色盲矯正用二次元生体適合性プラズマコンタクトレンズ

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Scientific Reports 誌に掲載された最近の研究では、ポリジメチルシロキサン (PDMS) を使用して、2 次元の生体適合性および弾性プラズモニック コンタクト レンズが製造されました。
研究: 色盲矯正用の二次元生体適合性プラズマ コンタクト レンズ。画像クレジット: Sergey Ryzhov/Shutterstock.com
ここでは、赤緑色覚異常を矯正するための安価な基本設計が設計され、軽度のナノリソグラフィーに基づいてテストされました。
人間の色知覚は、赤、緑、青の色相を見るために不可欠な、長 (L)、中 (M)、短 (S) の 3 つの円錐形の光受容細胞から派生し、最大スペクトル感度は 430 です。 、それぞれ 530 および 560 nm。

コンタクトレンズカラーフィルム
色覚異常 (CVD) としても知られる色覚異常は、通常の視覚で機能し、スペクトル感度の最大値に従って動作する 3 つの光受容細胞による異なる色の検出と解釈を妨げる眼疾患です。収縮性または遺伝性であり、錐体視細胞の喪失または欠陥によって引き起こされます。
図 1. (a) 提案された PDMS ベースのレンズの製造プロセスの概略図、(b) 製造された PDMS ベースのレンズの画像、(c) HAuCl4 3H2O 金溶液への PDMS ベースのレンズの浸漬潜伏時間 © Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
二色性は、3 つの錐体視細胞タイプのいずれかが完全に存在しない場合に発生します。原色症（赤色錐体光受容体がない）、重色覚異常（緑色錐体視細胞がない）、または三色性色覚異常（青色錐体視細胞がない）に分類されます。
単色性は、色覚異常の最も一般的な形態であり、少なくとも 2 種類の錐体視細胞が存在しないことを特徴としています。
単色は、完全に色覚異常 (色覚異常) であるか、青色の錐体視細胞しか持っていません。
異常な三色症は、錐体視細胞欠損のタイプに基づいて 3 つのタイプに分類されます。
プロタノーマ（protanomaly and protanopia）およびデュータンス（deuteranomaly and deuteranopia）は、プロタノピアとして一般に知られており、最も典型的なタイプの色覚異常です。
緑の錐体細胞の感度最大値は赤方偏移しているのに対し、プロタノマリーでは、赤錐体細胞のスペクトル感度のピークが青方偏移しています。
図 2. (a) 提案された PDMS ベースの 2D プラズモニック コンタクト レンズの製造プロセスの概略図、および (b) 製造された 2D フレキシブル プラズモニック コンタクト レンズの実像。© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
この状態のいくつかの医療手段に基づいて、色覚異常の誰にでもできる治療法を開発するための多くの貴重な研究が行われてきましたが、主要なライフスタイルの調整については未解決の議論が続いています.遺伝子治療、着色メガネ、レンズ、光学フィルター、光電子メガネ、およびコンピュータとモバイル デバイスは、以前の調査でカバーされたトピックです。
カラーフィルター付きの着色ガラスは徹底的に研究されており、CVD 処理に広く利用できるようです。
これらのメガネは、色弱者の色知覚を高めることに成功していますが、価格が高く、重く、かさばり、他の矯正メガネとの統合の欠如などの欠点があります。
CVD 補正のために、化学顔料、プラズモニック メタサーフェス、およびプラズモニック ナノスケール粒子を使用して開発されたコンタクト レンズが最近調査されました。
しかし、これらのコンタクトレンズは、生体適合性の欠如、用途の制限、安定性​​の低さ、高価格、複雑な製造プロセスなど、多くの障害に直面しています。
本研究では、最も一般的な色覚異常である重色異常（赤緑）色覚異常に特に重点を置いて、色盲矯正用のポリジメチルシロキサン（PDMS）に基づく二次元の生体適合性および弾性プラズモニック コンタクト レンズを提案します。
PDMS は、生体適合性があり、柔軟で透明なポリマーで、コンタクト レンズの製造に使用できます。この無害で生体適合性のある物質は、生物学、医療、化学産業でさまざまな用途が見出されています。
図 3. PDMS ベースのシミュレートされた 2D プラズモニック コンタクト レンズの概略図.© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)
この作業では、安価で設計が簡単な PDMS 製の 2D 生体適合性および弾性プラズモニック コンタクト レンズが、軽度のナノスケール リソグラフィー アプローチを使用して開発され、重陽子補正がテストされました。
レンズは、低刺激性、非危険性、弾性および透明ポリマーである PDMS から作られています。このプラズモニック コンタクト レンズは、プラズモニック表面格子共鳴 (SLR) の現象に基づいており、重陽子異常を補正するための優れたカラー フィルターとして使用できます。
提案されたレンズは、耐久性、生体適合性、弾力性などの優れた特性を備えているため、色覚異常の矯正用途に適しています。
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