米国のファッションデザイナーであるVera Wangは次のように述べています。「私にとって、アイウェアは処方箋の域をはるかに超えるものです。メイクアップのようなものです。最も素晴らしいアクセサリーなのです。フレームの形状やレンズの色は、その人の全体的な印象を一変させます。」しかし、メイクアップの色や特性は着用者に合うものであるべきであり、私たちは皆、顔の身体的特徴や目が異なるため、コンタクトレンズも同様であるべきです。
調査によると、コンタクトレンズの世界市場は約120億ドルで、コンタクトレンズ装用者の3分の2は女性です。しかし、ダーバンを拠点とする検眼士Vanessa Moodleyが2009年に実施した研究では、人種ごとの目に適したレンズを開発する必要性が依然としてあることが分かりました。
化粧の秘訣は、自分の肌の色や顔立ちに最も合う色を見つけることです。同様に、アフリカ人、インド人、白人では角膜の形状が異なることが分かっています。Moodley氏は、市販のコンタクトレンズを用いて、さまざまな人種の被験者に対するコンタクトレンズの装用試験を実施しました。その研究は、学術誌 The South African Optometrist （現在は African Vision and Eye Healthとして知られる）に掲載されたもので、240名の被験者を対象とした調査では、アフリカ人被験者の80%以上に不適合なレンズが多く見られた一方、市販のコンタクトレンズは白人被験者の大多数にフィットしたことが分かりました。これらの違いは、主に患者の角膜へのきつめのフィットに起因すると考えられ、アフリカ系の人々に見られる扁平な角膜を裏付けるものです。角膜は眼球表面を覆う保護層であり、虹彩と瞳孔を覆っています。また、光線を屈折させて眼内に像を結ぶ役割も担っています。
年齢や使用に伴い、角膜には軽微な欠陥が生じます。コンタクトレンズは、これらの欠陥を矯正し、像を適切に屈折させて良好な視力を得るために使用されます。しかし、適切にフィットするコンタクトレンズは、世界各地の異なる気候に適した素材で作られる必要があります。例えば、一部の素材は水分を吸収するため、湿気が多く暑い気候条件での使用により適している可能性があります。
こうしたニーズに基づき、ネルソン・マンデラ大都市大学の精密工学研究所のチームは、2013年にコンタクトレンズの切削加工と高品質なレンズの実現方法を検討することを決定しました。そのために、利用可能な中で最も精度の高い光学加工技術である単点ダイヤモンド切削を用いました。料理と同様に、コンタクトレンズを作るための実験研究は、完成させるまでに多くの練習を要します。このプロセスでは、特定の順序で特定の分量の様々な材料を組み合わせ、一つの製品を作り上げます。理想的なコンタクトレンズのレシピを得るため、切削工具の切削値（切削速度、送り、切り込み深さ）を個別に調整し、各変化がレンズ表面の精度にどのように影響するかを観察しました。試験から、パラメータの選択や、表面品質に悪影響を与えた一部の組み合わせに基づき、表面プロファイルの品質について様々な等級を得ました。例えば、切削速度を遅くしても、必ずしも優れたレンズが得られるわけではないことが分かりました。
コンタクトレンズのプラスチックを切削する際の工具の切削値の影響を明確に理解するため、切削方法の様々な組み合わせと、湿度や温度などの環境変数の影響も分析しました。湿度が適度な環境でより良い結果が得られること、また組み合わせによっては、一部の切削要因がレンズ表面の品質を向上させることが分かりました。
実験試験によって、切削中にプラスチックの特性が変化することも分かりました。切削温度が上昇すると、プラスチックレンズは切削箇所でガラスのように脆い状態から、よりゴム状の状態へと変化しました。この移行は、非常に高精度なコンタクトレンズ表面の製造において極めて重要です。
もう一つの興味深い発見は、ダイヤモンドでコンタクトレンズ用プラスチック材料を切削すると静電気が発生することでした。これは、靴下を履いた足でカーペットをこする場合と同じ現象です。これはレンズの品質に大きな影響を与えかねません。ただし、大気中の湿度を60%を少し超える水準に高めると、静電気の蓄積を防ぐことができます。
レシピを検証し、本当により精度の高いコンタクトレンズを作れているかを確認するため、分子動力学研究を実施しました。これにより、レンズ内の各原子と、切削中にそれぞれの原子に何が起きたかを観察できました。このナノスケールにおいて、特定の切削パラメータの組み合わせが原子の変位を引き起こし、それがレンズ表面の滑らかさを決定することが分かりました。この情報をもとに、南アフリカの独自の人口に適したより精度の高いレンズを製造することができました。
非常に精度の高いコンタクトレンズを作るための私の理想的なレシピは、非常に複雑なパラメータの組み合わせから成ります。切削速度、送り、切り込み深さに加え、力と湿度が、高精度なレンズを実現するための不可欠な要素です。しかし、これらの要因の不適切な組み合わせは、高い静電気の帯電と表面の変形を招きます。
研究から見てきたように、ダイヤモンド切削は極めて微細な光学表面を作ることができ、利用可能な既存の方法よりも生産の柔軟性に優れています。市販レンズの現在の供給は、まだ南アフリカ市場の需要を満たしていません。アフリカの目に合うコンタクトレンズを作ることは、アフリカ発の解決策にかかっています。メイクアップが着用者に合うように作られるべきであるなら、コンタクトレンズも同様であるべきです。
本記事は、 Mail & Guardianとの協力により公開されたものです。掲載は、世界経済フォーラムによる見解を支持するものではありません。
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著者：Oluwole Olufayo氏はNelson Mandela Metropolitan Universityに在籍し、Mail & Guardian Africaの寄稿者です。
画像：目の検査を受ける女性。REUTERS/Noor Khamis.
