I. コンタクトレンズの開発は.試行錯誤と失敗の歴史であると同時に.挑戦と絶え間ない進歩の歴史でもあります。 科学技術の進歩は.現代のコンタクトレンズを開発する原動力となっています。 理想のコンタクトレンズ.すなわち以下の条件を満たすコンタクトレンズを探し求めてきました。
クラリティ：良質な画像で.優れた矯正視力を提供します。
快適性：着用者が大きな異物感を感じないこと。
ロングライフ：長期間着用できること。
安全性：目に対する刺激性や毒性はない；寧波六病院眼科のWang Yuwen氏。
酸素透過性：装着時に目に必要な酸素を確保する。
安定性：目の生体組織や涙の成分と反応しにくい。
耐久性：耐用年数が長い。
良好な濡れ性：表面の濡れ性を良好に保ち.着用時の快適性を向上させる。
アンチプレシピテーション：表面に析出物ができにくいので.レンズの寿命が長くなります。
利便性：お手入れも簡単です。
フィッティングのしやすさ：フィッティングプロセスが簡単で.プロモーションがしやすい。
このような目標を達成するために.コンタクトレンズは.コンセプト.素材やデザイン.装着や交換方法など.才能ある科学者のインスピレーションから.医学.材料化学.光学の分野で無数の著名な人々の継続的な実践によって.大きく深い発展を遂げました。 コンタクトレンズはまだ完全なものではありませんが.かつてないほどの成功を収め.多くの装用者を抱えています。 先進国では.屈折異常矯正のうちコンタクトレンズ装用が5～15％を占めています。
II.コンタクトレンズ開発の歴史
1.コンタクトレンズの発想者
16世紀から19世紀にかけて.コンタクトレンズの概念の始まりが多くの文献に記されています。 ルネサンス期の人物.レオナルド・ダ・ヴィンチが初めて「コンタクトレンズ」を表現した。 1508年にレオナルド・ダ・ヴィンチが.水の入った容器に眼球を浸すと角膜の屈折力が中和される仕組みを図で説明したのが.「コンタクト」レンズの始まりとされている。 当時.彼は目の調節機構を解明しようとしていたにもかかわらず.うっかりコンタクトレンズの基本原理を表現してしまったのだ。
1637年.ルネ・デカルトは.軸長の増加を実現し.網膜像を増大させることで.より良い視力を得ることを目的として.水を満たしたガラス管装置を導入した。 ガラスの代わりにレンズを使用すれば.同じ倍率の画像が得られます。
物理学者のトーマス・ヤングは1801年に.25mmの長さの管に水を入れ.一端を両凸の鏡で閉じて眼に接触させ.収容力を研究した。
ジョン・ハーシェルはイギリスの天文学者で.1845年にトーマス・ヤングやジョージ・エアリーらの考えをもとに.角膜乱視を矯正するために目に接触する器具の使用を推測し.角膜の表面を球状のガラスやゲル状の物質で覆って型を作ることを想定していた。 “コンタクトレンズの父 “と呼ばれる
19世紀後半.白内障の手術では医師は縫合糸を使わず.角膜感染率が高かった。 1886年.Xavier Galezowskiは角膜切開部に薬水を浸した厚さ0.25〜0.50mmのゲルを被せ.術後の感染率を大幅に低下させたという。 治療用接触型電気器具を初めて適用したのも彼だ。
2.コンタクトレンズを発明したのは誰？
1886年以降.多くのコンタクトレンズの研究が行われましたが.果たして世界で初めてコンタクトレンズを人間の目に入れた発明者は誰なのでしょうか？
1888年.当時チューリッヒに勤務していたドイツ人眼科医アドルフ・フィックは.眼に接触する矯正レンズの開発を試み.まずウサギの眼で試し.その後自分の眼や角膜に異常な傷を持つ患者の眼に装着して.眼を摘出する必要をなくしたのだ。 しかし.彼が設計したレンズは.製作や装着が難しく.より顕著な機械的刺激を与えるものでした。
また.1888年には.フランス人のユージン・カルトが円錐角膜の患者の治療に.圧迫包帯の代わりにガラスシェルを応用し.角膜と同じ曲率で患者の視力を大幅に改善することに成功した。
