In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, werden tweedimensionale biocompatibele en elastische plasmonische contactlenzen vervaardigd met behulp van polydimethylsiloxaan (PDMS).
Onderzoek: Tweedimensionale biocompatibele plasma-contactlenzen voor correctie van kleurenblindheid.
Hier werd een goedkoop basisontwerp voor het corrigeren van rood-groene kleurenblindheid ontworpen en getest op basis van milde nanolithografie.
Menselijke kleurwaarneming is afgeleid van drie kegelvormige fotoreceptorcellen, lange (L), medium (M) en korte (S) kegels, die essentieel zijn voor het zien van rode, groene en blauwe tinten, met een spectrale gevoeligheid van maximaal 430 , 530 en 560 nm, respectievelijk.
Kleurenblindheid, ook bekend als kleurenziendeficiëntie (CVD), is een oogziekte die de detectie en interpretatie van verschillende kleuren belemmert door drie fotoreceptorcellen die bij normaal zicht functioneren en werken volgens hun spectrale gevoeligheidsmaxima. Deze oogziekte, die kan constrictief of genetisch zijn, wordt veroorzaakt door een verlies of defect in kegelfotoreceptorcellen.
Schematisch diagram van het fabricageproces van de voorgestelde PDMS-gebaseerde lens, (b) afbeeldingen van de gefabriceerde PDMS-gebaseerde lens, en (c) onderdompeling van de PDMS-gebaseerde lens in HAuCl4 3H2O goudoplossing voor verschillende incubatietijden.© Roostaei, N. en Hamidi, SM (2022)
Dichroïsme treedt op wanneer een van de drie kegel-fotoreceptorceltypen volledig afwezig is;en is geclassificeerd als proteoftalmie (geen rode kegel fotoreceptoren), deuteranopia (geen groene kegel fotoreceptoren), of trichromatische kleurenblindheid (gebrek aan blauwe kegel fotoreceptoren).
Monochromaticiteit, de minst voorkomende vorm van kleurenblindheid, wordt gekenmerkt door de afwezigheid van ten minste twee kegelvormige fotoreceptorceltypen.
Monochromaten zijn ofwel volledig kleurenblind (kleurenblind) of hebben alleen blauwe kegel-fotoreceptoren. Een derde type abnormale trichromatie treedt op als een van de kegel-fotoreceptorceltypes niet goed werkt.
Afwijkende trichromie is onderverdeeld in drie typen op basis van het type kegelfotoreceptordefect: deuteranomalie (defecte groene kegelfotoreceptoren), protanomalie (defecte rode kegelfotoreceptoren) en tritanomalie (defecte blauwe kegelfotoreceptoren) fotoreceptorcellen).
Protans (protanomalie en protanopia) en deutans (deuteranomalie en deuteranopia), algemeen bekend als protanopia, zijn de meest typische vormen van kleurenblindheid.
Protanomalie zijn de spectrale gevoeligheidspieken van rode kegelcellen blauw verschoven, terwijl de gevoeligheidsmaxima van groene kegelcellen rood zijn verschoven. Vanwege de tegenstrijdige spectrale gevoeligheden van groene en rode fotoreceptoren kunnen patiënten de verschillende tinten niet onderscheiden.
Schematisch diagram van het fabricageproces van de voorgestelde op PDMS gebaseerde 2D plasmonische contactlens, en (b) echt beeld van de gefabriceerde 2D flexibele plasmonische contactlens.© Roostaei, N. en Hamidi, SM (2022)
Hoewel er veel waardevol werk is verricht bij het ontwikkelen van waterdichte behandelingen voor kleurenblindheid op basis van verschillende medische methoden voor deze aandoening, blijven belangrijke aanpassingen van de levensstijl een open discussie. Gentherapie, getinte brillen, lenzen, optische filters, opto-elektronische brillen en verbeteringen aan computers en mobiele apparaten zijn onderwerpen die in eerder onderzoek zijn behandeld.
Getinte glazen met kleurfilters zijn grondig onderzocht en lijken op grote schaal beschikbaar te zijn voor HVZ-behandeling.
Hoewel deze brillen succesvol zijn in het verbeteren van de kleurwaarneming voor kleurenblinde mensen, hebben ze nadelen zoals hoge prijs, zwaar gewicht en volume, en gebrek aan integratie met andere corrigerende brillen.
Voor CVD-correctie zijn onlangs contactlenzen onderzocht die zijn ontwikkeld met behulp van chemische pigmenten, plasmonische metasurfaces en plasmonische nanoschaaldeeltjes.
Deze contactlenzen hebben echter te maken met veel obstakels, waaronder gebrek aan biocompatibiliteit, beperkt gebruik, slechte stabiliteit, hoge prijs en complexe productieprocessen.
Het huidige werk stelt tweedimensionale biocompatibele en elastische plasmonische contactlenzen voor op basis van polydimethylsiloxaan (PDMS) voor correctie van kleurenblindheid, met speciale nadruk op de meest voorkomende kleurenblindheid, deuterochromatische anomalie (rood-groen) kleurenblindheid.
PDMS is een biocompatibel, flexibel en transparant polymeer dat kan worden gebruikt om contactlenzen te maken. Deze onschadelijke en biocompatibele stof heeft een verscheidenheid aan toepassingen gevonden in de biologische, medische en chemische industrie.
In dit werk werden 2D biocompatibele en elastische plasmonische contactlenzen gemaakt van PDMS, die goedkoop en eenvoudig te ontwerpen zijn, ontwikkeld met behulp van een milde lithografiebenadering op nanoschaal, en deuteroncorrectie werd getest.
De lenzen zijn gemaakt van PDMS, een hypoallergeen, ongevaarlijk, elastisch en transparant polymeer. Deze plasmonische contactlens, gebaseerd op het fenomeen plasmonische oppervlakteroosterresonantie (SLR), kan worden gebruikt als een uitstekend kleurenfilter voor het corrigeren van deuteron-anomalieën.
De voorgestelde lenzen hebben goede eigenschappen zoals duurzaamheid, biocompatibiliteit en elasticiteit, waardoor ze geschikt zijn voor correctie van kleurenblindheid.
Posttijd: 23 juni-2022
