Δισδιάστατοι βιοσυμβατοί φακοί επαφής πλάσματος για διόρθωση αχρωματοψίας

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.
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. Πίστωση εικόνας: Sergey Ryzhov/Shutterstock.com
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 βραχείς (S) κώνους, οι οποίοι είναι απαραίτητοι για την εμφάνιση κόκκινων, πράσινων και μπλε αποχρώσεων, με μέγιστη φασματική ευαισθησία 430 , 530 και 560 nm, αντίστοιχα.

έγχρωμο φιλμ φακών επαφής
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.
Σχήμα 1. (α) 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 που βασίζεται σε PDMS σε διάλυμα χρυσού HAuCl4 3H2O για διάφορα 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.
Εικόνα 2. (α) Σχηματικό διάγραμμα της διαδικασίας κατασκευής του προτεινόμενου 2D πλασμονικού φακού επαφής που βασίζεται σε PDMS και (β) πραγματική εικόνα του κατασκευασμένου δισδιάστατου 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, καθώς 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.
Εικόνα 3. Σχηματική απεικόνιση προσομοιωμένου 2D πλασμονικού φακού επαφής που βασίζεται σε PDMS.© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
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.
Αποποίηση ευθύνης: Οι απόψεις που εκφράζονται εδώ είναι αυτές του συγγραφέα υπό την προσωπική του ιδιότητα και δεν αντιπροσωπεύουν απαραίτητα τις απόψεις της AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, του ιδιοκτήτη και χειριστή αυτού του ιστότοπου. Αυτή η δήλωση αποποίησης ευθύνης αποτελεί μέρος των όρων και προϋποθέσεων του χρήση αυτής της ιστοσελίδας.
Ο Shaheer αποφοίτησε από την Αεροδιαστημική Μηχανική από το Ινστιτούτο Διαστημικής Τεχνολογίας του Ισλαμαμπάντ. Έχει διεξαγάγει εκτενή έρευνα σε όργανα και αισθητήρες αεροδιαστημικής, υπολογιστική δυναμική, αεροδιαστημικές δομές και υλικά, τεχνικές βελτιστοποίησης, ρομποτική και καθαρή ενέργεια. Τον τελευταίο χρόνο, εργάζεται ως ανεξάρτητος σύμβουλος αεροδιαστημικής μηχανικής. Η τεχνική γραφή ήταν πάντα το πλεονέκτημα του Shaheer. Διαπρέπει σε ό,τι προσπαθεί, από το να κερδίζει διακρίσεις σε διεθνείς διαγωνισμούς μέχρι να κερδίσει τοπικούς διαγωνισμούς συγγραφής. Ο Shaheer λατρεύει τα αυτοκίνητα. Από τους αγώνες Formula 1 και την ανάγνωση ειδήσεων για την αυτοκινητοβιομηχανία μέχρι τους αγώνες καρτ , η ζωή του περιστρέφεται γύρω από τα αυτοκίνητα. Είναι παθιασμένος με τα αθλήματά του και φροντίζει να βρίσκει πάντα χρόνο για αυτά. Το σκουός, το ποδόσφαιρο, το κρίκετ, το τένις και οι αγώνες είναι τα χόμπι του που του αρέσει να περνάει την ώρα του.

έγχρωμο φιλμ φακών επαφής
Μιλήσαμε με τον Δρ. Γεώργιο Κατσίκη για τη νέα του έρευνα που χρησιμοποιεί νανορευστά για την αξιολόγηση της περιεκτικότητας σε DNA ιικών φορέων.
Η AZoNano μίλησε με τη σουηδική εταιρεία Graphmatech για το πώς μπορούν να κάνουν το γραφένιο πιο προσιτό στη βιομηχανία για να ξεκλειδώσουν πλήρως τις δυνατότητες αυτού του θαυματικού υλικού.
Η AZoNano μίλησε με την Δρ. Gatti, πρωτοπόρο στον τομέα της νανοτοξικολογίας, σχετικά με μια νέα μελέτη που συμμετέχει στην εξέταση μιας πιθανής σχέσης μεταξύ της έκθεσης σε νανοσωματίδια και του συνδρόμου αιφνίδιου βρεφικού θανάτου.
Το Filmetrics® F54-XY-200 είναι ένα εργαλείο μέτρησης πάχους που δημιουργήθηκε για αυτοματοποιημένες σειριακές μετρήσεις. Προσφέρει πολλές επιλογές διαμόρφωσης μήκους κύματος και είναι συμβατό με μια σειρά εφαρμογών μέτρησης πάχους φιλμ.
Το σύστημα XBS (Cross Beam Source) της Hiden επιτρέπει την παρακολούθηση πολλαπλών πηγών σε εφαρμογές εναπόθεσης MBE. Χρησιμοποιείται στη φασματομετρία μάζας μοριακής δέσμης και επιτρέπει την επί τόπου παρακολούθηση πολλαπλών πηγών καθώς και την έξοδο σήματος σε πραγματικό χρόνο για ακριβή έλεγχο της εναπόθεσης.