Folosim cookie-uri pentru a vă îmbunătăți experiența. Continuând să navigați pe acest site sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor. Mai multe informații.
Publicând în jurnalul Additive Manufacturing, o echipă de cercetători de la Institutul Manipal de Învățământ Superior din India raportează dezvoltarea unei lentile de contact auto-umidificatoare imprimate 3D. În prezent, în etapa de pre-validare, cercetarea are implicații importante pentru dezvoltarea dispozitive medicale de ultimă generație pe bază de lentile de contact.
Lentile de contact inteligente
Studiu: Lentile de contact cu auto-umidificare folosind fluxul capilar. Credit imagine: Kichigin/Shutterstock.com
Lentilele de contact sunt adesea folosite pentru corectarea vederii și au avantajul de a fi mai ușor de purtat decât ochelarii. În plus, au utilizări cosmetice, deoarece unii oameni le consideră mai plăcute din punct de vedere estetic. Pe lângă această utilizare tradițională, lentilele de contact au fost explorate pentru aplicații. în biomedicină pentru a dezvolta dispozitive de detectare inteligente neinvazive și diagnostice la punctul de îngrijire.
Au fost efectuate mai multe studii în acest domeniu și au fost dezvoltate unele inovații demne de remarcat. De exemplu, lentila Google este o lentilă de contact inteligentă care poate fi folosită pentru a monitoriza nivelul de glucoză din lacrimi și pentru a oferi informații de diagnostic pentru persoanele cu diabet. Presiunea intraoculară și ochi. mișcările pot fi monitorizate folosind dispozitive inteligente. Materialele nanostructurate au fost încorporate în platformele inteligente de detectare bazate pe lentile de contact pentru a acționa ca senzori.
Cu toate acestea, utilizarea acestor dispozitive poate fi o provocare, împiedicând dezvoltarea comercială a platformelor bazate pe lentile de contact. Purtarea lentilelor de contact pentru perioade lungi de timp poate provoca disconfort, iar acestea tind să se usuce, cauzând mai multe probleme pentru purtător. Lentile de contact interferează cu procesul natural de clipire, rezultând o retenție insuficientă de apă și deteriorarea țesutului delicat al ochiului uman.
Metodele tradiționale includ picături pentru ochi și dopuri punctiale, care îmbunătățesc stimularea lacrimală pentru a hidrata ochii. În ultimii ani au fost dezvoltate două abordări noi.
În prima abordare, grafenul cu un singur strat este utilizat pentru a reduce evaporarea apei, deși această abordare este îngreunată de metode complexe de fabricare. În a doua metodă, fluxul electroosmotic este utilizat pentru a menține lentila hidratată, deși această metodă necesită dezvoltarea de biocompatibile fiabile. baterii.
Lentilele de contact sunt fabricate în mod tradițional folosind metode de prelucrare prin strung, formare și turnare prin centrifugare. Procesele de turnare și turnare prin centrifugare au avantaje din punct de vedere al costurilor, dar sunt îngreunate de tratamente complexe de post-procesare pentru a îmbunătăți aderența materialului la suprafața matriței. Fabricarea cu strung este o proces complex și costisitor cu constrângeri de proiectare.
Fabricarea aditivă a apărut ca o alternativă promițătoare la tehnicile tradiționale de fabricare a lentilelor de contact. Aceste tehnici oferă beneficii precum timp redus, libertate de proiectare mai mare și eficiență a costurilor. Imprimarea 3D a lentilelor de contact și a dispozitivelor optice este încă la început, iar cercetările privind aceste procese lipsesc. Apar provocări cu pierderea caracteristicilor structurale și aderența interfacială slabă în post-procesare. Scăderea dimensiunii pasului are ca rezultat o structură mai netedă, ceea ce îmbunătățește aderența.
Deși din ce în ce mai multe cercetări s-au concentrat pe utilizarea metodelor de imprimare 3D pentru a face lentile de contact, există o lipsă de discuții despre fabricarea matrițelor în comparație cu lentilele în sine. Combinarea tehnologiei de imprimare 3D cu metodele tradiționale de fabricație oferă tot ce este mai bun din ambele lumi.
Autorii au folosit o metodă nouă pentru a imprima 3D lentile de contact cu auto-umezire. Structura principală a fost fabricată folosind imprimarea 3D, iar modelul a fost dezvoltat folosind AutoCAD și stereolitografie, o tehnică obișnuită de imprimare 3D. Diametrul matriței este de 15 mm și Arcul de bază este de 8,5 mm. Dimensiunea pasului în procesul de fabricație este de numai 10 µm, depășind problemele tradiționale cu lentilele de contact imprimate 3D.
Lentile de contact inteligente
Zonele optice ale lentilelor de contact fabricate sunt netezite după imprimare și replicate pe PDMS, un material elastomeric moale. Tehnica folosită în această etapă este o metodă de litografie moale. O caracteristică cheie a lentilelor de contact imprimate este prezența microcanalelor curbate în interiorul structurii. , ceea ce le oferă capacitatea de a se auto-udă. În plus, obiectivul are o transmisie bună a luminii.
Autorii au descoperit că rezoluția stratului structurii a dictat dimensiunile microcanalelor, cu canale mai lungi imprimate în mijlocul lentilei și lungimi mai scurte la marginile structurilor imprimate. Cu toate acestea, atunci când sunt expuse la plasmă de oxigen, structurile au devenit hidrofile. , facilitând fluxul de fluid condus de capilare și umezind structurile imprimate.
Datorită lipsei de control al dimensiunii și distribuției microcanalului, microcanale cu microcanale bine definite și efecte de trepte reduse au fost imprimate pe structura principală și apoi replicate pe lentila de contact. Utilizați acetonă pentru a lustrui regiunile optice ale structurii principale și a imprima capilare curbate. pentru a evita pierderea transmisiei luminii.
Autorii spun că noua lor metodă nu numai că îmbunătățește capacitatea de auto-hidratare a lentilelor de contact imprimate, dar oferă și o platformă pentru dezvoltarea viitoare a lentilelor de contact cu cip de laborator. Acest lucru deschide ușa pentru utilizarea lor ca reale funcționale. - aplicații de detectare a biomarkerilor de timp. În general, acest studiu oferă o direcție interesantă de cercetare pentru viitorul dispozitivelor biomedicale bazate pe lentile de contact.
Ora postării: 30-apr-2022
