色盲通常指的是先天性色覺障礙,患者不能分辨自然光譜中的各種顏色或某種顏色,雖然使用染料開發(fā)眼鏡鏡片以幫助矯正色盲并不是什么新鮮事,但阿聯(lián)酋哈利法大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種新的可穿戴設(shè)備:3D打印定制眼鏡。
把透明樹脂用于制造鏡片,并與兩種波長過濾染料混合以提供著色效果。研究人員使用三種不同濃度的染料來定制鏡片,并將針對(duì)患者通過3D打印的方式提供定制的CVD眼鏡。
眼睛的視網(wǎng)膜有三種視錐細(xì)胞:一種感知藍(lán)色,另一種感知綠色,第三種感知紅色。 這些視錐細(xì)胞協(xié)同工作,使人們能夠看到整個(gè)光譜,但 CVD 是一種遺傳性眼部疾病,限制了這種能力。
據(jù)統(tǒng)計(jì),大約有0.5%的女性(200分之1)和8%的男性(12分之1)患有某種形式的CVD,通常有以下四種類型:
綠色盲(Deuteranomaly):這種最輕,僅是色弱,一切看起來都像是褪色的。
紅色盲(Protanopia):視覺中缺失紅色,一切都顯得發(fā)綠。
藍(lán)色盲(Tritanopia):也稱黃藍(lán)色盲,一切都呈綠色-粉紅色,是一種罕見的類型。
全色盲(Monochromacy):完全無色覺,一切都是黑白的,是真正意義上的色盲。
紅綠色盲是CVD最普遍的形式,大多數(shù)患者通過佩戴色盲眼鏡,達(dá)到矯正色覺障礙的效果。
比如,綠色盲是一種負(fù)責(zé)檢測綠光的光感受器對(duì)與紅色相關(guān)的光做出反應(yīng)的情況。 這可以使用紅色眼鏡來改善,使顏色更加突出。 某些染料可以吸收和過濾掉一些介于綠色和紅色之間的波長,這些波長會(huì)混淆感光器。顏色重疊越少,大腦就會(huì)獲得更清晰的信號(hào)來幫助區(qū)分有問題的顏色。這個(gè)概念也可以擴(kuò)展到其他類型的色盲。
研究人員使用了兩種染料:一種為紅綠色患者阻擋了不需要的波長,而另一種為黃藍(lán)色患者過濾了不需要的波長。在測試時(shí),患有紅綠色CVD和黃藍(lán)色CVD的人都得到了有效的矯正。
對(duì)于E) normal、F) deutan、G) protan 和 H) tritan在520nm處激活感光細(xì)胞。
基于這種方法的眼鏡在商業(yè)上很容易買到,但它們體積大并且可能不舒服。研究人員為他們的鏡片開發(fā)了自己的鏡架,使用3D打印來優(yōu)化鏡架的舒適性和可用性。同時(shí),3D打印的眼鏡可以像其他眼鏡一樣折疊,使佩戴者更易于使用。
據(jù)研究表明,使用染料可能會(huì)發(fā)生浸出和毒性問題,但研究小組對(duì)此進(jìn)行了測試,以確保他們的眼鏡可以安全長期使用。通過將眼鏡存放在水中一周以上來檢查3D打印眼鏡中染料的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,沒有染料泄漏到水中,表明它們的穩(wěn)定性。他們還將眼鏡在環(huán)境條件下再打開一周,證明了它們的穩(wěn)定性和持久性。
研究人員還仔細(xì)評(píng)估了3D打印眼鏡的機(jī)械性能,包括柔韌性和拉伸強(qiáng)度是量化其壽命和耐用性的關(guān)鍵因素,經(jīng)過測試,鏡片表現(xiàn)出出色的耐用性,即使在折疊或彎曲時(shí)也不會(huì)破裂。
“結(jié)果表明,3D打印對(duì)染料的波長過濾特性沒有影響?!惫ù髮W(xué)Butt博士說?!拔覀儗⑷玖吓c樹脂結(jié)合并進(jìn)行了3D打印,將打印的眼鏡與商用色盲眼鏡的光學(xué)性能進(jìn)行比較。事實(shí)上,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。它們?cè)谥委熒し矫婢哂芯薮鬂摿Γ乙子谥圃旌投ㄖ埔馕吨鼈兛梢詫?shí)現(xiàn)為每個(gè)患者量身定制?!?/td> |
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