Мы используем файлы cookie для улучшения вашего опыта. Продолжая просматривать этот сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Дополнительная информация.
Группа исследователей из Манипальского института высшего образования в Индии опубликовала в журнале Additive Manufacturing сообщение о разработке напечатанной на 3D-принтере самосмачивающейся контактной линзы. медицинские устройства нового поколения на основе контактных линз.
Умные контактные линзы
Исследование: самосмоченные контактные линзы с использованием капиллярного потока. Изображение предоставлено Kichigin/Shutterstock.com.
Контактные линзы часто используются для коррекции зрения, и их преимущество в том, что их легче носить, чем очки. Кроме того, они используются в косметических целях, поскольку некоторые люди находят их более эстетичными. в биомедицине для разработки неинвазивных интеллектуальных сенсорных устройств и диагностики в местах оказания медицинской помощи.
В этой области было проведено несколько исследований, и были разработаны некоторые заслуживающие внимания инновации. Например, линзы Google — это умные контактные линзы, которые можно использовать для контроля уровня глюкозы в слезах и предоставления диагностической информации людям с диабетом. Внутриглазное давление и зрение движения можно контролировать с помощью интеллектуальных устройств. Наноструктурные материалы были включены в сенсорные платформы на основе интеллектуальных контактных линз, которые действуют как сенсоры.
Тем не менее, использование этих устройств может быть проблематичным, препятствуя коммерческому развитию платформ на основе контактных линз. Ношение контактных линз в течение длительного периода времени может вызывать дискомфорт, и они имеют тенденцию высыхать, вызывая больше проблем для пользователя. Контактные линзы мешают естественному процессу моргания, что приводит к недостаточному удержанию воды и повреждению нежной ткани человеческого глаза.
Традиционные методы включают глазные капли и точечные тампоны, которые улучшают стимуляцию слезоотделения и увлажняют глаза. В последние годы были разработаны два новых подхода.
В первом подходе однослойный графен используется для уменьшения испарения воды, хотя этому подходу препятствуют сложные методы изготовления. Во втором методе для поддержания гидратации линзы используется электроосмотический поток, хотя этот метод требует разработки надежных биосовместимых материалов. батареи.
Контактные линзы традиционно изготавливаются с использованием методов токарной обработки, формовки и центробежного литья. Процессы формования и центробежного литья имеют преимущества с точки зрения затрат, но им мешают сложные постобработки для улучшения адгезии материала к поверхности формы. сложный и дорогой процесс с конструктивными ограничениями.
Аддитивное производство стало многообещающей альтернативой традиционным методам изготовления контактных линз. Эти методы предлагают такие преимущества, как сокращение времени, большая свобода проектирования и экономическая эффективность. 3D-печать контактных линз и оптических устройств все еще находится в зачаточном состоянии, и исследования по эти процессы отсутствуют. Возникают проблемы с потерей структурных особенностей и слабой межфазной адгезией при постобработке. Уменьшение размера шага приводит к более гладкой структуре, что улучшает адгезию.
Хотя все больше и больше исследований сосредоточено на использовании методов 3D-печати для изготовления контактных линз, мало кто обсуждает изготовление пресс-форм по сравнению с самими линзами. Сочетание технологии 3D-печати с традиционными методами производства предлагает лучшее из обоих миров.
Авторы использовали новый метод 3D-печати самосмоченных контактных линз. Основная структура была изготовлена с использованием 3D-печати, а модель была разработана с использованием AutoCAD и стереолитографии, распространенной техники 3D-печати. Базовая дуга составляет 8,5 мм. Размер шага в производственном процессе составляет всего 10 мкм, что позволяет преодолеть традиционные проблемы с контактными линзами, напечатанными на 3D-принтере.
Умные контактные линзы
Оптические области изготовленных контактных линз сглаживаются после печати и реплицируются на PDMS, мягкий эластомерный материал. На этом этапе используется метод мягкой литографии. Ключевой особенностью печатных контактных линз является наличие изогнутых микроканалов в структуре. , что придает им способность к самосмачиванию. Кроме того, линзы обладают хорошим светопропусканием.
Авторы обнаружили, что разрешение слоя структуры диктует размеры микроканалов, при этом более длинные каналы печатаются в середине линзы, а более короткие по краям отпечатанных структур. Однако при воздействии кислородной плазмы структуры становятся гидрофильными. , облегчая капиллярный поток жидкости и смачивая печатные структуры.
Из-за отсутствия контроля размера и распределения микроканалов микроканалы с четко определенными микроканалами и уменьшенными ступенчатыми эффектами были напечатаны на мастер-структуре, а затем реплицированы на контактную линзу. Используйте ацетон для полировки оптических областей основной структуры и печати изогнутых капилляров. чтобы избежать потери светопропускания.
Авторы говорят, что их новый метод не только улучшает способность печатных контактных линз к самоувлажнению, но и обеспечивает платформу для будущей разработки контактных линз с лабораторией на чипе. Это открывает двери для их использования в качестве функциональных реальных линз. приложения для обнаружения биомаркеров времени. В целом, это исследование представляет собой интересное направление исследований будущего биомедицинских устройств на основе контактных линз.
Время публикации: 30 апреля 2022 г.