1910年の教科書によると.ドイツ人のアウグスト・ムラーが.1887年に患者に部分的に透明な保護ガラスの殻のカバーをつけたと発表していた。 最初の2人とは異なり.Mllerは屈折矯正効果を開発した最初の医師であった。 自身も近視が強かったため.レンズの裏面を角膜の前面に似せて作り.目に接触させることで14Dもの近視を矯正することができるようにしたのだ。 涙液のサイフォン作用でレンズを角膜に密着させ.レンズの縁の湾曲を改善することで涙の循環を良くしていると考えているのです。 患者さんに屈折力コンタクトレンズを装着する栄誉は.間違いなく彼にあります。 彼はキール大学での就任講演で自分の発明を説明し.「コンタクトレンズ」と名付けた。
その後.数十年の間にコンタクトレンズへの関心は薄れ始め.この分野での進歩はほとんど見られなかった。
3.コンタクトレンズ開発のマイルストーン
コンタクトレンズ開発の主なランドマークを年代順に並べると.次のようになる。
表1 I 1 コンタクトレンズの開発マイル数
エポックメイキング・イベントの意義
1508年 レオナルド・ダ・ヴィンチ レオナルド・ダ・ヴィンチは.その著作『目の写本』の中で.コンタクトレンズと同様の原理を表現しており.「コンタクト」レンズに関する最初の記録と考えられている
1845年 ジョン・ハーシェル
コンタクトレンズの父」と呼ばれる論文で.コンタクトレンズの原理を解説
1888年 アドルフ・フィック.アウグスト・ムラーらが強膜レンズの開発に先駆け.動物や人間の眼で実験 コンセプトから現実へ.ガラス製強膜レンズの時代へ
1930年代 PMMAが登場し.コンタクトレンズに使用され.プラスチック強膜レンズの時代に入る
1946年 Kvein Tuohy
無意図的生産 角膜コンタクトレンズの時代へ
1950年代 オットー・ヴィーテルがHEMA素材を開発し.ソフトレンズの時代に突入。
1960年代～1970年代 Dr.ルンドをはじめとする米国企業
ソフトレンズ回転成形技術の特許を取得し.量産を開始 ソフトレンズ時代が本格的に到来
1960年代 シリコーン材料が登場するが.表面の濡れ性の問題で大きな進展はない。
1970年代 ジョン・ドゥ・カール
ロングウェアレンズ構想.素材・デザイン上の制約から大きな進展なし
1970年代 – RGP材料が登場し始め.PMMAレンズは影を潜め.RGP時代の幕開けとなる。
1980年代 米国ジョンソン・エンド・ジョンソン社が使い捨てレンズの概念を導入し.レンズの装着方法に革命をもたらす
1990年代 PTC（米国）.メニコン（日本）などがRGPの素材や設計を改良し.酸素透過性を大幅に向上 先進国でのRGPレンズの普及が進む
1990年代後半～2000年代前半 新世代のシリコーンハイドロゲル素材開発 高酸素透過性の新ソフトレンズ素材.連続装用が可能
コンタクトレンズの歴史を振り返り.コンタクトレンズの素材やデザイン.装用スタイル.交換サイクルの開発など.今後の展望をご紹介します。
コンタクトレンズ材料の開発
1. PMMA
最初のコンタクトレンズはガラス製で.1930年代にはガラスよりも適したコンタクトレンズ材料としてポリメチルメタクリレート（PMMA）がアメリカで紹介された。
当時.PMMA素材で作られたレンズの形態は強膜レンズであったが.その後.Tuohyは1946年にPMMA角膜コンタクトレンズを設計し.特許を取得した。 その後.レンズ設計は単焦点角膜コンタクトレンズから多焦点角膜コンタクトレンズへと徐々に進歩しています。
PMMAは透明で.ガラスよりも密度が低いため.より薄いコンタクトレンズに設計・加工することが可能であり.PMMAは瞬く間に世界中で普及した。
PMMAレンズは.製造の容易さ.耐久性.可変パラメータ.良好な光学特性.良好な表面濡れ性.安定したパラメータ.角膜乱視の矯正能力など.多くの利点を備えています。 PMMAはほぼ完璧なコンタクトレンズ素材と言えますが.不浸透性というアキレス腱があり.新生血管や内皮多形など低酸素による数々の臨床的合併症の原因となるのです。 デザイン性やフィット感を高めることでこれを改善しようとする努力がなされてきましたが.PMMAの非通気性のため.結局その運命は終わりを告げました。 PMMAレンズの臨床的なフィッティングは.現在.世界でもごくわずかの症例しか試みられていません。
