Tutkijat testaavat itsekosteuttavia piilolinssejä

Käytämme evästeitä parantaaksemme käyttökokemustasi. Jatkamalla tämän sivuston selaamista hyväksyt evästeiden käytön.Lisätietoja.
Additive Manufacturing -lehdessä julkaistu intialaisen Manipal Institute of Higher Educationin tutkijaryhmä raportoi 3D-tulostetun itsestään kostuvan piilolinssin kehittämisestä. Tällä hetkellä esivalidointivaiheessa tutkimuksella on tärkeitä vaikutuksia linssien kehitykseen. seuraavan sukupolven piilolinssipohjaiset lääkinnälliset laitteet.

Älykkäät piilolinssit
Tutkimus: Itsestään kostuvat piilolinssit kapillaarivirtauksella.Kuvahyvitys: Kichigin/Shutterstock.com
Piilolinssejä käytetään usein näön korjaamiseen, ja niiden etuna on, että niitä on helpompi käyttää kuin laseja.Lisäksi niillä on kosmeettisia käyttötarkoituksia, koska joidenkin mielestä ne ovat esteettisesti miellyttävimpiä. Tämän perinteisen käytön lisäksi piilolinssejä on tutkittu sovelluksiin biolääketieteessä kehittää ei-invasiivisia älykkäitä anturilaitteita ja hoitopistediagnostiikkaa.
Tällä alalla on tehty useita tutkimuksia ja kehitetty joitakin huomionarvoisia innovaatioita.Esimerkiksi Google-linssi on älykäs piilolinssi, jonka avulla voidaan seurata kyynelten glukoositasoa ja tarjota diagnostista tietoa diabeetikoille.Silmänsisäinen paine ja silmä liikkeitä voidaan seurata älylaitteilla. Älykkäisiin piilolinssipohjaisiin anturialustoihin on yhdistetty nanorakenteisia materiaaleja toimimaan antureina.
Näiden laitteiden käyttö voi kuitenkin olla haastavaa, mikä haittaa piilolinssipohjaisten alustojen kaupallista kehitystä.Piilolinssien pitkäaikainen käyttö voi aiheuttaa epämukavuutta, ja niillä on taipumus kuivua, mikä aiheuttaa enemmän ongelmia käyttäjälle.Piilolinssit häiritse luonnollista räpyttelyprosessia, mikä johtaa riittämättömään vedenpidätyskykyyn ja vahingoittaa ihmisen silmän herkkää kudosta.
Perinteisiä menetelmiä ovat silmätipat ja pistetulpat, jotka parantavat kyynelten stimulaatiota ja kosteuttavat silmiä. Viime vuosina on kehitetty kaksi uutta lähestymistapaa.
Ensimmäisessä lähestymistavassa yksikerroksista grafeenia käytetään vähentämään veden haihtumista, vaikka tätä lähestymistapaa haittaavat monimutkaiset valmistusmenetelmät. Toisessa menetelmässä käytetään sähköosmoottista virtausta pitämään linssi hydratoituna, vaikka tämä menetelmä vaatii luotettavan bioyhteensopivan paristot.
Piilolinssit valmistetaan perinteisesti sorvityöstö-, muovaus- ja kehruuvalumenetelmillä. Muovaus- ja kehruuvaluprosesseilla on kustannustehokkaita etuja, mutta niitä vaikeuttavat monimutkaiset jälkikäsittelykäsittelyt, jotka parantavat materiaalin tarttumista muotin pintaan. Sorvin valmistus on monimutkainen ja kallis prosessi suunnittelurajoitteineen.
Lisäainevalmistus on noussut lupaavaksi vaihtoehdoksi perinteisille piilolinssien valmistustekniikoille. Nämä tekniikat tarjoavat etuja, kuten lyhyemmän ajan, suuremman suunnitteluvapauden ja kustannustehokkuuden. Piilolinssien ja optisten laitteiden 3D-tulostus on vielä lapsenkengissään, ja Näitä prosesseja ei ole. Haasteita syntyy rakenteellisten ominaisuuksien katoamisesta ja heikosta rajapintojen tarttumisesta jälkikäsittelyssä. Askelkoon pienentäminen johtaa tasaisempaan rakenteeseen, mikä parantaa tarttuvuutta.
Vaikka yhä useammat tutkimukset ovat keskittyneet 3D-tulostusmenetelmien käyttöön piilolinssien valmistuksessa, keskustelu muottien tekemisestä on liian vähän verrattuna itse linsseihin. 3D-tulostustekniikan yhdistäminen perinteisiin valmistusmenetelmiin tarjoaa molempien maailmojen parhaat puolet.
Kirjoittajat käyttivät uutta menetelmää itsekastuvien piilolinssien 3D-tulostukseen. Päärakenne valmistettiin 3D-tulostuksella ja malli kehitettiin AutoCADilla ja stereolitografialla, joka on yleinen 3D-tulostustekniikka. Suulakkeen halkaisija on 15 mm ja peruskaari on 8,5 mm. Valmistusprosessin askelkoko on vain 10 µm, mikä ratkaisee perinteiset 3D-tulostettujen piilolinssien ongelmat.

Älykkäät piilolinssit
Valmistettujen piilolinssien optiset alueet tasoitetaan painatuksen jälkeen ja kopioidaan PDMS:lle, pehmeälle elastomeerimateriaalille. Tässä vaiheessa käytetty tekniikka on pehmeä litografiamenetelmä. Painettujen piilolinssien keskeinen piirre on kaarevien mikrokanavien läsnäolo rakenteessa. , mikä antaa heille mahdollisuuden kastua itsestään.Lisäksi linssillä on hyvä valonläpäisy.
Kirjoittajat havaitsivat, että rakenteen kerrosresoluutio sanelee mikrokanavien mitat, jolloin linssin keskelle painettiin pidemmät kanavat ja painettujen rakenteiden reunoilla lyhyemmät pituudet. Kuitenkin happiplasmalle altistuessaan rakenteet muuttuivat hydrofiilisiksi. , mikä helpottaa kapillaariohjattua nestevirtausta ja kostuttaa painettuja rakenteita.
Mikrokanavan koon ja jakautumisen hallinnan puutteen vuoksi mikrokanavat, joissa oli hyvin määritellyt mikrokanavat ja pienemmät askelefektit, tulostettiin päärakenteeseen ja kopioitiin sitten piilolinssiin. Käytä asetonia päärakenteen optisten alueiden kiillottamiseen ja kaarevien kapillaarien tulostamiseen. kiertää valonläpäisyhäviö.
Kirjoittajat sanovat, että heidän uusi menetelmänsä ei ainoastaan ​​paranna painettujen piilolinssien itsekosteuttamiskykyä, vaan tarjoaa myös alustan laboratorio-sirulla toimivien piilolinssien tulevalle kehittämiselle. Tämä avaa oven niiden käyttöön toiminnallisina todellisina linsseinä. -Time biomarkker detection sovellukset. Kaiken kaikkiaan tämä tutkimus tarjoaa mielenkiintoisen tutkimussuunnan piilolinssipohjaisten biolääketieteellisten laitteiden tulevaisuudelle.