Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Scientific Reports, δισδιάστατοι βιοσυμβατοί και ελαστικοί πλασμονικοί φακοί επαφής κατασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας πολυδιμεθυλσιλοξάνιο (PDMS).
Έρευνα: Δισδιάστατοι βιοσυμβατοί φακοί επαφής πλάσματος για διόρθωση αχρωματοψίας.
Εδώ, ένα φθηνό βασικό σχέδιο για τη διόρθωση της ερυθροπράσινης αχρωματοψίας σχεδιάστηκε και δοκιμάστηκε με βάση την ήπια νανολιθογραφία.
Η ανθρώπινη χρωματική αντίληψη προέρχεται από τρία κύτταρα φωτοϋποδοχέα σε σχήμα κώνου, μακρούς (L), μεσαίους (M) και κοντούς (S) κώνους, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για να βλέπουμε κόκκινους, πράσινους και μπλε τόνους, με μέγιστη φασματική ευαισθησία 430 , 530 και 560 nm, αντίστοιχα.
Η αχρωματοψία, γνωστή και ως ανεπάρκεια χρωματικής όρασης (CVD), είναι μια ασθένεια των ματιών που εμποδίζει την ανίχνευση και την ερμηνεία διαφορετικών χρωμάτων από τρία κύτταρα φωτοϋποδοχέα που λειτουργούν σε φυσιολογική όραση και λειτουργούν σύμφωνα με τα μέγιστα φασματική ευαισθησία τους. Αυτή η οφθαλμική νόσος, η οποία μπορεί να είναι συσταλτικό ή γενετικό, προκαλείται από απώλεια ή ελάττωμα σε κύτταρα φωτοϋποδοχέα κώνου.
Σχηματικό διάγραμμα της διαδικασίας κατασκευής του προτεινόμενου φακού που βασίζεται σε PDMS, (β) εικόνες του κατασκευασμένου φακού που βασίζεται σε PDMS και (γ) εμβάπτιση του φακού με βάση το PDMS σε διάλυμα χρυσού HAuCl4 3H2O για διαφορετικούς χρόνους επώασης .© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
Ο διχρωμισμός εμφανίζεται όταν ένας από τους τρεις τύπους κυττάρων φωτοϋποδοχέα κώνου απουσιάζει εντελώς.και ταξινομείται ως πρωτεοφθαλμία (χωρίς φωτοϋποδοχείς κόκκινου κώνου), δευτερανωπία (χωρίς φωτοϋποδοχείς πράσινου κώνου) ή τριχρωματική αχρωματοψία (έλλειψη φωτοϋποδοχέων μπλε κώνου).
Η μονοχρωματικότητα, η λιγότερο κοινή μορφή αχρωματοψίας, χαρακτηρίζεται από την απουσία τουλάχιστον δύο τύπων κυττάρων φωτοϋποδοχέα κώνου.
Τα μονοχρωματικά είναι είτε εντελώς αχρωματοψία (αχρωματοψία) είτε έχουν μόνο φωτοϋποδοχείς μπλε κώνου. Ένας τρίτος τύπος ανώμαλης τριχρωμίας εμφανίζεται εάν ένας από τους τύπους κυττάρων φωτοϋποδοχέα κώνου δυσλειτουργεί.
Η παρεκκλίνουσα τριχρωμία χωρίζεται σε τρεις τύπους με βάση τον τύπο του ελαττώματος του φωτοϋποδοχέα του κώνου: δευτερανομαλία (ελαττωματικοί φωτοϋποδοχείς πράσινου κώνου), πρωτανομαλία (ελαττωματικοί φωτοϋποδοχείς κόκκινου κώνου) και τριτανομαλία (ελαττωματικοί φωτοϋποδοχείς μπλε κώνου).
Οι πρωτάνες (πρωτανομαλία και πρωτανωπία) και οι δευτάνες (δευτερανομία και δευτερανωπία), κοινώς γνωστές ως πρωτανωπία, είναι οι πιο τυπικοί τύποι αχρωματοψίας.
Πρωτανομαλία, οι κορυφές φασματικής ευαισθησίας των ερυθρών κωνικών κυττάρων μετατοπίζονται με μπλε, ενώ τα μέγιστα ευαισθησίας των πράσινων κωνικών κυττάρων μετατοπίζονται με κόκκινο χρώμα. Λόγω των αντικρουόμενων φασματικών ευαισθησίας των πράσινων και ερυθρών φωτοϋποδοχέων, οι ασθενείς δεν μπορούν να διακρίνουν τις διαφορετικές αποχρώσεις.