PMMAの利点に酸素透過性を加えたものが理想のコンタクトレンズ素材であると考えられ.以来.コンタクトレンズ素材の探索と開発の原動力となったのである。
2.ハイドロゲルソフトレンズ
現在の世界のコンタクトレンズ市場は.ソフトレンズが80％以上を占めています。 ソフトレンズの素材としては.1954年にチェコスロバキアの科学者オットー・ヴィヒテル教授が開発したHEMAという親水性（水分量38.6%）のポリマーが最初で.栄養分や代謝物に対して一定の透過性を持っている。 また.ヴィヒターレ教授は.コンタクトレンズの回転成形の自動生産ラインを発明し.ヴィヒターレ教授が開発した回転成形の生産技術.レンズ材料.デザインは.アメリカの産業界の関心を集め.特許を買い取り.アメリカのPHD社によって大規模な商業化が開始されました。 を開発し.1972年に市場に参入しました。
コンタクトレンズの連続装用が求められる中.レンズの含水率を高めて酸素透過性を高める試みがなされ.HEMA素材とは分子構造が異なることから非HEMA素材と総称される含水率71%までの素材など.異なるタイプのソフトレンズ素材も開発された。
ソフトレンズの登場により.コンタクトレンズの人気は急速に発展し.装用者数も急速に増えています。 しかし.その後.レンズの装用に関する誤解や誤用により.臨床上の合併症が続出し.安全で健康的な装用を実現するために.新しい素材や装用スタイル.交換サイクルの開発など.より一層の改良が求められているのです。
3.シリコーンソフトレンズ
シリコーンは.その物性からソフトレンズに属するユニークなコンタクトレンズ素材ですが.通常のハイドロゲルソフトレンズとは異なり.シリコーンエラストマーは水を含まないため.ある意味ではハードレンズ素材に近いものがあります。
シリコーン素材は酸素や二酸化炭素の透過性が高いため.角膜の呼吸にほとんど支障をきたさない。 しかし.シリコン素材は疎水性のため製造が難しく.快適な装着感を得るためには加工が必要です。 表面の濡れ性を改善することは難しいため.1950年代後半に導入されて以降.大きな進歩はあまり見られなかった。 1990年代に新技術が開発されるまで.シリコンとハイドロゲル素材を組み合わせて.安定したシリコンハイドロゲル（Silicon Hydrogel）素材を作っていた。シリコンの高い酸素透過性の特性を維持するだけでなく.ハイドロゲル素材の親水性の長所を生かして.素材の濡れ性を大幅に改善し.米国などでは30日間の連続装着を可能としている。
4.RGPレンズ
RGP（Rigid Gas Permeableの略）素材は.剛性と酸素透過性を兼ね備えたコンタクトレンズ素材の総称です。 理想的なコンタクトレンズの素材は.PMMAとほぼ同等で.さらに高い酸素透過性を持つものです。 そこで.酸素透過性の高いシリコーン材料をPMMAの構造体に組み込むことが初めて試みられ.シリコーンアクリレートと呼ばれるようになった。 その後.フルオロシリコーンアクリレートが登場し.シリコーンアクリレート表面のシリコーン含有量の多さによる濡れ性の悪さ.タンパク質の沈着しやすいという欠点が改善されました。
角膜の健康という点では.硬質ガス透過性コンタクトレンズ（RGP）が圧倒的に優れており.光学特性もよく.乱視もよく矯正されます。 しかし.RGPのフィッティングには.フィッターの側により臨床的なフィッティングの知識と技術が必要であり.装用者の側にはこれらのレンズにうまく適応するための一定レベルの品質と理解.そして.よくできたレンズを提供するためにより個人に合わせた設計とレンズ作成ラボが必要です。 このような理由から.中国におけるRGPフィッティングはまだ始まったばかりですが.将来的には明るいと言えます。
コンタクトレンズ設計の開発
コンタクトレンズのデザインは.強膜コンタクトレンズが最も初期の形態でした。 歴史上最初の角膜コンタクトレンズは.1946年にケビン・トゥーヒーがPMMAコンタクトレンズを作る際に.レンズを回す際に強膜部分と角膜部分を分けてしまうという.思わぬミスに端を発しているのです。 気まぐれに角膜部分を磨き.自分の目にレンズを入れたところ.抵抗力があることがわかった。 その後.さらに実験を重ね.初期の硬質角膜コンタクトレンズを開発した。
