En Casestudie Om Valg Av Materialer For Øyelinser
Abstrakt
En casestudie om valg av materialer for øyelinser er rapportert ved Hjelp Av Ashbys materialvalgdiagrammer. I denne studien blir 6 polymermaterialer AV PMMA, PC, PS, PVC, PET og PA gjennomgått og deres egenskaper er funnet fra Utvalgsdiagrammer Av Ashby og sammenlignet i en tabell. De endelige resultatene bekreftet AT pmma (akryl) er det beste materialet for øyelinser. Resultatet viste også at det nåværende materialet er miljøvennlig å være ikke-giftig og resirkulerbart.
1. Introduksjon
en kontaktlinse er en linse slitt foran øyet, hovedsakelig brukt til å behandle nærsynthet, hyperopi, astigmatisme og presbyopi. Briller eller “briller” bæres på ansiktet en kort avstand foran øyet. Kontaktlinser brukes direkte på overflaten av øyet. Intraokulære linser er kirurgisk implantert oftest etter kataraktfjerning, men nylig for rent brytningsformål. Myopi (nærsynthet) krever en divergerende linse, mens hyperopi (far sightedness) krever konvergent linse.
Kontaktlinser tjener vanligvis samme korrigerende formål som konvensjonelle briller, men er lette og nesten usynlige—mange kommersielle linser er tonet en svak blå for å gjøre dem mer synlige når de nedsenkes i rengjørings-og lagringsløsninger. Noen kosmetiske linser er bevisst farget for å endre utseendet på øyet.
det er anslått at 125 millioner mennesker bruker kontaktlinser over hele verden (2%), inkludert 28 til 38 millioner i Usa og 13 millioner I Japan . Typene linser som brukes og foreskrives varierer markant mellom land, med stive linser som står for over 20% av for tiden foreskrevne linser I Japan, Nederland og Tyskland, men mindre enn 5% i Skandinavia .
folk velger å bruke kontaktlinser av mange grunner, ofte på grunn av deres utseende og praktiske egenskaper . Sammenlignet med briller, er kontaktlinser mindre påvirket av vått vær, ikke damp opp og gir et bredere synsfelt. De er mer egnet for en rekke sportslige aktiviteter. I tillegg kan oftalmologiske forhold som keratokonus og aniseikoni ikke korrigeres nøyaktig med briller.
Mange typer kontaktlinser er tilgjengelige. Typen kontakter du bruker, avhenger av din spesielle situasjon. Din øye lege vil kunne hjelpe deg med å velge mellom følgende typer linser.
Stive eller “harde” kontakter var de første linsene; de ble utviklet på 1960-tallet. de er laget av en type plast kalt pmma (polymetylmetakrylat), som er veldig slitesterk, men tillater ikke oksygen i luften å nå hornhinnen direkte. Når øyet blinker, beveger linsen seg, noe som gjør at oksygen oppløst i tårene kan nå hornhinnen. Stive linser er den minst komfortable typen kontakter og brukes ikke lenger. Men noen foretrekker fortsatt dem for deres holdbarhet og lavere kostnader.
Gasspermeable linser er også kjent som ” RGPs.”De er nyere stive eller” harde ” linser laget av plast kombinert med andre materialer, som silikon og fluoropolymerer, som tillater oksygen i luften å passere direkte gjennom linsen. Av denne grunn kalles de ” gasspermeabel.”
Myke kontaktlinser er laget av plastmaterialer som inneholder vann. Vannet gjør dem myke og fleksible, samt at oksygen kan nå hornhinnen. Mer enn 75% av kontaktlinsebrukere i Usa bruker myke linser.
vanligvis bør kontakter fjernes ved sengetid på grunn av infeksjonsrisiko og risiko for kontaktlinseintoleranse. I dette papiret er en casestudie om valg av materialer for øyelinser gitt Ved Hjelp Av Ashbys utvalgsdiagrammer.
2. Materialer For Øyelinser
frem til slutten av 1970-tallet ble kontaktlinser laget av to materialer. Harde kontaktlinser ble laget av polymetylmetakrylat (PMMA), mens de myke kontaktlinsene ble laget av en hydrert polymer, hydroksyetylmetakrylat (HEMA), som inneholdt 37,8 vektprosent vann. Disse linsene ga klart syn og komfort, men det var et problem. Disse linsene tillot ikke oksygen å nå hornhinnen. På grunn av dette kan hornhinnen endres, negativt, hos noen kontaktlinsebrukere.
PMMA er nå foreldet og erstattes med stiv plast, for det meste hydrofobe materialer med høy oksygenpermeabilitet. Disse linsene kalles stive gasspermeable (RGP) linser. FOR fremstilling av myke linser blir HEMA erstattet av polymerer som inneholder så mye som 80% vann. Disse myke linsene, ofte kalt hydrogeler på grunn av mengden vann, og de har høy oksygenoverføring mens de beholder form til tross for høyt vanninnhold. Disse nye materialene som brukes til fremstilling av kontaktlinser, samt tynnere linser og større oksygenoverføring, har redusert hornhinneproblemer, men det er fortsatt andre mulige komplikasjoner.
de nye materialene har også vært medvirkende i etableringen av engangs kontaktlinser i en rekke typer. Engangs kontaktlinser kommer i månedlige, bi-månedlige, ukentlige og til og med daglige disponible typer. De tynnere materialene gjør bruk av disse kontaktlinsene mer komfortable, og kostnaden for kontaktlinser er redusert. Dette gir mulighet for nær vedlikeholdsfri kontaktlinseslitasje.
