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Publiant dans la revue Additive Manufacturing, une équipe de chercheurs du Manipal Institute of Higher Education en Inde rapporte le développement d'une lentille de contact auto-mouillante imprimée en 3D. Actuellement en phase de pré-validation, la recherche a des implications importantes pour le développement de dispositifs médicaux à base de lentilles de contact de nouvelle génération.
Lentilles de contact intelligentes
Étude : Lentilles de contact auto-mouillantes à l'aide d'un flux capillaire. Crédit d'image : Kichigin/Shutterstock.com
Les lentilles de contact sont souvent utilisées pour corriger la vision et ont l'avantage d'être plus faciles à porter que les lunettes. De plus, elles ont des utilisations cosmétiques, car certaines personnes les trouvent plus esthétiques. En plus de cette utilisation traditionnelle, les lentilles de contact ont été explorées pour des applications. en biomédecine pour développer des dispositifs de détection intelligents non invasifs et des diagnostics au point de service.
Plusieurs études ont été menées dans ce domaine et certaines innovations notables ont été développées. les mouvements peuvent être surveillés à l'aide d'appareils intelligents. Des matériaux nanostructurés ont été incorporés dans des plates-formes de détection intelligentes basées sur des lentilles de contact pour agir comme des capteurs.
Cependant, l'utilisation de ces dispositifs peut être difficile, entravant le développement commercial des plateformes basées sur les lentilles de contact. Le port de lentilles de contact pendant de longues périodes peut causer de l'inconfort et elles ont tendance à se dessécher, causant plus de problèmes pour le porteur. Lentilles de contact interférer avec le processus naturel de clignotement, entraînant une rétention d'eau insuffisante et des dommages aux tissus délicats de l'œil humain.
Les méthodes traditionnelles comprennent les gouttes oculaires et les bouchons méatiques, qui améliorent la stimulation des larmes pour hydrater les yeux. Deux nouvelles approches ont été développées ces dernières années.
Dans la première approche, le graphène monocouche est utilisé pour réduire l'évaporation de l'eau, bien que cette approche soit entravée par des méthodes de fabrication complexes. Dans la deuxième méthode, le flux électroosmotique est utilisé pour maintenir la lentille hydratée, bien que cette méthode nécessite le développement de biocompatibles fiables. piles.
Les lentilles de contact sont traditionnellement fabriquées à l'aide de méthodes d'usinage, de formage et de moulage par rotation. processus complexe et coûteux avec des contraintes de conception.
La fabrication additive est apparue comme une alternative prometteuse aux techniques traditionnelles de fabrication de lentilles de contact. Ces techniques offrent des avantages tels qu'une réduction du temps, une plus grande liberté de conception et une rentabilité. L'impression 3D de lentilles de contact et de dispositifs optiques en est encore à ses balbutiements et la recherche sur ces processus font défaut. Des défis surviennent avec la perte de caractéristiques structurelles et une faible adhérence interfaciale lors du post-traitement. La diminution de la taille des pas entraîne une structure plus lisse, ce qui améliore l'adhérence.
Bien que de plus en plus de recherches se soient concentrées sur l'utilisation de méthodes d'impression 3D pour fabriquer des lentilles de contact, il y a un manque de discussion sur la fabrication de moules par rapport aux lentilles elles-mêmes. La combinaison de la technologie d'impression 3D avec les méthodes de fabrication traditionnelles offre le meilleur des deux mondes.
Les auteurs ont utilisé une nouvelle méthode pour imprimer en 3D des lentilles de contact auto-mouillantes. La structure principale a été fabriquée à l'aide de l'impression 3D et le modèle a été développé à l'aide d'AutoCAD et de la stéréolithographie, une technique d'impression 3D courante. Le diamètre de la matrice est de 15 mm et le l'arc de base est de 8,5 mm. La taille du pas dans le processus de fabrication n'est que de 10 µm, surmontant les problèmes traditionnels des lentilles de contact imprimées en 3D.
Lentilles de contact intelligentes
Les zones optiques des lentilles de contact fabriquées sont lissées après impression et répliquées sur du PDMS, un matériau élastomère souple. La technique employée dans cette étape est une méthode de lithographie douce. Une caractéristique clé des lentilles de contact imprimées est la présence de microcanaux incurvés dans la structure , ce qui leur donne la capacité de s'auto-mouiller. De plus, la lentille a une bonne transmission de la lumière.
Les auteurs ont constaté que la résolution de couche de la structure dictait les dimensions des microcanaux, avec des canaux plus longs imprimés au milieu de la lentille et des longueurs plus courtes sur les bords des structures imprimées. Cependant, lorsqu'elles sont exposées à un plasma d'oxygène, les structures sont devenues hydrophiles. , facilitant l'écoulement du fluide par capillarité et mouillant les structures imprimées.
En raison du manque de contrôle de la taille et de la distribution des microcanaux, des microcanaux avec des microcanaux bien définis et des effets de pas réduits ont été imprimés sur la structure principale, puis répliqués sur la lentille de contact. Utilisez de l'acétone pour polir les régions optiques de la structure principale et imprimer des capillaires incurvés pour contourner la perte de transmission lumineuse.
Les auteurs affirment que leur nouvelle méthode améliore non seulement la capacité d'auto-hydratation des lentilles de contact imprimées, mais fournit également une plate-forme pour le développement futur de lentilles de contact compatibles laboratoire sur puce. Cela ouvre la porte à leur utilisation en tant que réel fonctionnel -applications de détection de biomarqueurs dans le temps. Dans l'ensemble, cette étude fournit une direction de recherche intéressante pour l'avenir des dispositifs biomédicaux à base de lentilles de contact.
Heure de publication : 30 avril 2022
