นักวิจัยทดสอบคอนแทคเลนส์ที่ให้ความชุ่มชื้นในตัว

เราใช้คุกกี้เพื่อปรับปรุงประสบการณ์ของคุณ การเรียกดูเว็บไซต์นี้ต่อแสดงว่าคุณยอมรับการใช้คุกกี้ของเรา ข้อมูลเพิ่มเติม
การเผยแพร่ในวารสาร Additive Manufacturing ทีมนักวิจัยจากสถาบัน Manipal Institute of Higher Education ในอินเดียรายงานการพัฒนาคอนแทคเลนส์แบบเปียกด้วยตัวเองแบบพิมพ์ 3 มิติ ปัจจุบันอยู่ในขั้นตอนก่อนการตรวจสอบ การวิจัยมีนัยสำคัญสำหรับการพัฒนา อุปกรณ์การแพทย์ที่ใช้คอนแทคเลนส์ยุคหน้า

สมาร์ทคอนแทคเลนส์
การศึกษา: คอนแทคเลนส์แบบเปียกด้วยตัวเองโดยใช้ Capillary Flow เครดิตภาพ: Kichigin/Shutterstock.com
คอนแทคเลนส์มักใช้เพื่อแก้ไขการมองเห็นและมีข้อได้เปรียบในการสวมใส่ได้ง่ายกว่าแว่นตา นอกจากนี้ คอนแทคเลนส์ยังมีการใช้เครื่องสำอาง เนื่องจากบางคนพบว่ามีความสวยงามมากกว่า นอกจากนี้ คอนแทคเลนส์ยังได้รับการสำรวจสำหรับการใช้งานแบบดั้งเดิมอีกด้วย ในชีวการแพทย์เพื่อพัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับอัจฉริยะที่ไม่รุกรานและการวินิจฉัย ณ จุดดูแล
มีการศึกษาหลายชิ้นในพื้นที่นี้และมีการพัฒนานวัตกรรมที่สำคัญบางอย่าง ตัวอย่างเช่น เลนส์ Google เป็นคอนแทคเลนส์อัจฉริยะที่สามารถใช้ตรวจสอบระดับน้ำตาลในน้ำตาและให้ข้อมูลการวินิจฉัยผู้ป่วยโรคเบาหวานความดันในลูกตาและตา สามารถตรวจสอบการเคลื่อนไหวได้โดยใช้อุปกรณ์อัจฉริยะ วัสดุที่มีโครงสร้างนาโนถูกรวมเข้ากับแพลตฟอร์มการตรวจวัดแบบใช้คอนแทคเลนส์อัจฉริยะเพื่อทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์
อย่างไรก็ตาม การใช้อุปกรณ์เหล่านี้อาจเป็นเรื่องที่ท้าทาย ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาแพลตฟอร์มที่ใช้คอนแทคเลนส์ในเชิงพาณิชย์ การสวมคอนแทคเลนส์เป็นเวลานานอาจทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบาย และมักจะแห้ง ทำให้เกิดปัญหามากขึ้นสำหรับผู้สวมใส่คอนแทคเลนส์ รบกวนกระบวนการกระพริบตามธรรมชาติส่งผลให้กักเก็บน้ำไม่เพียงพอและทำลายเนื้อเยื่อที่บอบบางของดวงตามนุษย์
วิธีการแบบดั้งเดิม ได้แก่ ยาหยอดตาและปลั๊กอุดรูตา ซึ่งปรับปรุงการกระตุ้นน้ำตาเพื่อให้ความชุ่มชื้นแก่ดวงตา ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการพัฒนาวิธีการใหม่สองวิธี
ในแนวทางแรก กราฟีนแบบชั้นเดียวถูกใช้เพื่อลดการระเหยของน้ำ แม้ว่าวิธีการนี้จะถูกขัดขวางโดยวิธีการประดิษฐ์ที่ซับซ้อน ในวิธีที่สอง การไหลของอิเล็กโตรออสโมติกจะใช้เพื่อให้เลนส์มีความชุ่มชื้น แม้ว่าวิธีนี้จะต้องมีการพัฒนาความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เชื่อถือได้ แบตเตอรี่
คอนแทคเลนส์ถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีการกลึง การขึ้นรูป และวิธีการหล่อแบบสปิน กระบวนการขึ้นรูปและการหล่อแบบสปินมีข้อดีที่คุ้มค่า แต่ถูกขัดขวางโดยกระบวนการหลังการประมวลผลที่ซับซ้อน เพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของวัสดุกับพื้นผิวของแม่พิมพ์ การผลิตเครื่องกลึงคือ กระบวนการที่ซับซ้อนและมีราคาแพงด้วยข้อจำกัดด้านการออกแบบ
การผลิตแบบเติมเนื้อได้กลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับเทคนิคการผลิตคอนแทคเลนส์แบบดั้งเดิม เทคนิคเหล่านี้มีประโยชน์ เช่น เวลาลดลง เสรีภาพในการออกแบบที่มากขึ้น และความคุ้มค่า การพิมพ์ 3 มิติของคอนแทคเลนส์และอุปกรณ์ออปติคัลยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น และการวิจัยเกี่ยวกับ ยังขาดกระบวนการเหล่านี้ ความท้าทายเกิดขึ้นจากการสูญเสียคุณสมบัติทางโครงสร้างและการยึดเกาะของพื้นผิวที่อ่อนแอในขั้นตอนหลังการประมวลผล การลดขนาดขั้นตอนส่งผลให้โครงสร้างเรียบขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มการยึดเกาะ
แม้ว่าการวิจัยจะเน้นไปที่การใช้วิธีการพิมพ์ 3 มิติในการผลิตคอนแทคเลนส์มากขึ้นเรื่อยๆ แต่ก็ยังไม่มีการอภิปรายเกี่ยวกับการทำแม่พิมพ์เมื่อเทียบกับตัวเลนส์เอง การผสมผสานเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติกับวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมทำให้เกิดสิ่งที่ดีที่สุดสำหรับทั้งสองโลก
ผู้เขียนใช้วิธีการใหม่ในการพิมพ์คอนแทคเลนส์แบบเปียกด้วยตัวเอง 3 มิติ โครงสร้างหลักถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ และแบบจำลองได้รับการพัฒนาโดยใช้ AutoCAD และ stereolithography ซึ่งเป็นเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติทั่วไป เส้นผ่านศูนย์กลางของแม่พิมพ์คือ 15 มม. และ ส่วนโค้งฐานคือ 8.5 มม. ขนาดขั้นในกระบวนการผลิตเพียง 10 µm เอาชนะปัญหาเดิมๆ ด้วยคอนแทคเลนส์ที่พิมพ์ 3 มิติ

