V oblasti moderního zdraví zraku iterace optické technologie neustále nově definuje vnímání zrakové čistoty a pohodlí při nošení. Ať už se jedná o čočky používané pro denní brýlové obruby nebo kontaktní čočky, které přímo pasují na povrch oka, jádro spočívá v rovnováze mezi fyzikálními vlastnostmi materiálu a optickými parametry. Z pohledu profesionální optometrie je základním kamenem vědeckého výběru řešení pro korekci zraku hluboké pochopení základních technických indikátorů optických čoček, očních skleněných čoček a optických kontaktních čoček.
Moderní geometrická optika a jádro designu optické čočky
Jako základ všech zařízení pro korekci zraku, refrakční účinnost a schopnost řízení světelné dráhy optická čočka přímo určují kvalitu obrazu. V oblasti profesionální optiky závisí výkon čočky nejen na její lomivosti, ale také na geometrickém provedení a Abbeově čísle povrchu čočky.
Tradiční optické čočky mají většinou sférický design, který poskytuje jasné zobrazení ve střední oblasti čočky, ale snadno vytváří periferní aberace a zkreslení v okrajových oblastech. K překonání této optické vady byly široce používány moderní asférické a volně tvarované konstrukce. Přesným nastavením zakřivení okraje čočky je asférický optická čočka může účinně eliminovat periferní chromatickou disperzi, díky čemuž je zorné pole širší a realističtější. Navíc, protože Abbeovo číslo je důležitým parametrem pro měření stupně rozptylu světla čočky, vyšší hodnota znamená méně duhových proužků (chromatická aberace) na okraji čočky, což má za následek čistší vizuální kvalitu.
Brýlové čočky: Materiálové vlastnosti a srovnání klíčových parametrů brýlových čoček
Pro uživatele, kteří se na brýlové obruby dlouhodobě spoléhají, je fyzická výkonnost o brýlové čočky přímo ovlivňuje komfort celodenního nošení. Mezi klíčové parametry pro měření kvality těchto čoček patří: index lomu, Abbeovo číslo, odolnost proti nárazu (hustota) a míra blokování škodlivého světla.
V současnosti mainstream brýlové čočky dokončili komplexní vývoj od tradičního anorganického skla k vysokomolekulárním polymerním materiálům. Abychom pomohli jasně a intuitivně porozumět technickým rozdílům mezi různými materiály, jsou níže uvedena srovnání parametrů základních materiálů v současném odvětví:
| Název materiálu | Index lomu | Abbe Value | Hustota (g/cm3) | Odolnost proti nárazu | Použitelný rozsah dioptrií |
| CR-39 (standardní pryskyřice) | 1.50 | 58 | 1.32 | Normální | Nízká myopie/hyperopie (menší nebo rovna plus/minus 2,00 D) |
| Polykarbonát (PC) | 1.59 | 32 | 1.20 | Extrémně vysoké (odolné proti výbuchu) | Střední krátkozrakost, sportovní a dětské brýle |
| Pryskyřice s vysokým indexem lomu (1,67) | 1.67 | 32 | 1.35 | Dobře | Střední až vysoká krátkozrakost (plus/minus 4,00 D až plus/minus 6,00 D) |
| Pryskyřice s ultravysokým indexem lomu (1,74) | 1.74 | 33 | 1.47 | Dobře | Vysoká myopie (větší nebo rovna plus/minus 6,00 D) |
Porovnání údajů v tabulce ukazuje, že materiály s vyšším indexem lomu mohou dělat brýlové čočky ředidlo při stejném předpisovém výkonu. To efektivně řeší problém silných okrajů čoček a tlaku na nosní hřbet u pacientů s vysokými recepturami. Zvýšení indexu lomu je však často doprovázeno poklesem Abbeova čísla. To vyžaduje, aby při skutečném optickém zpracování byly přidány pokročilé vícevrstvé antireflexní vrstvy, které kompenzují propustnost světla, čímž se zajistí vizuální kvalita při řízení v noci nebo při sledování digitálních obrazovek.
Technologie kontaktních čoček: Mechanismy propustnosti kyslíku a zadržování vlhkosti u optických kontaktních čoček
Na rozdíl od brýlí umístěných před očima, optické kontaktní čočky plavou přímo na slzném filmu na povrchu rohovky. Toto speciální prostředí pro nošení vyžaduje, aby jeho designové jádro zohledňovalo nejen optickou korekci, ale také fyziologické metabolické potřeby rohovky. Vzhledem k tomu, že rohovka samotná nemá žádné krevní cévy, více než 90 % kyslíku, který potřebuje, pochází ze vzduchu. Proto koeficient propustnosti kyslíku (Dk) a propustnost kyslíku (Dk/t) z optické kontaktní čočky jsou klíčové ukazatele související se zdravím očí.
Pokud jde o materiálové vědy, tradiční hydrogelové materiály spoléhají hlavně na to, že voda v čočce vede kyslík. Fyzikální omezení tohoto typu materiálu spočívá v tom, že i když zvýšení obsahu vody může zvýšit propustnost kyslíku, příliš vysoký obsah vody způsobí, že čočka absorbuje přirozenější slzy na povrchu oka, což zase zhoršuje suché oči; dále maximální propustnost kyslíku (Dk/t) hydrogelu je obvykle pouze mezi 20 a 40.
Aby se toto fyzikální omezení prolomilo, vznikly silikon-hydrogelové materiály. Silikonový hydrogel představuje fluoro-silikonové polymery s extrémně vysokou propustností pro kyslík. Kyslík může pronikat přímo do rohovky přes molekulární kanály uvnitř materiálu, již není zcela závislý na vodě. To výrazně zvyšuje propustnost kyslíku optické kontaktní čočky .
Následuje srovnání charakteristik fyzikálních a chemických parametrů dvou základních materiálů:
Charakteristika parametrů běžné hydrogelové čočky: Obsah vody je cca 50% - 70%, propustnost kyslíku (Dk/t) je cca 20 - 35. Vzhledem k měkkému materiálu je počáteční komfort nošení vysoký, ale nepřetržitá doba nošení by neměla být příliš dlouhá, takže je vhodná pro osoby s dostatečnou sekrecí slz.
Charakteristika parametrů silikon-hydrogelové čočky: Obsah vody je cca 30% - 45%, propustnost kyslíku (Dk/t) může být až 100 - 160. Její modul pružnosti (tuhost čočky) je o něco vyšší, což dokáže efektivně udržet tvar čočky. Protože se při transportu kyslíku nespoléhá na vodu, je méně pravděpodobné, že dlouhodobé nošení způsobí suché oči, což může lépe chránit normální aerobní metabolismus buněk rohovky.
