研究人员开发出矫正色盲的3D打印眼镜,可为每个患者量身定制 

3D打印应用 /[医疗]
发布时间: 2022-09-15 08:04
色盲通常指的是先天性色觉障碍,患者不能分辨自然光谱中的各种颜色或某种颜色,虽然使用染料开发眼镜镜片以帮助矫正色盲并不是什么新鲜事,但阿联酋哈利法大学的一组研究人员开发了一种新的可穿戴设备:3D打印定制眼镜。
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把透明树脂用于制造镜片,并与两种波长过滤染料混合以提供着色效果。研究人员使用三种不同浓度的染料来定制镜片,并将针对患者通过3D打印的方式提供定制的CVD眼镜。

眼睛的视网膜有三种视锥细胞:一种感知蓝色,另一种感知绿色,第三种感知红色。 这些视锥细胞协同工作,使人们能够看到整个光谱,但 CVD 是一种遗传性眼部疾病,限制了这种能力。

据统计,大约有0.5%的女性(200分之1)和8%的男性(12分之1)患有某种形式的CVD,通常有以下四种类型:
绿色盲(Deuteranomaly):这种最轻,仅是色弱,一切看起来都像是褪色的。
红色盲(Protanopia):视觉中缺失红色,一切都显得发绿。
蓝色盲(Tritanopia):也称黄蓝色盲,一切都呈绿色-粉红色,是一种罕见的类型。
全色盲(Monochromacy):完全无色觉,一切都是黑白的,是真正意义上的色盲。
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红绿色盲是CVD最普遍的形式,大多数患者通过佩戴色盲眼镜,达到矫正色觉障碍的效果。

比如,绿色盲是一种负责检测绿光的光感受器对与红色相关的光做出反应的情况。 这可以使用红色眼镜来改善,使颜色更加突出。 某些染料可以吸收和过滤掉一些介于绿色和红色之间的波长,这些波长会混淆感光器。颜色重叠越少,大脑就会获得更清晰的信号来帮助区分有问题的颜色。这个概念也可以扩展到其他类型的色盲。

研究人员使用了两种染料:一种为红绿色患者阻挡了不需要的波长,而另一种为黄蓝色患者过滤了不需要的波长。在测试时,患有红绿色CVD和黄蓝色CVD的人都得到了有效的矫正。
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对于E) normal、F) deutan、G) protan 和 H) tritan在520nm处激活感光细胞。

基于这种方法的眼镜在商业上很容易买到,但它们体积大并且可能不舒服。研究人员为他们的镜片开发了自己的镜架,使用3D打印来优化镜架的舒适性和可用性。同时,3D打印的眼镜可以像其他眼镜一样折叠,使佩戴者更易于使用。

据研究表明,使用染料可能会发生浸出和毒性问题,但研究小组对此进行了测试,以确保他们的眼镜可以安全长期使用。通过将眼镜存放在水中一周以上来检查3D打印眼镜中染料的稳定性。结果表明,没有染料泄漏到水中,表明它们的稳定性。他们还将眼镜在环境条件下再打开一周,证明了它们的稳定性和持久性。
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研究人员还仔细评估了3D打印眼镜的机械性能,包括柔韧性和拉伸强度是量化其寿命和耐用性的关键因素,经过测试,镜片表现出出色的耐用性,即使在折叠或弯曲时也不会破裂。

“结果表明,3D打印对染料的波长过滤特性没有影响。”哈利法大学Butt博士说。“我们将染料与树脂结合并进行了3D打印,将打印的眼镜与商用色盲眼镜的光学性能进行比较。事实上,3D打印眼镜在过滤不需要的波长方面比商用眼镜更具选择性。它们在治疗色盲方面具有巨大潜力,而且易于制造和定制意味着它们可以实现为每个患者量身定制。”
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