Σχηματικό διάγραμμα της διαδικασίας κατασκευής του προτεινόμενου 2D πλασμονικού φακού επαφής που βασίζεται σε PDMS και (β) πραγματική εικόνα του κατασκευασμένου 2D εύκαμπτου πλασμονικού φακού επαφής.© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
Ενώ έχει γίνει πολύ πολύτιμο έργο για την ανάπτυξη αλάνθαστων θεραπειών για την αχρωματοψία με βάση πολλές ιατρικές οδούς για αυτήν την πάθηση, οι σημαντικές προσαρμογές στον τρόπο ζωής παραμένουν ανοιχτή συζήτηση. Γονιδιακή θεραπεία, φιμέ γυαλιά, φακοί, οπτικά φίλτρα, οπτοηλεκτρονικά γυαλιά και βελτιώσεις σε Οι υπολογιστές και οι κινητές συσκευές είναι θέματα που καλύπτονται σε προηγούμενη έρευνα.
Τα φιμέ γυαλιά με έγχρωμα φίλτρα έχουν ερευνηθεί διεξοδικά και φαίνεται να είναι ευρέως διαθέσιμα για θεραπεία καρδιαγγειακής νόσου.
Ενώ αυτά τα γυαλιά είναι επιτυχημένα στην αύξηση της αντίληψης χρώματος για άτομα με αχρωματοψία, έχουν μειονεκτήματα όπως υψηλή τιμή, μεγάλο βάρος και όγκο και έλλειψη ενσωμάτωσης με άλλα διορθωτικά γυαλιά.
Για τη διόρθωση CVD, φακοί επαφής που αναπτύχθηκαν με χρήση χημικών χρωστικών, πλασμονικών μεταεπιφανειών και πλασμονικών σωματιδίων νανοκλίμακας έχουν διερευνηθεί πρόσφατα.
Ωστόσο, αυτοί οι φακοί επαφής αντιμετωπίζουν πολλά εμπόδια, όπως η έλλειψη βιοσυμβατότητας, η περιορισμένη χρήση, η κακή σταθερότητα, η υψηλή τιμή και οι πολύπλοκες διαδικασίες παραγωγής.
Η παρούσα εργασία προτείνει δισδιάστατους βιοσυμβατούς και ελαστικούς πλασμονικούς φακούς επαφής βασισμένους σε πολυδιμεθυλσιλοξάνιο (PDMS) για διόρθωση αχρωματοψίας, με ιδιαίτερη έμφαση στην πιο κοινή αχρωματοψία, τη δευτεροχρωματική ανωμαλία (κόκκινο-πράσινο) αχρωματοψία.
Το PDMS είναι ένα βιοσυμβατό, εύκαμπτο και διαφανές πολυμερές που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή φακών επαφής. Αυτή η αβλαβής και βιοσυμβατή ουσία έχει βρει μια ποικιλία χρήσεων στη βιολογική, ιατρική και χημική βιομηχανία.
Σε αυτήν την εργασία, 2D βιοσυμβατοί και ελαστικοί πλασμονικοί φακοί επαφής κατασκευασμένοι από PDMS, οι οποίοι είναι φθηνοί και εύκολοι στη σχεδίαση, αναπτύχθηκαν χρησιμοποιώντας μια ήπια προσέγγιση λιθογραφίας νανοκλίμακας και δοκιμάστηκε η διόρθωση δευτερονίου.
Οι φακοί είναι κατασκευασμένοι από PDMS, ένα υποαλλεργικό, μη επικίνδυνο, ελαστικό και διαφανές πολυμερές. Αυτός ο πλασμονικός φακός επαφής, που βασίζεται στο φαινόμενο του συντονισμού πλασμονικού επιφανειακού πλέγματος (SLR), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξαιρετικό φίλτρο χρώματος για τη διόρθωση ανωμαλιών δευτερονίου.
Οι προτεινόμενοι φακοί έχουν καλές ιδιότητες όπως αντοχή, βιοσυμβατότητα και ελαστικότητα, καθιστώντας τους κατάλληλους για εφαρμογές διόρθωσης αχρωματοψίας.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-23-2022