สมาร์ทคอนแทคเลนส์
พื้นที่ออปติคอลของคอนแทคเลนส์ที่ผลิตขึ้นจะเรียบขึ้นหลังจากพิมพ์และทำซ้ำบน PDMS ซึ่งเป็นวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่อ่อนนุ่ม เทคนิคที่ใช้ในขั้นตอนนี้คือวิธีการพิมพ์หินแบบอ่อน คุณลักษณะสำคัญของคอนแทคเลนส์ที่พิมพ์ออกมาคือการมีไมโครแชนเนลโค้งอยู่ภายในโครงสร้าง ซึ่งช่วยให้พวกเขาเปียกได้เอง นอกจากนี้ เลนส์ยังมีการส่งผ่านแสงที่ดี
ผู้เขียนพบว่าความละเอียดของชั้นของโครงสร้างเป็นตัวกำหนดขนาดของไมโครแชนเนล โดยมีช่องที่ยาวกว่าพิมพ์ตรงกลางเลนส์และความยาวสั้นกว่าที่ขอบของโครงสร้างที่พิมพ์ แต่เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนพลาสมา โครงสร้างจะกลายเป็นชอบน้ำ อำนวยความสะดวกในการไหลของของไหลที่ขับเคลื่อนด้วยเส้นเลือดฝอยและทำให้โครงสร้างที่พิมพ์เปียก
เนื่องจากขาดขนาดไมโครแชนเนลและการควบคุมการกระจาย ไมโครแชนเนลที่มีไมโครแชนเนลที่กำหนดไว้อย่างดีและเอฟเฟกต์สเต็ปที่ลดลงถูกพิมพ์ลงบนโครงสร้างหลัก จากนั้นจึงทำซ้ำบนคอนแทคเลนส์ ใช้อะซิโตนเพื่อขัดบริเวณแสงของโครงสร้างหลักและพิมพ์เส้นเลือดฝอยโค้ง เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียการส่งผ่านแสง
ผู้เขียนกล่าวว่าวิธีการใหม่ของพวกเขาไม่เพียงแต่ปรับปรุงความสามารถในการให้ความชุ่มชื้นในตัวเองของคอนแทคเลนส์ที่พิมพ์ออกมาเท่านั้น แต่ยังเป็นเวทีสำหรับการพัฒนาคอนแทคเลนส์ที่ใช้แล็บบนชิปได้ในอนาคต ซึ่งจะช่วยเปิดประตูให้ใช้งานได้จริง แอปพลิเคชันการตรวจจับไบโอมาร์คเกอร์ตามเวลา โดยรวมแล้ว การศึกษานี้ให้ทิศทางการวิจัยที่น่าสนใจสำหรับอนาคตของอุปกรณ์ชีวการแพทย์ที่ใช้คอนแทคเลนส์