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インドのマニパル高等教育研究所の研究者チームは、ジャーナル Additive Manufacturing で、3D 印刷によるセルフウェッティング コンタクト レンズの開発を報告しています。現在、事前検証段階にあるこの研究は、次世代のコンタクトレンズベースの医療機器。
スマートコンタクトレンズ
調査: 毛細管の流れを使用したセルフウェッティング コンタクト レンズ。画像クレジット: Kichigin/Shutterstock.com
コンタクト レンズは視力矯正によく使用され、メガネよりもかけやすいという利点があります。非侵襲的なスマートセンシングデバイスとポイントオブケア診断を開発する生物医学の分野。
この分野ではいくつかの研究が行われ、いくつかの注目すべき技術革新が開発されました。たとえば、Google レンズはスマート コンタクト レンズであり、涙のブドウ糖レベルを監視し、糖尿病患者の診断情報を提供するために使用できます。眼圧と眼動きは、スマート デバイスを使用して監視できます。ナノ構造材料は、センサーとして機能するスマート コンタクト レンズ ベースのセンシング プラットフォームに組み込まれています。
ただし、これらのデバイスの使用は困難な場合があり、コンタクト レンズ ベースのプラットフォームの商業的開発を妨げる可能性があります。コンタクト レンズを長時間装着すると不快感が生じ、コンタクト レンズは乾燥する傾向があり、装用者により多くの問題を引き起こします。コンタクト レンズ自然なまばたきのプロセスを妨げ、水分保持が不十分になり、人間の目のデリケートな組織に損傷を与えます。
従来の方法には、涙の刺激を改善して目を潤す点眼薬や涙点プラグがあります。近年、2 つの新しいアプローチが開発されました。
最初のアプローチでは、水の蒸発を減らすために単層グラフェンが使用されますが、このアプローチは複雑な製造方法によって妨げられます.2番目の方法では、レンズを水和した状態に保つために電気浸透流が使用されます.電池。
コンタクトレンズは、従来、旋盤加工、成形、およびスピンキャスティング法を使用して製造されていました.成形およびスピンキャスティングプロセスには費用対効果の高い利点がありますが、金型表面への材料の接着を改善するための複雑な後処理処理が妨げられています.旋盤加工は設計上の制約がある複雑で費用のかかるプロセス。
アディティブ マニュファクチャリングは、従来のコンタクト レンズ製造技術の有望な代替手段として浮上しています。これらの技術は、時間の短縮、設計の自由度の向上、費用対効果などの利点を提供します。コンタクト レンズと光学デバイスの 3D プリントはまだ初期段階にあり、これらのプロセスが不足しています。問題は、構造的特徴の損失と、後処理での弱い界面接着で発生します。ステップ サイズを小さくすると、構造がより滑らかになり、接着が改善されます。
3D プリント法を使用してコンタクト レンズを製造することに焦点を当てた研究がますます増えていますが、レンズ自体と比較して金型を作ることについての議論は不足しています。
著者らは、セルフウェッティング コンタクト レンズを 3D プリントする新しい方法を使用しました。主要な構造は 3D プリントを使用して製造され、モデルは AutoCAD と一般的な 3D プリント技術であるステレオリソグラフィーを使用して開発されました。ダイの直径は 15 mm で、ベース アークは 8.5 mm です。製造プロセスのステップ サイズはわずか 10 µm で、3D プリント コンタクト レンズの従来の問題を克服しています。
スマートコンタクトレンズ
製造されたコンタクト レンズの光学領域は、印刷後に平滑化され、柔らかいエラストマー材料である PDMS に複製されます。このステップで使用される技術は、ソフト リソグラフィー法です。さらに、レンズは光透過性に優れています。
著者らは、構造の層解像度がマイクロチャネルの寸法を決定し、レンズの中央に印刷された長いチャネルと、印刷された構造の端にある短い長さであることを発見した.しかし、酸素プラズマにさらされると、構造は親水性になった. 、キャピラリー駆動の流体の流れを促進し、印刷された構造を濡らします。
マイクロチャネルのサイズと分布制御が不足しているため、明確に定義されたマイクロチャネルを備え、ステップ効果が低減されたマイクロチャネルがマスター構造に印刷され、コンタクトレンズに複製されました。アセトンを使用して、主構造の光学領域を研磨し、湾曲した毛細血管を印刷します光透過の損失を回避します。
著者らは、彼らの新しい方法は、印刷されたコンタクトレンズの自己保湿能力を改善するだけでなく、ラボオンチップ対応のコンタクトレンズの将来の開発のためのプラットフォームも提供すると述べています。全体として、この研究は、コンタクト レンズ ベースのバイオメディカル デバイスの将来に興味深い研究の方向性を提供します。
投稿時間: 2022 年 4 月 30 日