3. Valget
materialvalg er prosessen med å velge det beste materialet for en bestemt design. I mekanisk design går materialvalg inn i alle stadier av designprosessen og er sammenhengende og like viktig som design og produksjon. I den totale designmodellen er materialvalg vurdert som en av de grunnleggende parametrene sammen med markedsundersøkelse, produktdesignspesifikasjon, komponentdesign, designanalyse, produksjon og montering. Andre modeller av produktdesign understreker også viktigheten av riktig materialvalg. Ashby har vist at materialkravet endres etter hvert som design beveger seg fra konsept gjennom utførelse til detalj. Det databaserte systemet utviklet fra disse ideene er kjent som Cambridge Engineering System (CES), opprinnelig Cambridge Material Selector (CMS). Systemet bruker materialvalgdiagrammer, som er en måte å vise materialegenskapsdata gjennom bruk av optimaliserte prosedyrer. Utvalget fungerer ved å evaluere ytelsesindekser, avledet fra mekanisk analyse, som, hvis maksimert, optimaliserer ytelsen.
i denne studien, for å finne det bedre materialet for kataraktproblem, blir øyelinsematerialer evaluert og valgt for dette problemet. Følgende trinn brukes til valg av materialer.
3.1. Analyse Av De Nødvendige Egenskapene For Øyelinser
det er kjent at øyelinser skal ha følgende egenskaper:(i) enkel produksjon, (ii)må være gjennomsiktig, (iii) lys (lav tetthet), (iv) billig (rimelig pris), (v)bio-kompatibel,(vi)middels bruddseighet,(vii) lavere elastisk modul.
3.2. Utvalg Av Alternative Materialer
Med tanke på de ovennevnte egenskapene for øyelinser, er det mulig å gi kandidaturen til følgende materialer:(i)polymetylmetakrylat (Pmma: Akryl),(ii)polykarbonat (PC),(iii)polystyren (PS),(iv)polyvinylklorid (PVC),(v)polyestere (PET, PBT),(vi)polyamid (Pa: Naylon).
3.3. Evaluering Av Kandidatene
for å evaluere kandidatmaterialet, kan vi lage en tabell som viser kandidatmaterialet i første linje og egenskapene er i første kolonne. Etter det kan vi lese deres numeriske verdier fra Ashbys utvalgsdiagrammer . De endelige resultatene er vist I Tabell 1 med Ashbys materialegenskaper (Figur 1 og 2). I Tabell 1 vises tallverdiene i et område, og i parentesen vises poengsummen mellom 1 til 10 poeng. Hvis materialet er helt i samsvar med de nødvendige egenskapene, blir 10 poeng gitt som en poengsum, ellers i verre tilstand kan bare 1 poeng gis for kandidatmaterialet.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ideen om et materialegenskapsdiagram: Youngs modul,𝐸, er plottet mot tettheten, 𝜌 på loggvekter .
bruddseighet, 𝐾IC, plottet mot Youngs modul, 𝐸
3.4. Utvalg Av Det Beste Materialet For Øyelinser
Det fremgår av Tabell 1 at poengsummen TIL PMMA er 47 poeng og derfor er ytelsen maksimal. PMMA (akryl) har den beste ytelsen på grunn av sin enkle produksjon, gjennomsiktighet, egnet elastisk modul, og også rimelig pris. I andre rekkefølge, PC OG PET er sett innenfor samme score på 44. PET må imidlertid kanselleres på grunn av sin opasitet. PC er litt billigere Enn Akryl, men det har noen produksjonsproblemer . Derfor plukker den opp et lavere punkt Enn Akryl. I tillegg bør alle materialer være biokompatible i kroppen, og alle polymere materialer som brukes i øynene har biokompatibilitet. Derfor står det ikke noe problem om dette problemet.
4. Postscript
Akryl, Eller Pmma, er termoplast som ligner mest glass i åpenhet og motstand mot forvitring. Det er hardt og stivt som polymerer går, lett å polere, men følsomt for stresskonsentrasjoner. Den deler med glass viss skjørhet, noe som kan overvinnes ved å blande med akrylgummi for å gi EN high-impact legering (HIPMMA). PVC kan blandes MED PMMA for å gi tøffe, holdbare ark. Akryl er tilgjengelig som et ark, stang eller rør og kan formes ved støping eller ekstrudering . Også resirkuleringspotensial og motstand mot forvitring av akryl er høy; derfor er øyelinser i stor grad produsert av akryl eller PMMA.
5. Konklusjon
I dette papiret er en casestudie om valg av materialer for øyelinser gitt Ved Hjelp Av Ashbys utvalgsdiagrammer. I dette arbeidet er 6 polymermaterialer AV PMMA, PC, PS, PVC, PET og PA tatt i betraktning, og deres egenskaper er funnet fra Utvalgsdiagrammer Av Ashby og sammenlignet I Tabell 1. De endelige resultatene viste AT pmma (akryl) er det beste for øyelinser. Resultatet støttet også AT PMMA-materiale er bra for miljøhensyn(ikke-giftig og resirkulerbar).
