חוקרים בודקים עדשת מגע שמעניקה לחות עצמית

אנו משתמשים בעוגיות כדי לשפר את החוויה שלך. על ידי המשך הגלישה באתר זה אתה מסכים לשימוש שלנו בעוגיות. מידע נוסף.
פרסום בכתב העת Additive Manufacturing, צוות חוקרים מהמכון Manipal להשכלה גבוהה בהודו מדווח על פיתוח של עדשת מגע הרטבה עצמית מודפסת בתלת מימד. נכון לעכשיו בשלב האימות מראש, למחקר יש השלכות חשובות על פיתוח של הדור הבא של מכשירים רפואיים מבוססי עדשות מגע.

עדשות מגע חכמות
מחקר: עדשות מגע הרטבה עצמית באמצעות זרימה נימית. קרדיט תמונה: Kichigin/Shutterstock.com
עדשות מגע משמשות לעתים קרובות לתיקון הראייה ויש להן את היתרון שהן קלות יותר להרכבה מאשר משקפיים. בנוסף, יש להן שימושים קוסמטיים, מכיוון שחלק מהאנשים מוצאים אותן יותר אסתטיות. בנוסף לשימוש מסורתי זה, עדשות מגע נבדקו עבור יישומים בביו-רפואה לפיתוח מכשירי חישה חכמים לא פולשניים ואבחון נקודתי.
מספר מחקרים בוצעו בתחום זה ופותחו כמה חידושים ראויים לציון. לדוגמה, עדשת גוגל היא עדשת מגע חכמה שניתן להשתמש בה כדי לנטר את רמות הגלוקוז בדמעות ולספק מידע אבחוני לאנשים עם סוכרת. לחץ תוך עיני ועין ניתן לעקוב אחר תנועות באמצעות מכשירים חכמים. חומרים בננו-מובנים שולבו בפלטפורמות חישה חכמות מבוססות עדשות מגע כדי לשמש כחיישנים.
עם זאת, השימוש במכשירים אלה יכול להיות מאתגר, ולעכב את הפיתוח המסחרי של פלטפורמות מבוססות עדשות מגע. הרכבת עדשות מגע לפרקי זמן ממושכים עלולה לגרום לאי נוחות, והן נוטות להתייבש, ולגרום לבעיות נוספות עבור המשתמש. עדשות מגע להפריע לתהליך המצמוץ הטבעי, וכתוצאה מכך לאגירת מים מספקת ולפגיעה ברקמה העדינה של העין האנושית.
השיטות המסורתיות כוללות טיפות עיניים ואטמים נקודתיים, המשפרים את גירוי הדמעות כדי לחות את העיניים. שתי גישות חדשות פותחו בשנים האחרונות.
בגישה הראשונה, גרפן חד-שכבתי משמש להפחתת אידוי המים, אם כי גישה זו נבלמת על ידי שיטות ייצור מורכבות. בשיטה השנייה, נעשה שימוש בזרימה אלקטרו-אוסמוטית כדי לשמור על לחות העדשה, אם כי שיטה זו דורשת פיתוח של ביו-תאימות אמינים סוללות.
עדשות מגע מיוצרות באופן מסורתי באמצעות שיטות עיבוד מחרטות, צורה ויציקה. לתהליכי יציקה ויציקה ספין יש יתרונות חסכוניים, אך הם נפגעים על ידי טיפולים מורכבים לאחר עיבוד לשיפור הידבקות החומר למשטח התבנית. ייצור מחרטה הוא תהליך מורכב ויקר עם אילוצי עיצוב.
ייצור תוסף התגלה כחלופה מבטיחה לטכניקות הייצור המסורתיות של עדשות מגע. טכניקות אלו מציעות יתרונות כמו מופחת זמן, חופש עיצובי גדול יותר וחסכוניות. הדפסת תלת מימד של עדשות מגע ומכשירים אופטיים עדיין בחיתוליה, ומחקר בנושא תהליכים אלו לוקים בחסר. אתגרים מתעוררים עם אובדן של תכונות מבניות והדבקה חלשה של הממשק לאחר העיבוד. הקטנת גודל הצעד מביאה למבנה חלק יותר, המשפר את ההדבקה.
למרות שיותר ויותר מחקרים התמקדו בשימוש בשיטות הדפסה תלת מימדיות לייצור עדשות מגע, קיים חוסר דיון לגבי ייצור תבניות בהשוואה לעדשות עצמן. שילוב של טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית עם שיטות ייצור מסורתיות מציע את הטוב משני העולמות.
המחברים השתמשו בשיטה חדשה להדפסת תלת-ממד עדשות מגע הרטיבות-עצמיות. המבנה העיקרי יוצר באמצעות הדפסת תלת-ממד, והמודל פותח באמצעות אוטוקאד וסטריאוליטוגרפיה, טכניקת הדפסה תלת-ממדית נפוצה. קוטר התבנית הוא 15 מ"מ ו- קשת הבסיס היא 8.5 מ"מ. גודל הצעד בתהליך הייצור הוא רק 10 מיקרומטר, ומתגבר על בעיות מסורתיות עם עדשות מגע מודפסות בתלת מימד.

עדשות מגע חכמות
האזורים האופטיים של עדשות המגע המיוצרות מוחלקים לאחר ההדפסה ומשוכפלים על גבי PDMS, חומר אלסטומרי רך. הטכניקה המופעלת בשלב זה היא שיטת ליטוגרפיה רכה. מאפיין מרכזי של עדשות מגע מודפסות הוא נוכחותם של מיקרו-ערוצים מעוקלים בתוך המבנה , מה שנותן להם יכולת הרטבה עצמית. יתר על כן, לעדשה יש העברת אור טובה.
המחברים מצאו כי רזולוציית השכבות של המבנה הכתיבה את מידות המיקרו-ערוצים, כאשר תעלות ארוכות יותר הודפסו באמצע העדשה ואורכים קצרים יותר בקצוות המבנים המודפסים. עם זאת, כאשר נחשפו לפלסמת חמצן, המבנים הפכו הידרופיליים , מקל על זרימת נוזלים המונעת על ידי נימי והרטבת המבנים המודפסים.
בשל היעדר בקרת גודל מיקרו-ערוץ והפצה, מיקרו-ערוצים עם מיקרו-ערוצים מוגדרים היטב והשפעות צעד מופחתות הודפסו על מבנה המאסטר ולאחר מכן שוכפלו על עדשת המגע. השתמש באצטון כדי ללטש את האזורים האופטיים של המבנה הראשי ולהדפיס נימים מעוקלים כדי לעקוף את אובדן העברת האור.
המחברים אומרים שהשיטה החדשה שלהם לא רק משפרת את יכולת הלחות העצמית של עדשות מגע מודפסות, אלא גם מספקת פלטפורמה לפיתוח עתידי של עדשות מגע התומכות במעבדה על-שבב. זה פותח את הדלת לשימוש בהן כמציאות פונקציונלית. יישומי זיהוי ביולוגיים בזמן. בסך הכל, מחקר זה מספק כיוון מחקר מעניין לעתיד של מכשירים ביו-רפואיים מבוססי עדשות מגע.