医疗和牙科

科学家开发3D印刷眼镜,有可能治愈色盲

研究人员在哈利法大学have come up with a set of 3D printed glasses that could be capable of curing Color Vision Deficiency (CVD) disorders.

该团队的眼镜由MSLA 3D打印框架中的有色镜头组成,可以通过阻止不希望的波长,同时保持透明的可见光光谱,从而有效地工作。

已经CVD-affected志愿者戴着玻璃es have reported significant improvements in color identification, leading the scientists to conclude that their glasses “have great potential in combating color blindness.”

Khalifa团队的3D印刷眼镜。图像通过哈利法大学。
Khalifa团队的3D印刷眼镜。图像通过哈利法大学。

开发色盲治疗

CVD(也称为色盲)是一种常见的先天性疾病,它限制了患者区分某些颜色阴影的能力。根据慈善机构色盲意识, as many as 1 in 12 of men (8%) and 1 in 200 women suffer from CVD. The disorder, which makes daily tasks like identifying the color of traffic lights or fresh foods very difficult, is caused by defective photoreceptor ‘cone’ cells in the retinas of affected patients’ eyes.

In healthy eyes, blue, red, and green cone cells function together to allow for the detection of primary colors. Color blindness is caused when one of these cell types is faulty or missing. While gene therapies are currently under development, these remain at the lab testing stage, meaning that patients are left needing glasses or contacts to alter their color perception.

公司喜欢魅力自2012年以来就提供了这种眼镜,并说它的眼镜非常有效,但很难为患者定制这些眼镜。考虑到这一点,哈利法的研究人员已转向3D打印来开发自己的框架,可以根据用户的颜色校正需求量身定制。

市场上染色的3D打印眼镜和市场上一些市售的色盲眼镜之间的效率比较。图像通过哈利法大学。
An efficiency comparison between the Atto-dyed 3D printed glasses and some of the commercially available glasses on the market. Image via Khalifa University.

Putting color correction to the test

一旦科学家在上面设计了一对原型眼镜SOLIDWORKS,他们从AsigaDentaClear and Gray resin on aprusa sl1s系统。在此过程中,团队发现固化时间和层厚度对于实现优化的光学和机械性能至关重要,每层打印时间六秒钟,而25微米厚度证明是理想的。

To create the glasses’ lenses, the researchers combined their resin with Atto 565 and Atto 488 wavelength-filtering dyes, which gave them the desired tinting effect. When fitted to frames and ready for testing, these lenses proved capable of working as desired during characterization, in that they blocked undesired wavelengths for CVD patients between 480–510nm and 550–580 nm.

与现成的敌对眼镜相比,还发现3D打印的眼镜在相似的波长下滤光了光,同时在传播的光线下显示出“更好的选择性”。实际上,这意味着3D打印的眼镜能够阻止超过50%的不需要的波长,但在可见光谱上的其他光线上保持了超过85%的透明度。

随着志愿者后来使用眼镜在标准的Ishihara色盲测试期间取得45%和200%的颜色识别提高,该团队表示,他们的3D印刷框架代表了CVD患者的可行替代治疗方法,比商业眼镜更可定制和有效。

“结果表明,与市售的CVD眼镜相比,我们的3D打印眼镜在过滤不需要的波长方面更有选择性,”该团队在论文中总结道。“我们的发现表明,由于它们的易于制造和定制,这些3D印刷的有色眼镜在打击色盲方面具有巨大的潜力,可以根据患者的需求量身定制。”

研究人员的3D印刷红外护目镜和触觉袖子系统。
在TUM开发的3D印刷的红外护目镜和触觉袖子系统。通过Manuel Zahn和Armaghan Ahmad Khan的图像。

有趣的是,Khalifa团队的3D印刷眼镜并不是第一个使用该技术来解决视力障碍的技术。今年早些时候,慕尼黑技术大学(TUM)发展3D打印的触觉反馈眼镜这允许有视觉障碍的人在没有拐杖的情况下导航。

在其他地方,添加剂制造雷电竞充值仍在继续进入传统眼镜市场。Optiswiss安装了Luxexcel的VisionPlatform 7去年年底,平台旨在使其更好地用3D印刷镜头来解决眼镜制造商。看着您Mawo 3D打印帧, 这EOS客户在2021年的生命周期分析中发现,使用3D打印将其碳足迹降低了多达58%。

研究人员的发现在其论文中详细介绍了“开发3D打印眼镜,以供彩觉缺乏,”由Fahad Alam,Ahmed E. Salih,Mohamed Elsherif和Haider Butt合着。

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特色图片显示了Khalifa团队的3D印刷眼镜。图像通过哈利法大学。