Գիտնականները փորձարկում են ինքնախոնավեցնող կոնտակտային ոսպնյակներ

Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար: Շարունակելով զննել այս կայքը, դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը: Լրացուցիչ տեղեկություններ:
Հրատարակվելով Additive Manufacturing ամսագրում, Հնդկաստանի Մանիպալ բարձրագույն կրթության ինստիտուտի հետազոտողների թիմը զեկուցում է 3D տպագրված ինքնաթրջվող կոնտակտային ոսպնյակի մշակման մասին: Ներկայում, նախնական վավերացման փուլում, հետազոտությունը կարևոր նշանակություն ունի զարգացման համար: հաջորդ սերնդի կոնտակտային ոսպնյակների վրա հիմնված բժշկական սարքեր:

Խելացի կոնտակտային ոսպնյակներ
Ուսումնասիրություն՝ ինքնաթրջվող կոնտակտային ոսպնյակներ՝ օգտագործելով մազանոթային հոսք: Պատկերի վարկ՝ Kichigin/Shutterstock.com
Կոնտակտային ոսպնյակները հաճախ օգտագործվում են տեսողությունը շտկելու համար և ունեն ավելի հեշտ կրելու առավելություն, քան ակնոցները: Բացի այդ, դրանք ունեն կոսմետիկ կիրառություն, քանի որ որոշ մարդկանց թվում է, որ դրանք ավելի էսթետիկորեն հաճելի են: Ի լրումն այս ավանդական օգտագործման, կոնտակտային ոսպնյակները ուսումնասիրվել են կիրառման համար: կենսաբժշկության մեջ՝ ոչ ինվազիվ խելացի տվիչ սարքերի և խնամքի կետի ախտորոշման մշակման համար:
Այս ոլորտում մի քանի ուսումնասիրություններ են իրականացվել և որոշ ուշագրավ նորամուծություններ են մշակվել: Օրինակ՝ Google ոսպնյակը խելացի կոնտակտային ոսպնյակ է, որը կարող է օգտագործվել արցունքներում գլյուկոզայի մակարդակը վերահսկելու և շաքարախտով հիվանդ մարդկանց ախտորոշիչ տեղեկատվություն տրամադրելու համար: Ներակնային ճնշումը և աչքերը: շարժումները կարելի է վերահսկել խելացի սարքերի միջոցով: Նանոկառուցվածքային նյութերը ներառվել են խելացի կոնտակտային ոսպնյակների վրա հիմնված զգայական հարթակներում՝ որպես սենսորներ գործելու համար:
Այնուամենայնիվ, այս սարքերի օգտագործումը կարող է դժվար լինել՝ խոչընդոտելով կոնտակտային ոսպնյակների վրա հիմնված հարթակների առևտրային զարգացմանը: Կոնտակտային ոսպնյակներ երկար ժամանակ կրելը կարող է անհարմարություն առաջացնել, և դրանք հակված են չորանալու՝ ավելի շատ խնդիրներ առաջացնելով կրողին: Կոնտակտային ոսպնյակներ խանգարում է բնական թարթման գործընթացին, ինչը հանգեցնում է ջրի անբավարար պահպանման և մարդու աչքի նուրբ հյուսվածքի վնասմանը:
Ավանդական մեթոդները ներառում են աչքի կաթիլներ և պունկտալ խցաններ, որոնք բարելավում են արցունքի խթանումը` աչքերը խոնավացնելու համար: Վերջին տարիներին երկու նոր մոտեցում է մշակվել:
Առաջին մոտեցման դեպքում միաշերտ գրաֆենն օգտագործվում է ջրի գոլորշիացումը նվազեցնելու համար, թեև այս մոտեցմանը խոչընդոտում են արտադրության բարդ մեթոդները: Երկրորդ մեթոդում էլեկտրաոսմոտիկ հոսքն օգտագործվում է ոսպնյակը խոնավ պահելու համար, թեև այս մեթոդը պահանջում է հուսալի կենսահամատեղելիության մշակում: մարտկոցներ.
Կոնտակտային ոսպնյակները ավանդաբար արտադրվում են խառատահաստոցների մշակման, ձևավորման և պտտվող ձուլման մեթոդների կիրառմամբ: Ձուլման և պտտվող ձուլման գործընթացներն ունեն ծախսարդյունավետ առավելություններ, սակայն դրանք խոչընդոտվում են հետմշակման բարդ մշակումներով՝ բարելավելու նյութի կպչունությունը կաղապարի մակերեսին: բարդ և թանկ գործընթաց՝ դիզայնի սահմանափակումներով:
Լրացուցիչ արտադրությունը հայտնվել է որպես ավանդական կոնտակտային ոսպնյակների արտադրության խոստումնալից այլընտրանք: Այս տեխնիկան առաջարկում է առավելություններ, ինչպիսիք են կրճատված ժամանակը, դիզայնի ավելի մեծ ազատությունը և ծախսարդյունավետությունը: Կոնտակտային ոսպնյակների և օպտիկական սարքերի 3D տպագրությունը դեռևս սկզբում է, և հետազոտությունները Այս գործընթացները բացակայում են: Մարտահրավերներն առաջանում են կառուցվածքային առանձնահատկությունների կորստով և միջերեսային թույլ կպչունությամբ հետմշակման ժամանակ: Քայլերի չափի նվազումը հանգեցնում է ավելի հարթ կառուցվածքի, որը բարելավում է կպչունությունը:
Թեև ավելի ու ավելի շատ հետազոտություններ են կենտրոնանում կոնտակտային ոսպնյակներ պատրաստելու համար 3D տպագրության մեթոդների կիրառման վրա, ոսպնյակների համեմատ կաղապարներ պատրաստելու վերաբերյալ քննարկումների պակաս կա: 3D տպագրության տեխնոլոգիան արտադրության ավանդական մեթոդների հետ համատեղելը երկու աշխարհներից լավագույնն է առաջարկում:
Հեղինակները նոր մեթոդ են օգտագործել ինքնաթրջվող կոնտակտային ոսպնյակների 3D տպագրության համար: Հիմնական կառուցվածքը պատրաստվել է 3D տպագրության միջոցով, իսկ մոդելը մշակվել է AutoCAD-ի և ստերեոլիթոգրաֆիայի միջոցով՝ 3D տպագրության ընդհանուր տեխնիկան: Մատրակի տրամագիծը 15 մմ է, իսկ բազային աղեղը 8,5 մմ է: Արտադրական գործընթացում քայլի չափը ընդամենը 10 մկմ է՝ հաղթահարելով 3D տպագրված կոնտակտային ոսպնյակների հետ կապված ավանդական խնդիրները:

