Die Physik der Kontaktlinsen

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Kontaktlinsen werden zur Sehkorrektur verwendet und auf der Hornhaut des Auges platziert. Sie haben die gleiche Korrekturfunktion wie herkömmliche Brillen. Im Vergleich dazu sind sie jedoch sehr leicht und für alle Zwecke unsichtbar. Kontaktlinsen helfen dabei, das Bild auf der Netzhaut des Auges zu formen, indem sie die in das Auge eintretenden Lichtstrahlen entweder konvergieren oder divergieren.

Frühere Kontaktlinsen bestanden aus Glas und waren Sklerallinsen. Sklerallinsen sind große Kontaktlinsen, die die gesamte Sklera – die weiße äußere Beschichtung – des Auges bedecken. Diese unhandlichen Linsen konnten jeweils nur für kurze Zeit getragen werden. Mit der Entwicklung von PPMA – Polymethylmethacrylat – in den 1930er Jahren wurden Kunststoffe erstmals in Kontaktlinsen verwendet. Dies waren tatsächlich hybride Sklerallinsen, die 1936 aus der Kombination von Glas und Kunststoff hergestellt wurden.

In den 1950er Jahren wurden viel kleinere Kontaktlinsen entwickelt, die nur die Hornhaut des Auges und nicht das ganze Auge bedeckten.

Arten von Sehbehinderungen

Eine der Hauptanwendungen von Kontaktlinsen ist die Korrektur von Sehstörungen. Die allgemeinen Beeinträchtigungen sind Myopie, Hyperopie, Astigmatismus und Presbyopie.

  • Myopie – ist eine Sehbehinderung, bei der das Bild des gesehenen Objekts vor der Netzhaut erzeugt wird. Während dieser Sehbehinderung kann man Objekte sehen, die sich in der Nähe befinden, und nicht die entfernten Objekte, die verschwommen erscheinen. Dieser Defekt wird auch als Kurzsichtigkeit bezeichnet. Dies ist eine sehr häufige Beeinträchtigung, an der über 25 Prozent der Erwachsenen in den USA leiden. Der Defekt kann durch Verwendung von konkaven Kontaktlinsen behoben werden.
  • Hyperopie – Sie wird auch als Hypermetropie bezeichnet und das Bild des Objekts wird hinter der Netzhaut erzeugt. Ferne Objekte sind deutlich zu sehen und die nahen Objekte scheinen unscharf zu sein. Hyperopie ist allgemein als Weitsichtigkeit bekannt, und mehr als 13 Prozent der Kinder in den USA in der Altersgruppe von 5 bis 17 Jahren leiden darunter. Der Defekt kann durch Verwendung von konvexen Kontaktlinsen behoben werden.
  • Astigmatismus – Dies geschieht, wenn die Augenlinse mehr als einen Brennpunkt in verschiedenen Meridianen hat. Astigmatiker können nicht bis ins kleinste Detail sehen und benötigen Zylinderlinsen, um ihre Beeinträchtigung zu korrigieren. Fast 34 Prozent der amerikanischen Kinder in der Altersgruppe von 5 bis 17 Jahren haben diese Beeinträchtigung.
  • Presbyopie – Dies ist eine Beeinträchtigung, die mit dem Alter im Allgemeinen nach dem 40. Lebensjahr einhergeht. Die Beeinträchtigung entwickelt sich, wenn die Augenlinse ihre Elastizität verliert. Bifokale Kontaktlinsen werden verwendet, um diesen Sehfehler zu korrigieren.

Objektive zur Korrektur des Sehvermögens

Bei normaler Sicht trifft das Licht des Objekts auf die Hornhaut und konzentriert sich auf die Netzhaut. Aufgrund eines Brechungsfehlers fokussiert das Licht des Objekts manchmal nicht auf die Netzhaut, sondern entweder davor oder dahinter. Um diesen Brechungsfehler zu korrigieren, werden Kontaktlinsen verwendet, um sich auf die Netzhaut zu konzentrieren.

