Ми використовуємо файли cookie, щоб покращити ваш досвід. Продовжуючи перегляд цього сайту, ви погоджуєтеся на використання файлів cookie. Більше інформації.
Опублікувавши в журналі Additive Manufacturing, команда дослідників з Інституту вищої освіти Маніпал в Індії повідомляє про розробку самозмочуваних контактних лінз, надрукованих на 3D. Наразі на етапі попередньої перевірки дослідження має важливе значення для розробки медичні пристрої нового покоління на основі контактних лінз.
Розумні контактні лінзи
Дослідження: самозмочування контактних лінз за допомогою капілярного потоку. Автор зображення: Kichigin/Shutterstock.com
Контактні лінзи часто використовуються для корекції зору та мають перевагу в тому, що їх легше носити, ніж окуляри. Крім того, вони мають косметичне застосування, оскільки деякі люди вважають їх більш естетичними. Окрім цього традиційного використання, контактні лінзи досліджувалися для застосування в біомедицині для розробки неінвазивних інтелектуальних датчиків і діагностики на місці.
У цій галузі було проведено кілька досліджень і розроблено кілька важливих інновацій. Наприклад, об’єктив Google — це розумна контактна лінза, яку можна використовувати для моніторингу рівня глюкози в сльозах і надання діагностичної інформації людям із діабетом. Внутрішньоочний тиск і очі рухи можна відстежувати за допомогою інтелектуальних пристроїв. Наноструктуровані матеріали були включені в розумні сенсорні платформи на основі контактних лінз, щоб діяти як датчики.
Однак використання цих пристроїв може бути складним завданням, що перешкоджає комерційному розвитку платформ на основі контактних лінз. Носіння контактних лінз протягом тривалого періоду часу може викликати дискомфорт, і вони, як правило, висихають, створюючи більше проблем для користувача. Контактні лінзи перешкоджають природному процесу моргання, що призводить до недостатнього утримання води та пошкодження ніжної тканини людського ока.
Традиційні методи включають очні краплі та точкові пробки, які покращують стимуляцію сльози для зволоження очей. Останніми роками було розроблено два нових підходи.
У першому підході одношаровий графен використовується для зменшення випаровування води, хоча цьому підходу перешкоджають складні методи виготовлення. У другому методі електроосмотичний потік використовується для підтримки гідратації лінзи, хоча цей метод вимагає розробки надійних біосумісних батареї.
Контактні лінзи традиційно виготовляють із застосуванням методів обробки на токарному верстаті, формування та формування методом прядіння. Процеси формування та формування за допомогою прядіння мають економічні переваги, але їм заважає складна додаткова обробка для покращення адгезії матеріалу до поверхні форми. Виготовлення на токарному верстаті є складний і дорогий процес із конструктивними обмеженнями.
Адитивне виробництво стало багатообіцяючою альтернативою традиційним методам виготовлення контактних лінз. Ці методи пропонують такі переваги, як скорочення часу, більша свобода проектування та економічна ефективність. Тривимірний друк контактних лінз і оптичних пристроїв все ще знаходиться в зародковому стані, і дослідження на цих процесів не вистачає. Проблеми виникають із втратою структурних особливостей і слабкою міжфазною адгезією під час пост-обробки. Зменшення розміру кроку призводить до більш гладкої структури, що покращує адгезію.
Незважаючи на те, що все більше досліджень зосереджено на використанні методів 3D-друку для виготовлення контактних лінз, бракує дискусій про виготовлення форм порівняно з самими лінзами. Поєднання технології 3D-друку з традиційними методами виробництва пропонує найкраще з обох світів.
Автори використали новий метод для 3D-друку самозмочуваних контактних лінз. Основну структуру було виготовлено за допомогою 3D-друку, а модель розроблено за допомогою AutoCAD і стереолітографії, поширеної техніки 3D-друку. Діаметр матриці становить 15 мм, а базова дуга становить 8,5 мм. Розмір кроку у виробничому процесі становить лише 10 мкм, долаючи традиційні проблеми з контактними лінзами, надрукованими на 3D.
Розумні контактні лінзи
Оптичні зони виготовлених контактних лінз згладжуються після друку та копіюються на PDMS, м’який еластомерний матеріал. На цьому етапі використовується метод м’якої літографії. Ключовою особливістю друкованих контактних лінз є наявність вигнутих мікроканалів у структурі. , що дає їм здатність до самозмочування. Крім того, лінза має хорошу світлопроникність.
Автори виявили, що шарова роздільна здатність структури диктує розміри мікроканалів, з довшими каналами, надрукованими в середині лінзи, і меншою довжиною на краях надрукованих структур. Однак під впливом кисневої плазми структури ставали гідрофільними. , полегшуючи капілярний потік рідини та змочуючи надруковані структури.
Через відсутність контролю розміру та розподілу мікроканалів мікроканали з чітко визначеними мікроканалами та зменшеними кроковими ефектами були надруковані на майстер-структурі, а потім відтворені на контактній лінзі. Використовуйте ацетон для полірування оптичних областей основної структури та друку вигнутих капілярів щоб уникнути втрати світлопропускання.
Автори стверджують, що їхній новий метод не тільки покращує самозволожувальну здатність надрукованих контактних лінз, але також забезпечує платформу для майбутнього розвитку контактних лінз із підтримкою лабораторії на мікросхемі. Це відкриває двері для їх використання як функціональних реальних Додатки для виявлення біомаркерів у часі. Загалом, це дослідження забезпечує цікавий напрямок досліджень для майбутнього біомедичних пристроїв на основі контактних лінз.
Час публікації: 30 квітня 2022 р
