ორგანზომილებიანი ბიოთავსებადი პლაზმური კონტაქტური ლინზები დალტონიზმის კორექციისთვის

ბოლო კვლევაში, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალში Scientific Reports, ორგანზომილებიანი ბიოთავსებადი და ელასტიური პლაზმური კონტაქტური ლინზები დამზადდა პოლიდიმეთილსილოქსანის (PDMS) გამოყენებით.

კვლევა: ორგანზომილებიანი ბიოთავსებადი პლაზმური კონტაქტური ლინზები დალტონიზმის კორექციისთვის.

აქ, წითელ-მწვანე ფერთა სიბრმავის გამოსწორების იაფი საბაზისო დიზაინი შეიქმნა და ტესტირება რბილი ნანოლითოგრაფიის საფუძველზე.

ადამიანის ფერის აღქმა მიღებულია სამი კონუსის ფორმის ფოტორეცეპტორული უჯრედისგან, გრძელი (L), საშუალო (M) და მოკლე (S) კონუსები, რომლებიც აუცილებელია წითელი, მწვანე და ლურჯი ტონების დასანახად, სპექტრული მგრძნობელობით მაქსიმუმ 430. , 530 და 560 ნმ, შესაბამისად.

ფერთა მხედველობის დეფიციტი (CVD) არის თვალის დაავადება, რომელიც აფერხებს სამი ფოტორეცეპტორული უჯრედის მიერ სხვადასხვა ფერის გამოვლენასა და ინტერპრეტაციას, რომლებიც ფუნქციონირებენ ნორმალურ მხედველობაში და მოქმედებენ მათი სპექტრული მგრძნობელობის მაქსიმუმების მიხედვით. თვალის ეს დაავადება, რომელიც შეიძლება იყოს კონსტრიქციული ან გენეტიკური, გამოწვეულია კონუსის ფოტორეცეპტორული უჯრედების დაკარგვით ან დეფექტით.

შემოთავაზებული PDMS-ზე დაფუძნებული ლინზების დამზადების პროცესის სქემატური დიაგრამა, (ბ) დამზადებული PDMS-ზე დაფუძნებული ლინზის სურათები და (გ) PDMS-ზე დაფუძნებული ლინზის ჩაძირვა HAuCl4 3H2O ოქროს ხსნარში სხვადასხვა ინკუბაციის დროისთვის. © Roostaei, ნ. და ჰამიდი, SM (2022)

დიქროიზმი ჩნდება მაშინ, როდესაც სამი კონუსური ფოტორეცეპტორის უჯრედებიდან ერთ-ერთი სრულიად არ არსებობს;და კლასიფიცირებულია, როგორც პროტეოფთალმია (წითელი კონუსის ფოტორეცეპტორების გარეშე), დეიტერანოპია (მწვანე კონუსის ფოტორეცეპტორების გარეშე) ან ტრიქრომატულ ფერთა სიბრმავე (ლურჯი კონუსის ფოტორეცეპტორების ნაკლებობა).

მონოქრომატულობა, დალტონიზმის ყველაზე ნაკლებად გავრცელებული ფორმა, ხასიათდება სულ მცირე ორი კონუსური ფოტორეცეპტორული უჯრედის არარსებობით.

მონოქრომატულები ან მთლიანად დალტონიზმები არიან (დალტონიკები) ან აქვთ მხოლოდ ლურჯი კონუსის ფოტორეცეპტორები. მესამე ტიპის არანორმალური ტრიქრომატია წარმოიქმნება, თუ ერთ-ერთი კონუსის ფოტორეცეპტორული უჯრედის ტიპი გაუმართავია.

აბერანტული ტრიქრომატია იყოფა სამ ტიპად კონუსის ფოტორეცეპტორების დეფექტის ტიპზე დაყრდნობით: დეიტერანომალია (დეფექტური მწვანე კონუსის ფოტორეცეპტორები), პროტანომალია (წითელი კონუსის დეფექტური ფოტორეცეპტორები) და ტრიტანომალია (დეფექტური ლურჯი კონუსის ფოტორეცეპტორები) ფოტორეცეპტორული უჯრედები.

პროტანები (პროტანომალია და პროტანოპია) და დეუტანები (დეიტერანომალია და დეიტერანოპია), საყოველთაოდ ცნობილი როგორც პროტანოპია, დალტონიზმის ყველაზე ტიპიური ტიპებია.