Խելացի կոնտակտային ոսպնյակներ
Արտադրված կոնտակտային ոսպնյակների օպտիկական տարածքները հարթվում են տպագրությունից հետո և վերարտադրվում PDMS-ի վրա՝ փափուկ էլաստոմերային նյութի վրա: Այս քայլում կիրառվող տեխնիկան փափուկ լիտոգրաֆիայի մեթոդն է: Տպագիր կոնտակտային ոսպնյակների հիմնական առանձնահատկությունը կառուցվածքի ներսում կոր միկրոալիքների առկայությունն է: , ինչը նրանց տալիս է ինքնուրույն թրջվելու ունակություն: Ավելին, ոսպնյակն ունի լավ լույսի փոխանցում:
Հեղինակները պարզել են, որ կառուցվածքի շերտի լուծումը թելադրում է միկրոալիքների չափերը՝ ավելի երկար ալիքներով տպագրված ոսպնյակի մեջտեղում և ավելի կարճ երկարությամբ՝ տպված կառուցվածքների եզրերին: Այնուամենայնիվ, երբ ենթարկվում են թթվածնի պլազմայի, կառուցվածքները դառնում են հիդրոֆիլ: , հեշտացնելով մազանոթով շարժվող հեղուկի հոսքը և թրջելով տպագիր կառուցվածքները։
Միկրոալիքների չափի և բաշխման հսկողության բացակայության պատճառով միկրոալիքները լավ հստակեցված միկրոալիքներով և կրճատված աստիճանային էֆեկտներով տպվել են հիմնական կառուցվածքի վրա, այնուհետև վերարտադրվել կոնտակտային ոսպնյակի վրա: Օգտագործեք ացետոն՝ հիմնական կառուցվածքի օպտիկական հատվածները փայլեցնելու և կոր մազանոթները տպելու համար: լույսի փոխանցման կորուստը շրջանցելու համար.
Հեղինակներն ասում են, որ իրենց նոր մեթոդը ոչ միայն բարելավում է տպագիր կոնտակտային ոսպնյակների ինքնախոնավեցման ունակությունը, այլև հարթակ է ստեղծում լաբորատոր չիպի վրա աշխատող կոնտակտային ոսպնյակների ապագա մշակման համար: Սա դռներ է բացում դրանց իրական օգտագործման համար: -Ժամանակի բիոմարկերների հայտնաբերման հավելվածներ: Ընդհանուր առմամբ, այս ուսումնասիրությունը հետաքրքիր հետազոտական ​​ուղղություն է տալիս կոնտակտային ոսպնյակների վրա հիմնված կենսաբժշկական սարքերի ապագայի համար: