Analysis on the Depressing Force to the Cornea by Fitted Spherical Contact Lens

Purpose: This review article was written to theoretically compare the depressing force (pressure, adhesion) to the cornea between when the spherical lenses were being tightly and flat fitted. Methods: Mathematical equations and their numerical solution programs (model) were formulated to calculate the depressing (adhesion) force to the cornea by both the tightly and flat fitted contact lenses. Based on this proposed model the effects of parameters characterizing a contact lens such as BCs, diameters, edge shape and corneal shape (ratio of long and short corneal axis, p) on the depressing force to the cornea were predicted/analyzed in both tightly and flat fitting regimes. Results: Corneal adhesion increased as the corneal p-value increased. Adhesion increase caused by the increased p-value was much larger in flat fitted case than in tight fitted one. Corneal adhesion reduced abruptly as the BC increased in flat fitting regimes while the adhesion rise was insignificant in tight fitting ones. Reduction in corneal adhesion due to lens-size increase was predicted to be insignificant in both tight and flat fitting regimes. Both the lens edge shape (edge angle) and thickness were relevant only in tight fitting regime. Corneal adhesion increased as the increased with tight-fitted lenses. As the thickness of tight fitted lenses increased, corneal adhesion inversely decreased. Conclusions: The two most significantly affecting the depressing force to cornea were found to be the degree of corneal bending toward the periphery and the BCs of lenses.

구면 콘택트렌즈의 피팅에 따른 각막 부착력 해석

목적: 구면 콘택트렌즈(렌즈)가 각막에 피팅되는 경우 렌즈가 각막을 누르는 힘(압력, 부착력)을 tight 및 flat 피팅 별로 이론적으로 비교 분석하였다. 방법: Tight 및 flat 피팅 상태에서 렌즈의 각막 부착력을 계산할 수 있는 방정식 및 수치해석 프로그램(모델)을 수립하였다. 이 모델에 근거하여 BC, 직경, 두께, 모서리 형상 등 제반 렌즈변수와 각막형상(각막의 장축/단축 비, p) 변화에 수반되는 렌즈의 각막부착력을 tight 또는 flat 피팅 별로 예측/해석하였다. 결과: 각막의 p값이 증가할수록 각막부착력은 증가한다. p 값 증가에 따른 부착력 상승은 flat 피팅 경우가 tight에 비해 월등히 크다. 렌즈의 BC가 증가할수록 각막부착력은 flat 피팅에서는 큰 폭으로 감소하는데 반해 tight 피팅에서는 그 증가가 미미하다. 렌즈 직경이 증가할수록 각막부착력은 tight/flat 피팅 모두에서 미미하게 감소한다. 렌즈의 모서리형상(모서리각도 ${\Psi}$)과 렌즈두께는 tight 피팅에서만 영향을 미치는 요소들이다. Tight 피팅된 렌즈가 각막을 누르는 힘은 모서리 각도에 비례하여 증가한다. Tight 피팅 렌즈는 두께가 증가할수록 렌즈가 각막을 누르는 각막부착력은 두께에 반비례로 감소한다. 결론: 피팅상태의 렌즈가 각막을 누르는 힘에 가장 크게 영향을 미치는 2 가지 요소는 각막의 만곡도와 렌즈의 BC이다.