Používáme soubory cookie ke zlepšení vašeho zážitku. Pokračováním v procházení tohoto webu souhlasíte s naším používáním souborů cookie. Více informací.
Tým výzkumníků z Manipal Institute of Higher Education v Indii publikoval v časopise Additive Manufacturing zprávu o vývoji 3D tištěné samosmáčivé kontaktní čočky. V současné době ve fázi před validací má výzkum důležité důsledky pro vývoj zdravotnické prostředky nové generace na bázi kontaktních čoček.
Chytré kontaktní čočky
Studie: Samosmáčecí kontaktní čočky využívající kapilární tok. Kredit snímku: Kichigin/Shutterstock.com
Kontaktní čočky se často používají ke korekci zraku a mají tu výhodu, že se snadněji nosí než brýle. Kromě toho mají kosmetické využití, protože někteří lidé je považují za esteticky příjemnější. Kromě tohoto tradičního použití byly kontaktní čočky zkoumány i pro aplikace. v biomedicíně vyvinout neinvazivní inteligentní snímací zařízení a diagnostiku v místě péče.
V této oblasti bylo provedeno několik studií a byly vyvinuty některé pozoruhodné inovace. Například Google lens je chytrá kontaktní čočka, kterou lze použít ke sledování hladiny glukózy v slzách a poskytovat diagnostické informace lidem s diabetem. Nitrooční tlak a oko pohyby lze monitorovat pomocí chytrých zařízení. Nanostrukturní materiály byly začleněny do snímacích platforem založených na inteligentních kontaktních čočkách, aby fungovaly jako senzory.
Používání těchto zařízení však může být náročné a brání komerčnímu rozvoji platforem na bázi kontaktních čoček. Nošení kontaktních čoček po delší dobu může způsobit nepohodlí a mají tendenci vysychat, což nositeli způsobuje další problémy.Kontaktní čočky narušují přirozený proces mrkání, což má za následek nedostatečné zadržování vody a poškození jemné tkáně lidského oka.
Tradiční metody zahrnují oční kapky a zátky, které zlepšují stimulaci slz za účelem hydratace očí. V posledních letech byly vyvinuty dva nové přístupy.
V prvním přístupu se ke snížení odpařování vody používá jednovrstvý grafen, ačkoli tento přístup je ztížen složitými výrobními metodami. Ve druhém způsobu se k udržení hydratace čočky používá elektroosmotický tok, ačkoli tato metoda vyžaduje vývoj spolehlivé biokompatibilní baterie.
Kontaktní čočky se tradičně vyrábějí soustružnickým obráběním, tvářením a metodami odstředivého odlévání. Procesy lisování a odstředivého odlévání mají nákladově efektivní výhody, ale jsou brzděny složitými úpravami po zpracování, aby se zlepšila přilnavost materiálu k povrchu formy. Výroba soustruhu je složitý a nákladný proces s konstrukčními omezeními.
Aditivní výroba se ukázala jako slibná alternativa k tradičním technikám výroby kontaktních čoček. Tyto techniky nabízejí výhody, jako je zkrácení času, větší svoboda designu a nákladová efektivita. 3D tisk kontaktních čoček a optických zařízení je stále v plenkách a výzkum v oblasti tyto procesy chybí. Výzvy vznikají se ztrátou strukturních rysů a slabou mezifázovou adhezí při následném zpracování. Zmenšení velikosti kroku vede k hladší struktuře, která zlepšuje adhezi.
Přestože se stále více výzkumů zaměřuje na použití metod 3D tisku k výrobě kontaktních čoček, o výrobě forem ve srovnání s čočkami samotnými chybí diskuse. Kombinace technologie 3D tisku s tradičními výrobními metodami nabízí to nejlepší z obou světů.
Autoři použili novou metodu 3D tisku samosmáčivých kontaktních čoček. Hlavní konstrukce byla vyrobena pomocí 3D tisku a model byl vyvinut pomocí AutoCADu a stereolitografie, což je běžná technika 3D tisku. Průměr matrice je 15 mm a základní oblouk je 8,5 mm. Velikost kroku ve výrobním procesu je pouze 10 µm, což překonává tradiční problémy s 3D tištěnými kontaktními čočkami.
Chytré kontaktní čočky
Optické oblasti vyrobených kontaktních čoček jsou po tisku vyhlazeny a replikovány na PDMS, měkký elastomerní materiál. Technika použitá v tomto kroku je metoda měkké litografie. Klíčovým rysem tištěných kontaktních čoček je přítomnost zakřivených mikrokanálů ve struktuře. , což jim dává schopnost samosmáčení. Čočka má navíc dobrou propustnost světla.
Autoři zjistili, že vrstvové rozlišení struktury diktovalo rozměry mikrokanálů, s delšími kanály vytištěnými uprostřed čočky a kratšími délkami na okrajích potištěných struktur. Nicméně, když byly vystaveny kyslíkovému plazmatu, struktury se staly hydrofilními. , usnadňující kapilárně řízený průtok tekutiny a smáčení tištěných struktur.
Kvůli nedostatku kontroly velikosti mikrokanálů a distribuce byly mikrokanály s dobře definovanými mikrokanály a redukovanými stupňovitými efekty vytištěny na hlavní strukturu a poté replikovány na kontaktní čočku. K vyleštění optických oblastí hlavní struktury a tisku zakřivených kapilár použijte aceton. aby se zabránilo ztrátě propustnosti světla.
Autoři tvrdí, že jejich nová metoda nejen zlepšuje samozvlhčovací schopnost tištěných kontaktních čoček, ale také poskytuje platformu pro budoucí vývoj kontaktních čoček s podporou laboratoře na čipu. To otevírá dveře pro jejich použití jako funkční skutečné Aplikace detekce biomarkerů v čase. Celkově tato studie poskytuje zajímavý směr výzkumu pro budoucnost biomedicínských zařízení na bázi kontaktních čoček.
Čas odeslání: 30. dubna 2022
