Χρησιμοποιούμε cookies για να βελτιώσουμε την εμπειρία σας. Συνεχίζοντας την περιήγησή σας σε αυτόν τον ιστότοπο συμφωνείτε με τη χρήση των cookies από εμάς. Περισσότερες πληροφορίες.
Δημοσίευση στο περιοδικό Additive Manufacturing, μια ομάδα ερευνητών από το Manipal Institute of Higher Education στην Ινδία αναφέρει την ανάπτυξη ενός τρισδιάστατου εκτυπωμένου φακού επαφής. ιατρικές συσκευές επόμενης γενιάς που βασίζονται σε φακούς επαφής.
Έξυπνοι φακοί επαφής
Μελέτη: Φακοί επαφής αυτοδιαβροχής με χρήση τριχοειδούς ροής. Πίστωση εικόνας: Kichigin/Shutterstock.com
Οι φακοί επαφής χρησιμοποιούνται συχνά για τη διόρθωση της όρασης και έχουν το πλεονέκτημα ότι φοριούνται πιο εύκολα από τα γυαλιά.Επιπλέον, έχουν καλλυντικές χρήσεις, καθώς μερικοί άνθρωποι τους βρίσκουν πιο όμορφους αισθητικά. Εκτός από αυτήν την παραδοσιακή χρήση, οι φακοί επαφής έχουν διερευνηθεί για εφαρμογές στη βιοϊατρική για την ανάπτυξη μη επεμβατικών συσκευών έξυπνης ανίχνευσης και διαγνωστικών στο σημείο της φροντίδας.
Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες σε αυτόν τον τομέα και έχουν αναπτυχθεί ορισμένες αξιόλογες καινοτομίες. Για παράδειγμα, ο φακός Google είναι ένας έξυπνος φακός επαφής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των επιπέδων γλυκόζης στα δάκρυα και την παροχή διαγνωστικών πληροφοριών σε άτομα με διαβήτη. Ενδοφθάλμια πίεση και οφθαλμ Οι κινήσεις μπορούν να παρακολουθούνται χρησιμοποιώντας έξυπνες συσκευές. Τα νανοδομημένα υλικά έχουν ενσωματωθεί σε έξυπνες πλατφόρμες ανίχνευσης που βασίζονται σε φακούς επαφής για να λειτουργούν ως αισθητήρες.
Ωστόσο, η χρήση αυτών των συσκευών μπορεί να είναι προκλητική, εμποδίζοντας την εμπορική ανάπτυξη πλατφορμών που βασίζονται σε φακούς επαφής. Η χρήση φακών επαφής για παρατεταμένες χρονικές περιόδους μπορεί να προκαλέσει δυσφορία και τείνουν να στεγνώσουν, προκαλώντας περισσότερα προβλήματα στον χρήστη. Φακοί επαφής παρεμποδίζουν τη φυσική διαδικασία αναλαμπής, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή κατακράτηση νερού και τη βλάβη στον ευαίσθητο ιστό του ανθρώπινου ματιού.
Οι παραδοσιακές μέθοδοι περιλαμβάνουν τις οφθαλμικές σταγόνες και τα βύσματα των ματιών, που βελτιώνουν τη διέγερση των δακρύων για την ενυδάτωση των ματιών. Δύο νέες προσεγγίσεις έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια.
Στην πρώτη προσέγγιση, το γραφένιο μονής στρώσης χρησιμοποιείται για τη μείωση της εξάτμισης του νερού, αν και αυτή η προσέγγιση παρεμποδίζεται από πολύπλοκες μεθόδους κατασκευής. Στη δεύτερη μέθοδο, η ηλεκτροωσμωτική ροή χρησιμοποιείται για να διατηρείται ο φακός ενυδατωμένος, αν και αυτή η μέθοδος απαιτεί την ανάπτυξη αξιόπιστων βιοσυμβατών μπαταρίες.
Οι φακοί επαφής κατασκευάζονται παραδοσιακά με τη χρήση μεθόδων κατεργασίας τόρνου, μορφοποίησης και περιστροφής. Οι διαδικασίες χύτευσης και περιστροφής έχουν οικονομικά πλεονεκτήματα, αλλά παρεμποδίζονται από πολύπλοκες επεξεργασίες μετά την επεξεργασία για τη βελτίωση της πρόσφυσης του υλικού στην επιφάνεια του καλουπιού. Η κατασκευή του τόρνου είναι περίπλοκη και δαπανηρή διαδικασία με περιορισμούς σχεδιασμού.
