Na zlepšenie vášho zážitku používame cookies. Pokračovaním v prehliadaní tejto stránky súhlasíte s naším používaním cookies. Viac informácií.
Tím výskumníkov z Manipal Institute of Higher Education v Indii publikoval v časopise Additive Manufacturing správu o vývoji 3D tlačených samozvlhčujúcich kontaktných šošoviek. Výskum má v súčasnosti v štádiu pred validáciou dôležité dôsledky pre vývoj zdravotnícke pomôcky novej generácie na báze kontaktných šošoviek.
Inteligentné kontaktné šošovky
Štúdia: Samozvlhčujúce kontaktné šošovky pomocou kapilárneho toku. Kredit snímky: Kichigin/Shutterstock.com
Kontaktné šošovky sa často používajú na korekciu zraku a ich výhodou je, že sa ľahšie nosia ako okuliare. Okrem toho majú kozmetické využitie, pretože niektorí ľudia ich považujú za estetickejšie. Okrem tohto tradičného použitia sa skúmali aj aplikácie kontaktných šošoviek. v biomedicíne na vývoj neinvazívnych inteligentných snímacích zariadení a diagnostiky na mieste starostlivosti.
V tejto oblasti bolo vykonaných niekoľko štúdií a boli vyvinuté niektoré pozoruhodné inovácie. Napríklad Google lens je inteligentná kontaktná šošovka, ktorú možno použiť na sledovanie hladiny glukózy v slzách a poskytovanie diagnostických informácií ľuďom s cukrovkou.Vnútroočný tlak a oko pohyby možno monitorovať pomocou inteligentných zariadení. Nanoštruktúrne materiály boli začlenené do inteligentných snímacích platforiem na báze kontaktných šošoviek, aby fungovali ako senzory.
Používanie týchto zariadení však môže byť náročné, čo bráni komerčnému rozvoju platforiem na báze kontaktných šošoviek. Dlhodobé nosenie kontaktných šošoviek môže spôsobiť nepohodlie a majú tendenciu vysychať, čo spôsobuje nositeľovi ďalšie problémy. Kontaktné šošovky narúšajú prirodzený proces žmurkania, čo má za následok nedostatočné zadržiavanie vody a poškodenie jemného tkaniva ľudského oka.
Tradičné metódy zahŕňajú očné kvapky a slzné zátky, ktoré zlepšujú stimuláciu sĺz na hydratáciu očí. V posledných rokoch boli vyvinuté dva nové prístupy.
V prvom prístupe sa na zníženie odparovania vody používa jednovrstvový grafén, hoci tento prístup bránia zložité výrobné metódy. V druhom spôsobe sa na udržanie hydratácie šošovky používa elektroosmotický tok, hoci táto metóda vyžaduje vývoj spoľahlivého biokompatibilného batérie.
Kontaktné šošovky sa tradične vyrábajú pomocou sústružníckeho obrábania, tvarovania a odstredivého odlievania. Procesy odlievania a odstredivého odlievania majú nákladovo efektívne výhody, ale brzdia ich zložité následné úpravy na zlepšenie priľnavosti materiálu k povrchu formy. Výroba sústruhu je zložitý a nákladný proces s konštrukčnými obmedzeniami.
Aditívna výroba sa ukázala ako sľubná alternatíva k tradičným technikám výroby kontaktných šošoviek. Tieto techniky ponúkajú výhody, ako je skrátený čas, väčšia voľnosť dizajnu a efektívnosť nákladov. 3D tlač kontaktných šošoviek a optických zariadení je stále v plienkach a výskum v oblasti tieto procesy chýbajú. Výzvy vznikajú so stratou štrukturálnych vlastností a slabou medzifázovou adhéziou pri dodatočnom spracovaní. Zmenšenie veľkosti kroku vedie k hladšej štruktúre, čo zlepšuje priľnavosť.
Hoci sa stále viac a viac výskumov zameriava na využitie metód 3D tlače na výrobu kontaktných šošoviek, o výrobe foriem v porovnaní so samotnými šošovkami chýba diskusia. Spojenie technológie 3D tlače s tradičnými výrobnými metódami ponúka to najlepšie z oboch svetov.
Autori použili novú metódu na 3D tlač samozvlhčujúcich kontaktných šošoviek. Hlavná konštrukcia bola vyrobená pomocou 3D tlače a model bol vyvinutý pomocou AutoCADu a stereolitografie, bežnej techniky 3D tlače. Priemer matrice je 15 mm a základný oblúk je 8,5 mm. Veľkosť kroku vo výrobnom procese je iba 10 µm, čím sa prekonávajú tradičné problémy s 3D tlačenými kontaktnými šošovkami.
Inteligentné kontaktné šošovky
Optické oblasti vyrobených kontaktných šošoviek sú po vytlačení vyhladené a replikované na PDMS, mäkký elastomérny materiál. Technika použitá v tomto kroku je metóda mäkkej litografie. Kľúčovým znakom tlačených kontaktných šošoviek je prítomnosť zakrivených mikrokanálov v štruktúre , čo im dáva schopnosť samozvlhčovania. Okrem toho má šošovka dobrú priepustnosť svetla.
Autori zistili, že vrstvové rozlíšenie štruktúry diktovalo rozmery mikrokanálov s dlhšími kanálmi vytlačenými v strede šošovky a kratšími dĺžkami na okrajoch vytlačených štruktúr. Keď však boli vystavené kyslíkovej plazme, štruktúry sa stali hydrofilnými. , ktorý uľahčuje kapilárne poháňaný prietok tekutiny a zvlhčuje vytlačené štruktúry.
Kvôli nedostatku kontroly veľkosti mikrokanálov a distribúcie boli mikrokanály s dobre definovanými mikrokanálikmi a zníženým stupňovitým efektom vytlačené na hlavnú štruktúru a potom replikované na kontaktnú šošovku. Na vyleštenie optických oblastí hlavnej štruktúry a vytlačenie zakrivených kapilár použite acetón. aby sa predišlo strate priepustnosti svetla.
Autori tvrdia, že ich nová metóda nielenže zlepšuje schopnosť samozvlhčovania kontaktných šošoviek s potlačou, ale poskytuje aj platformu pre budúci vývoj kontaktných šošoviek s podporou laboratória na čipe. To otvára dvere pre ich použitie ako funkčné skutočné - aplikácie detekcie biomarkerov v čase. Celkovo táto štúdia poskytuje zaujímavý smer výskumu pre budúcnosť biomedicínskych zariadení na báze kontaktných šošoviek.
Čas odoslania: 30. apríla 2022