Die Art der verwendeten Kontaktlinsen hängt von der Art der Sehbehinderung und dem Ausmaß des Brechungsfehlers ab. Wie stark die Linse das Licht biegt, um auf die Netzhaut zu fokussieren, wird in Dioptrien (D) gemessen.

Myopie tritt auf, wenn das Licht vor der Netzhaut fokussiert wird, da der Augapfel länger als normal ist. Um diese Beeinträchtigung, die auch als Kurzsichtigkeit bezeichnet wird, zu korrigieren, wird eine Konkavlinse verwendet. Diese Linse ist in der Mitte dünner und hilft dabei, den Fokus nach vorne in Richtung Netzhaut zu bewegen.

Um diese Sehstörung zu korrigieren, wird die Krümmung in den konkaven Kontaktlinsen durch die Messung in Dioptrien bestimmt. Je größer die Anzahl der Dioptrien ist, desto größer ist der Sehfehler. Bei Myopie steht vor der Dioptrienzahl ein Minuszeichen (-), das angibt, dass der Fokus kurz vor der Netzhaut liegt.

Bei Hyperopie wird das Licht über die Netzhaut hinaus fokussiert. Hyperopie wird auch als Weitsichtigkeit bezeichnet, da entfernte Objekte bei dieser Beeinträchtigung deutlich zu sehen sind. Der Augapfel ist kürzer als normal und eine konvexe Linse wird verwendet, um diesen Sehfehler zu korrigieren. Die verwendete Kontaktlinse ist in der Mitte dicker und hilft, den Fokus wieder auf die Netzhaut zu lenken.

Auch hier wird die in den konvexen Kontaktlinsen erforderliche Krümmung durch die Messung in Dioptrien bestimmt. Vor der Dioptrienzahl steht das Pluszeichen (+), das angibt, dass der Fokus außerhalb der Netzhaut liegt.

Die zur Korrektur von Myopie und Hyperopie verwendeten Linsen werden als sphärische Kontaktlinsen eingestuft.

Wenn die Hornhaut unregelmäßig geformt ist, konzentriert sich das Licht des auf die Hornhaut fallenden Objekts auf mehr als einen Punkt. Diese Bildverzerrung nennt man Astigmatismus. Es müssen spezielle Objektive entworfen werden, die auf der Bildverzerrung des Einzelnen basieren. Diese Linsen sind als torische Linsen bekannt.

Obwohl torische Linsen aus den gleichen Materialien wie die sphärischen Linsen bestehen, sind sie speziell auf individuelle Beeinträchtigungen zugeschnitten. Diese Linsen haben unterschiedliche Krümmungen, die an einigen Stellen dicker und an anderen dünner sind. Diese Linsen korrigieren bei Bedarf Astigmatismus und Myopie oder Hyperopie.

Für die Korrektur der Presbyopie sind spezielle Bifokallinsen erforderlich, da die darunter leidende Person sowohl eine Korrektur für Kurzsichtigkeit als auch für Weitsichtigkeit benötigt. Bei solchen Linsen wird entweder die Korrektur für eine nahezu Beeinträchtigung in der Mitte der Linse platziert, wobei die Fernkorrektur außen liegt, oder umgekehrt.

Arten von Kontaktlinsen

Die anfänglichen Linsen waren starre Linsen, die kein Wasser absorbierten. Dies verhinderte, dass der Sauerstoff in die Hornhaut des Auges gelangte, was zu Augenreizungen und anderen Beschwerden führte.

Dann kamen die weichen Kontaktlinsen aus Hydrogel, durch die Sauerstoff zur Hornhaut gelangte. Diese Linsen wurden als „atmungsaktive“ Kontaktlinsen bekannt. Dadurch konnten Kontaktlinsen bequem und länger getragen werden. Heute gibt es:

Tägliche Linsen, die nachts entfernt werden.

Linsen mit verlängertem Tragekomfort, die längere Zeit getragen werden können, ohne sie zu entfernen.

Einweglinsen, die nach einem Tag, einer Woche oder einigen Wochen entsorgt werden können.

Darüber hinaus gibt es Farbkontakte, die für kosmetische Zwecke sind.

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