Η κατασκευή προσθέτων έχει αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στις παραδοσιακές τεχνικές κατασκευής φακών επαφής. Αυτές οι τεχνικές προσφέρουν οφέλη όπως μειωμένο χρόνο, μεγαλύτερη ελευθερία σχεδίασης και οικονομική απόδοση. Η 3D εκτύπωση φακών επαφής και οπτικών συσκευών βρίσκεται ακόμη στα σπάργανα και η έρευνα για αυτές οι διεργασίες λείπουν. Προκύπτουν προκλήσεις με απώλεια δομικών χαρακτηριστικών και αδύναμη διεπιφανειακή πρόσφυση κατά τη μετα-επεξεργασία. Η μείωση του μεγέθους του βήματος έχει ως αποτέλεσμα μια πιο ομαλή δομή, η οποία βελτιώνει την πρόσφυση.
Αν και όλο και περισσότερη έρευνα έχει επικεντρωθεί στη χρήση μεθόδων τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή φακών επαφής, υπάρχει έλλειψη συζήτησης για την κατασκευή καλουπιών σε σύγκριση με τους ίδιους τους φακούς. Ο συνδυασμός τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης με παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής προσφέρει τα καλύτερα και των δύο κόσμων.
Οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν μια νέα μέθοδο για την τρισδιάστατη εκτύπωση αυτοδιαβρεχόμενων φακών επαφής. Η κύρια δομή κατασκευάστηκε με χρήση τρισδιάστατης εκτύπωσης και το μοντέλο αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας AutoCAD και στερεολιθογραφία, μια κοινή τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης. Το τόξο βάσης είναι 8,5 mm. Το μέγεθος του βήματος στη διαδικασία κατασκευής είναι μόνο 10 μm, ξεπερνώντας τα παραδοσιακά προβλήματα με τους φακούς επαφής με τρισδιάστατη εκτύπωση.
Έξυπνοι φακοί επαφής
Οι οπτικές περιοχές των κατασκευασμένων φακών επαφής λειαίνονται μετά την εκτύπωση και αντιγράφονται σε PDMS, ένα μαλακό ελαστομερές υλικό. Η τεχνική που χρησιμοποιείται σε αυτό το βήμα είναι μια μέθοδος μαλακής λιθογραφίας. Ένα βασικό χαρακτηριστικό των τυπωμένων φακών επαφής είναι η παρουσία καμπυλωτών μικροκαναλιών μέσα στη δομή , που τους δίνει τη δυνατότητα να αυτοδιαβρέχονται. Επιπλέον, ο φακός έχει καλή μετάδοση φωτός.
Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι η ανάλυση στρώματος της δομής υπαγόρευε τις διαστάσεις των μικροκαναλιών, με μακρύτερα κανάλια τυπωμένα στη μέση του φακού και μικρότερα μήκη στις άκρες των τυπωμένων δομών. Ωστόσο, όταν εκτέθηκαν στο πλάσμα οξυγόνου, οι δομές έγιναν υδρόφιλες , διευκολύνοντας τη ροή υγρού που οδηγείται από τριχοειδή και διαβρέχοντας τις τυπωμένες δομές.
Λόγω της έλλειψης ελέγχου μεγέθους μικροκαναλιού και κατανομής, μικροκανάλια με καλά καθορισμένα μικροκανάλια και μειωμένα εφέ βημάτων εκτυπώθηκαν στην κύρια δομή και στη συνέχεια αντιγράφηκαν στον φακό επαφής. Χρησιμοποιήστε ασετόν για να γυαλίσετε τις οπτικές περιοχές της κύριας δομής και να εκτυπώσετε καμπύλα τριχοειδή για να παρακάμψει την απώλεια μετάδοσης φωτός.
Οι συγγραφείς λένε ότι η νέα τους μέθοδος όχι μόνο βελτιώνει την ικανότητα αυτο-ενυδάτωσης των τυπωμένων φακών επαφής, αλλά παρέχει επίσης μια πλατφόρμα για μελλοντική ανάπτυξη φακών επαφής με δυνατότητα εργαστηρίου σε τσιπ. Αυτό ανοίγει την πόρτα για τη χρήση τους ως λειτουργικοί πραγματικοί -εφαρμογές ανίχνευσης βιοδεικτών χρόνου. Συνολικά, αυτή η μελέτη παρέχει μια ενδιαφέρουσα ερευνητική κατεύθυνση για το μέλλον των βιοϊατρικών συσκευών που βασίζονται σε φακούς επαφής.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-30-2022