Tuohyデザインは.シングルアークの球面デザインで.レンズが角膜の中心ゾーンに過剰な圧力をかけ.エッジが過剰に反り返るため.角膜中心部の摩耗と水腫を引き起こし.レンズが眼から落ちやすくなるという二つのデメリットがありました。 その後.この問題はレンズ後面の外周曲率を変えることで適切に解決され.マルチアーク設計となった。
その後も角膜表面の非球面形状にヒントを得て.コンタクトレンズの後面も非球面形状にすることで.よりフィット感の高いコンタクトレンズを設計しています。 コンタクトレンズの多焦点設計は.老眼の矯正に新しいアプローチをもたらしました。 術後の角膜や角膜移植のために開発された逆ジオメトリックデザインのコンタクトレンズは.中心部が平坦で周辺部が急峻な形状をしています。
V. コンタクトレンズの装着・交換間隔の開発
理想的なコンタクトレンズの重要な基準は.装用者にとって便利な装着スタイルであり.このため.コンタクトレンズの装着スタイルと交換間隔は.より長く装着するロングウェアと連続装着.あるいは.より短く装着する使い捨て.あるいは.使い捨ての2極化傾向にある。 傾向としては.どんどん長く履く-長時間・連続着用-か.どんどん短く履く-1日で履き捨てる-かのどちらかでしょう。
1.着用スタイルの開発
1970年代に登場した初期のソフトレンズは.低含水率のハイドロゲルソフトレンズで.当時.アメリカのFDA（食品医薬品局）が日用装着レンズとして医療機器として規制していたものです。
1970年代後半になると.消費者は一晩中レンズを装着できることを期待するようになりました。 当時の検眼士は.ソフトレンズの素材に含まれる水分量を増やすことで実現できると考えたのだ。 しかし.長期装用による角膜低酸素症やレンズ汚染などの臨床的問題が相次いで報告され.長期装用の概念は大きく揺らいでいた。
コンタクトレンズ使用時の角膜酸素供給の基本要件に関する研究が進んだ結果.より積極的にレンズ設計や素材の改良を行い.安全かつ望ましい長期装用を実現することが可能になりました。 酸素透過性の高いRGP素材や新しいシリコーンハイドロゲル素材の登場により.長時間の装着や連続装着が可能になりました。
2.買い替えサイクルの展開
1980年代半ばまでは.レンズが比較的きれいで破損せず.装用者の屈折異常の矯正効果が継続する限り.使い続けることができると考えられていました。 レンズにひびが入ったり.表面にさまざまな沈殿物が付着していても.できるだけ長く使うことが大切です。 このような交換が可能なコンタクトレンズをコンベンショナルコンタクトレンズと呼びます。 レンズの種類にもよりますが.従来型に従って装着したコンタクトレンズの一般的な寿命.すなわち交換サイクルは.PMMAハードレンズで3～5年.RGPレンズで1～2年.従来型ソフトレンズで1年程度と言われています。
1985年.デンマークで初めて使い捨てレンズが登場しました。 翌年.アメリカのジョンソン・エンド・ジョンソン社がその技術を獲得し.大規模な生産・販売を開始した。 使い捨てレンズは.従来のソフトレンズと同じ素材でできており.デザインも似ていますが.1回.毎日1日.または1週間や30日間継続して装着し.その後廃棄される使い捨て医療機器であることが特徴です。
使い捨てレンズの利点は.従来のレンズが抱えていた沈着物や表面ダメージの問題を大幅に軽減し.レンズケアを必要としない.または簡略化できる利便性があることです。 米国や日本など一部の先進国で普及している使い捨てレンズは.その再現性と大量生産に適した製造工程.それによるリーズナブルで安価な価格が人気の秘訣の一つです。
VI.中国におけるコンタクトレンズ開発の歴史
コンタクトレンズは.中国語では接触レンズとも呼ばれます。 1946年に上海呉良才眼鏡店が中国で初めて海外製のコンタクトレンズを導入したが.上海医科大学と上海光学第二廠が共同で中国初の角膜コンタクトレンズ（当時はPMMA製）を開発・生産し.1970年代には再び中国初の角膜用ソフトコンタクトレンズを共同開発している。