Изследователите тестват самохидратиращи се контактни лещи

Използваме бисквитки, за да подобрим вашето изживяване. Продължавайки да разглеждате този сайт, вие се съгласявате с използването на бисквитки. Повече информация.
Публикувайки в списанието Additive Manufacturing, екип от изследователи от Manipal Institute of Higher Education в Индия докладват за разработването на 3D отпечатана самонамокряща се контактна леща. Понастоящем в етапа на предварително валидиране, изследването има важни последици за развитието на следващо поколение медицински изделия, базирани на контактни лещи.

Интелигентни контактни лещи
Проучване: Самонамокрящи се контактни лещи с използване на капилярен поток. Кредитно изображение: Kichigin/Shutterstock.com
Контактните лещи често се използват за коригиране на зрението и имат предимството, че са по-лесни за носене от очилата. Освен това те имат козметична употреба, тъй като някои хора ги намират за по-естетически приятни. В допълнение към тази традиционна употреба, контактните лещи са изследвани за приложения в биомедицината за разработване на неинвазивни интелигентни сензорни устройства и диагностика на място.
В тази област са проведени няколко проучвания и са разработени някои забележителни нововъведения. Например Google lens е интелигентна контактна леща, която може да се използва за проследяване на нивата на глюкоза в сълзите и предоставя диагностична информация за хора с диабет. Вътреочно налягане и око движенията могат да се наблюдават с помощта на интелигентни устройства. Наноструктурираните материали са включени в сензорни платформи, базирани на интелигентни контактни лещи, за да действат като сензори.
Използването на тези устройства обаче може да бъде предизвикателство, възпрепятствайки търговското развитие на платформи, базирани на контактни лещи. Носенето на контактни лещи за продължителни периоди от време може да причини дискомфорт и те са склонни да изсъхват, причинявайки повече проблеми на носещия ги. Контактни лещи пречат на естествения процес на мигане, което води до недостатъчно задържане на вода и увреждане на деликатната тъкан на човешкото око.
Традиционните методи включват капки за очи и точкови тапи, които подобряват стимулацията на сълзите, за да хидратират очите. През последните години бяха разработени два нови подхода.
При първия подход се използва еднослоен графен за намаляване на изпарението на вода, въпреки че този подход е възпрепятстван от сложни методи за производство. При втория метод се използва електроосмотичен поток, за да се поддържа лещата хидратирана, въпреки че този метод изисква разработването на надеждни биосъвместими батерии.
Контактните лещи традиционно се произвеждат с помощта на методи за машинна обработка на струг, формоване и центрофугиране. Процесите на формоване и центрофугиране имат икономически ефективни предимства, но са възпрепятствани от сложни последващи обработки за подобряване на адхезията на материала към повърхността на матрицата. Производството на струг е сложен и скъп процес с дизайнерски ограничения.
Адитивното производство се очертава като обещаваща алтернатива на традиционните техники за производство на контактни лещи. Тези техники предлагат предимства като намалено време, по-голяма свобода на проектиране и рентабилност. 3D отпечатването на контактни лещи и оптични устройства е все още в начален стадий и изследванията на тези процеси липсват. Предизвикателства възникват със загуба на структурни характеристики и слаба междуфазова адхезия при последваща обработка. Намаляването на размера на стъпката води до по-гладка структура, което подобрява адхезията.
Въпреки че все повече и повече изследвания се фокусират върху използването на методи за 3D печат за изработване на контактни лещи, липсва дискусия относно правенето на калъпи в сравнение със самите лещи. Комбинирането на технологията за 3D печат с традиционните методи на производство предлага най-доброто от двата свята.
Авторите са използвали нов метод за 3D отпечатване на самонамокрящи се контактни лещи. Основната структура е произведена чрез 3D принтиране, а моделът е разработен с помощта на AutoCAD и стереолитография, обща техника за 3D принтиране. Диаметърът на матрицата е 15 mm и основната дъга е 8,5 mm. Размерът на стъпката в производствения процес е само 10 µm, преодолявайки традиционните проблеми с 3D отпечатаните контактни лещи.

Интелигентни контактни лещи
Оптичните зони на произведените контактни лещи се изглаждат след отпечатване и се репликират върху PDMS, мек еластомерен материал. Техниката, използвана в тази стъпка, е метод на мека литография. Ключова характеристика на отпечатаните контактни лещи е наличието на извити микроканали в структурата , което им дава възможност за самонамокряне. Освен това лещата има добра светлопропускливост.
Авторите установяват, че разделителната способност на слоя на структурата диктува размерите на микроканалите, с по-дълги канали, отпечатани в средата на лещата, и по-къси дължини в краищата на отпечатаните структури. Въпреки това, когато са изложени на кислородна плазма, структурите стават хидрофилни , улеснявайки капилярно задвижвания флуиден поток и намокряйки отпечатаните структури.
Поради липсата на контрол на размера и разпределението на микроканалите, микроканали с добре дефинирани микроканали и намалени стъпкови ефекти бяха отпечатани върху основната структура и след това репликирани върху контактната леща. Използвайте ацетон, за да полирате оптичните области на основната структура и да отпечатате извити капиляри за да се избегне загубата на пропускливост на светлина.
Авторите казват, че техният нов метод не само подобрява самоовлажняващата способност на отпечатаните контактни лещи, но също така осигурява платформа за бъдещо развитие на контактни лещи с активирана лаборатория върху чип. Това отваря вратата за тяхното използване като функционални реални -времеви приложения за откриване на биомаркери. Като цяло, това проучване предоставя интересна изследователска насока за бъдещето на биомедицинските устройства, базирани на контактни лещи.