镜,但是约有一半的佩戴者改戴眼镜,因为隐形眼镜会引起眼镜干涩等症状。Bhamla和Fuller怀疑多数不适反应都是由反湿润造成的泪膜损害导致的,泪膜是眼球表面的一层潮湿的保护层。他们发现,泪膜表面的一层油脂层,脂质层通过强度和液相滞留这两种重要的方式保护眼球表面。制造隐形眼镜时模拟泪膜脂质层就可以帮助几百万人免受眼睛不适的困扰。
在他们的最新研究中,Bhamla及其同事总结出了脂质层的两个作用,一是保证泪膜的机械强度。另外,脂质层中的脂质具有粘弹性,使得脂质层可以延展并支撑其下的水层。
Bhamla将这层保护层比喻为一个游泳池的盖子。你不可能直接在水上跑,但是一层薄薄的油布就可以有足够的机械强度支撑一个人的重量。在斯坦福的艾丽游泳池上时常可以见到保安们在带盖子的池子上跑来跑去。机械结构虽然很薄,但是它可以保护大量的液体。将游泳池缩小到一根头发的百分之一那么小,用脂质层代替油布,就是泪膜的模型了。
脂质层还能防止泪膜蒸发。眼睛一般温度为95℉(35℃),比一般环境温度要高。跟其他在热表面上的液体一样,眼睛在不断地加热液层,向空气中散失水分。
Fuller表示,通常人们认为脂质层的作用就是控制蒸汽损失水分,我们早就意识到脂质层的流体力学响应这个作用同样重要。很高兴发现这两种力的合力作用被人们所接受。
生产舒适隐形眼镜的关键在于设计出不破坏泪膜稳定性的镜片。生产厂商们已经意识到在隐形眼镜表面保护天然泪膜对减少眼睛干涩等症状的重要性,但是这也不是一件容易衡量的指标。
Bhamla说,一些人研究隐形眼镜的方法就是对着光观察,浸入水中,然后看泪膜有没有损坏,我感觉我们可以做得比这更好。
为了解决这个问题,Bhamla与Fuller制作出了一个模拟人眼表面的设备。这个设备名为界面脱湿与排水光学平台或i-DDrOP,可以在隐形眼镜表面复制出一个泪膜。这样科学家和制造商们就都可以系统地处理影响泪膜的变量矩阵,包括温度,各种物质,湿度和重力对曲面的作用方式。
可以精确地在隐形眼镜表面模拟出泪膜,并可以测定泪膜的损伤时间,制造商们就有了制造更舒适隐形眼镜的有力武器,就可以保护用户免受隐形眼镜副作用的困扰。即使Bhamla都可能把眼镜换成可以保护脂质层的新隐形眼镜。