Za izboljšanje vaše izkušnje uporabljamo piškotke. Z nadaljnjim brskanjem po tej strani se strinjate z našo uporabo piškotkov. Več informacij.
Objava v reviji Additive Manufacturing, skupina raziskovalcev z inštituta za visoko šolstvo Manipal v Indiji poroča o razvoju 3D-natisnjene kontaktne leče, ki se samovlaži. Trenutno v fazi pred validacijo ima raziskava pomembne posledice za razvoj medicinske pripomočke naslednje generacije na osnovi kontaktnih leč.
Pametne kontaktne leče
Študija: samovlažne kontaktne leče z uporabo kapilarnega pretoka. Zasluge za sliko: Kichigin/Shutterstock.com
Kontaktne leče se pogosto uporabljajo za korekcijo vida in njihova prednost je, da jih je lažje nositi kot očala. Poleg tega se uporabljajo v kozmetične namene, saj se nekaterim ljudem zdijo bolj estetsko prijetne. Poleg te tradicionalne uporabe so bile kontaktne leče raziskane za uporabo v biomedicini za razvoj neinvazivnih pametnih naprav za zaznavanje in diagnostike na kraju samem.
Na tem področju je bilo izvedenih več študij in razvitih je bilo nekaj omembe vrednih inovacij. Google lens je na primer pametna kontaktna leča, ki jo je mogoče uporabiti za spremljanje ravni glukoze v solzah in zagotavljanje diagnostičnih informacij za ljudi s sladkorno boleznijo. Intraokularni tlak in oko gibe je mogoče spremljati s pametnimi napravami. Nanostrukturni materiali so bili vključeni v senzorske platforme na osnovi pametnih kontaktnih leč, da delujejo kot senzorji.
Vendar pa je uporaba teh naprav lahko izziv in ovira komercialni razvoj platform, ki temeljijo na kontaktnih lečah. Dolgotrajno nošenje kontaktnih leč lahko povzroči nelagodje in se ponavadi izsušijo, kar uporabniku povzroča več težav. Kontaktne leče motijo naravni proces utripanja, kar povzroči nezadostno zadrževanje vode in poškodbe občutljivega tkiva človeškega očesa.
Tradicionalne metode vključujejo kapljice za oči in pikčaste čepke, ki izboljšajo stimulacijo solz za hidracijo oči. V zadnjih letih sta bila razvita dva nova pristopa.
Pri prvem pristopu se za zmanjšanje izhlapevanja vode uporablja enoslojni grafen, čeprav ta pristop ovirajo zapletene metode izdelave. Pri drugi metodi se elektroosmotski tok uporablja za ohranjanje hidracije leče, čeprav ta metoda zahteva razvoj zanesljivih biokompatibilnih baterije.
Kontaktne leče se tradicionalno izdelujejo z metodami strojne obdelave na stružnici, oblikovanja in ulivanja z vrtenjem. Postopki oblikovanja in ulivanja z vrtenjem imajo stroškovno učinkovite prednosti, vendar jih ovira zapletena naknadna obdelava za izboljšanje oprijema materiala na površino kalupa. Izdelava na stružnici je zapleten in drag postopek z omejitvami pri oblikovanju.
Aditivna proizvodnja se je izkazala kot obetavna alternativa tradicionalnim tehnikam izdelave kontaktnih leč. Te tehnike ponujajo prednosti, kot so krajši čas, večja svoboda oblikovanja in stroškovna učinkovitost. 3D-tiskanje kontaktnih leč in optičnih naprav je še vedno v povojih, raziskave o teh procesov manjka. Izzivi nastanejo zaradi izgube strukturnih značilnosti in šibkega medfaznega oprijema pri naknadni obdelavi. Zmanjšanje velikosti koraka povzroči bolj gladko strukturo, kar izboljša oprijem.
Čeprav se vedno več raziskav osredotoča na uporabo metod 3D-tiskanja za izdelavo kontaktnih leč, manjka razprav o izdelavi kalupov v primerjavi s samimi lečami. Kombinacija tehnologije 3D-tiskanja s tradicionalnimi metodami izdelave ponuja najboljše iz obeh svetov.
Avtorji so uporabili novo metodo za 3D-tiskanje samovlažečih kontaktnih leč. Glavna struktura je bila izdelana s 3D-tiskanjem, model pa je bil razvit z uporabo AutoCAD-a in stereolitografije, običajne tehnike 3D-tiskanja. Premer matrice je 15 mm in osnovni lok je 8,5 mm. Velikost koraka v proizvodnem procesu je samo 10 µm, s čimer se odpravijo tradicionalne težave s 3D tiskanimi kontaktnimi lečami.
Pametne kontaktne leče
Optična področja izdelanih kontaktnih leč so po tiskanju zglajena in replicirana na PDMS, mehak elastomerni material. Tehnika, uporabljena v tem koraku, je metoda mehke litografije. Ključna značilnost tiskanih kontaktnih leč je prisotnost ukrivljenih mikrokanalov v strukturi , kar jim daje možnost samozmočenja. Poleg tega ima leča dobro prepustnost svetlobe.
Avtorji so ugotovili, da je plastična ločljivost strukture narekovala dimenzije mikrokanalov, z daljšimi kanali, natisnjenimi na sredini leče, in krajšimi dolžinami na robovih natisnjenih struktur. Ko pa so bile izpostavljene kisikovi plazmi, so strukture postale hidrofilne , ki omogoča kapilarno voden pretok tekočine in močenje natisnjenih struktur.
Zaradi pomanjkanja nadzora nad velikostjo in porazdelitvijo mikrokanalov so bili mikrokanali z dobro definiranimi mikrokanali in zmanjšanimi stopenjskimi učinki natisnjeni na glavno strukturo in nato ponovljeni na kontaktno lečo. Uporabite aceton za poliranje optičnih območij glavne strukture in natisnite ukrivljene kapilare da bi se izognili izgubi prepustnosti svetlobe.
Avtorji pravijo, da njihova nova metoda ne samo izboljša sposobnost samovlažitve potiskanih kontaktnih leč, ampak tudi zagotavlja platformo za prihodnji razvoj kontaktnih leč, ki podpirajo laboratorij na čipu. To odpira vrata za njihovo uporabo kot funkcionalne resnične -časovne aplikacije za odkrivanje biomarkerjev. Na splošno ta študija zagotavlja zanimivo raziskovalno smer za prihodnost biomedicinskih naprav na osnovi kontaktnih leč.
Čas objave: 30. aprila 2022
