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研究人員用3D打印制造可以矯正色盲的著色鏡片,比傳統(tǒng)眼鏡更具選擇性

時間:2022-09-13 10:39 來源:南極熊 作者:admin 閱讀:
       導(dǎo)讀:先天性色覺障礙(CVD)通常稱為色盲,他們不能分辨自然光譜中的各種顏色或某種顏色。可以概括為,這種疾病限制了眼中三個視網(wǎng)膜錐體(光感受器),傳遞整個顏色光譜的能力,最常見是紅綠色的色盲。雖然目前,可以通過佩戴有色眼鏡可以幫助他們糾正視力,但它們往往不能針對個性化需求而定制。因此,人們正通過非常適用于以上需求的3D打印技術(shù)進行研究。

△3D打印色覺障礙眼鏡。A) 眼鏡的CAD模型,B) 通過切片模型準(zhǔn)備G代碼, C) 打印在構(gòu)建板上的3D打印鏡片照片,D) 框架的CAD模型,E) 通過切片模型準(zhǔn)備G代碼,F(xiàn)) 3D打印框架照片

       2022年9月11日,阿布扎比哈利法科技大學(xué)(KU)的一個研究小組,希望通過3D打印技術(shù),來幫助人們獲得更加準(zhǔn)確的個性化解決方案。概況的說,研究人員混合了兩種波長過濾染料的透明樹脂,為他們的3D打印透鏡著色。一種染料為紅綠色患者阻擋不需要的波長,而另一種染料為黃藍色患者過濾不需要的波長。該論文的研究者指出:“迄今為止,可以治療CVD的方法還沒有被開發(fā)出來,諸如基因治療等治療課程還沒有在人類身上應(yīng)用。因此,患者選擇可穿戴的視覺輔助工具,如有色眼鏡或隱形眼鏡,通過過濾掉藍黃(440-500納米)和紅綠(540-580納米)使得CVD患者能夠區(qū)分顏色。”
利用3D打印的可定制優(yōu)勢
       雖然3D打印鏡片(即使是用染料染色來矯正色盲的鏡片)肯定不是什么新想法,但通過該技術(shù)制造定制的色盲矯正眼鏡,該團隊認為,可以為色盲人士定制更舒適的選擇,例如區(qū)分某些色調(diào)和顏色。機械工程副教授Haider Butt博士說:“針對為CVD患者定制特別的眼鏡仍然是一個挑戰(zhàn),盡管該研究可以顯著提升市場上的CVD可穿戴設(shè)備和材料性能。”

△色覺缺陷個體感知的圖像表示。A)正常視力個體和不同色覺缺陷個體,看到的彩色材料照片 B) 紅色盲,C) 綠色弱視,D)藍色盲
       該團隊將兩種不同的染料混合到透明樹脂中,以構(gòu)建3D打印鏡片,一種用于阻擋紅綠色患者不需要的波長,另一種用于黃藍色患者,并采用Prusa SL1S SPEED 3D打印機,以0.5%、1%和1.5%的濃度的濃度將它們分別打印出來。然后,志愿者對這兩種CVD鏡片進行了測試,發(fā)現(xiàn)與市售的矯正鏡片相比,它們在舒適度和視力改善方面都是有益的。KU團隊還使用SOLIDWORKS和3D打印技術(shù)來優(yōu)化鏡框,這樣做的好處是,盡可能的讓這些特殊眼鏡接近普通眼鏡。

△優(yōu)化制造工藝后的打印參數(shù)
優(yōu)化制造工藝
         根據(jù)早些時候,對CVD的管理和糾正方法研究表明,在使用染料時可能會發(fā)生浸出和毒性問題。KU團隊采取了預(yù)防措施,以確保這種情況不會發(fā)生,他們首先檢查了染料的穩(wěn)定性。3D打印的眼鏡在水中存放了一個多星期,在此期間沒有染料滲漏到水中,這意味著眼鏡是穩(wěn)定的,可以長期使用。另一項測試包括將眼鏡在環(huán)境條件下再放置一周,它們再次證明了其穩(wěn)定性,以及靈活性和強度。研究人員在對眼鏡進行彎曲和折疊時,也發(fā)現(xiàn)其具有良好的耐久性。


        Butt博士說:“我們的結(jié)果表明,3D打印對染料的波長過濾特性沒有影響。事實上,染料與樹脂結(jié)合并進行3D打印時保持不變。但當(dāng)我們將該技術(shù)與商用眼鏡的色盲光學(xué)性能進行比較時,結(jié)果表明,3D打印眼鏡在過濾不需要的波長方面,比商用眼鏡更具選擇性。因此,它在治療色盲方面具有巨大潛力。最重要的是,它們易于制造和定制的優(yōu)勢,可以根據(jù)每個患者的需求,進行個性化定制。”

(責(zé)任編輯:admin)

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