პროტანომალია, წითელი კონუსის უჯრედების სპექტრული მგრძნობელობის პიკები ლურჯად არის გადანაცვლებული, ხოლო მწვანე კონუსური უჯრედების მგრძნობელობის მაქსიმუმი წითლად არის გადაადგილებული. მწვანე და წითელი ფოტორეცეპტორების სპექტრული მგრძნობელობის წინააღმდეგობრივი მგრძნობელობის გამო, პაციენტებს არ შეუძლიათ განასხვავონ სხვადასხვა ფერები.

შემოთავაზებული PDMS-ზე დაფუძნებული 2D პლაზმური კონტაქტური ლინზის დამზადების პროცესის სქემატური დიაგრამა და (ბ) დამზადებული 2D მოქნილი პლაზმური კონტაქტური ლინზის რეალური სურათი.© Roostaei, N. and Hamidi, SM (2022)

მიუხედავად იმისა, რომ გაკეთდა ბევრი ღირებული სამუშაო დალტონიზმისთვის უგუნური მკურნალობის შემუშავებაში, რომელიც ეფუძნება ამ მდგომარეობის რამდენიმე სამედიცინო გზას, ცხოვრების წესის ძირითადი კორექტირება ღია დებატად რჩება. კომპიუტერები და მობილური მოწყობილობები წინა კვლევის თემებია.

შეღებილი სათვალეები ფერადი ფილტრებით საფუძვლიანად იქნა გამოკვლეული და, როგორც ჩანს, ფართოდ არის ხელმისაწვდომი გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების სამკურნალოდ.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს სათვალეები წარმატებით აუმჯობესებენ ფერთა აღქმას დალტონიკი ადამიანებისთვის, მათ აქვთ უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა მაღალი ფასი, მძიმე წონა და ნაყარი და სხვა მაკორექტირებელ სათვალეებთან ინტეგრაციის ნაკლებობა.

CVD კორექციისთვის, ახლახან გამოკვლეული იქნა კონტაქტური ლინზები, რომლებიც შემუშავებული იქნა ქიმიური პიგმენტების, პლაზმური მეტა ზედაპირის და პლაზმური ნანომასშტაბიანი ნაწილაკების გამოყენებით.

თუმცა, ამ კონტაქტურ ლინზებს მრავალი დაბრკოლება აწყდება, მათ შორის ბიოთავსებადობის ნაკლებობა, შეზღუდული გამოყენება, ცუდი სტაბილურობა, მაღალი ფასი და რთული წარმოების პროცესები.

წინამდებარე ნამუშევარი გვთავაზობს ორგანზომილებიან ბიოთავსებად და ელასტიურ პლაზმურ კონტაქტურ ლინზებს, რომელიც დაფუძნებულია პოლიდიმეთილსილოქსანზე (PDMS) დალტონიზმის კორექციისთვის, განსაკუთრებული აქცენტით ყველაზე გავრცელებულ დალტონიზმზე, დეიტეროქრომატიულ ანომალიაზე (წითელ-მწვანე) დალტონიზმზე.

PDMS არის ბიოთავსებადი, მოქნილი და გამჭვირვალე პოლიმერი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კონტაქტური ლინზების დასამზადებლად. ამ უვნებელი და ბიოთავსებადი ნივთიერება იპოვა სხვადასხვა გამოყენება ბიოლოგიურ, სამედიცინო და ქიმიურ ინდუსტრიებში.

ამ ნამუშევარში, PDMS-ისგან დამზადებული 2D ბიოთავსებადი და ელასტიური პლაზმური კონტაქტური ლინზები, რომლებიც იაფი და მარტივი დიზაინია, შემუშავდა ნანომასშტაბიანი ლითოგრაფიული მიდგომის გამოყენებით, და ტესტირებული იყო დეიტრონის კორექცია.

ლინზები დამზადებულია PDMS-ისგან, ჰიპოალერგიული, არასაშიში, ელასტიური და გამჭვირვალე პოლიმერისგან. ეს პლაზმური კონტაქტური ლინზა, პლაზმური ზედაპირის ბადის რეზონანსის (SLR) ფენომენზე დაფუძნებული, შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შესანიშნავი ფერის ფილტრი დეიტერონის ანომალიების გამოსასწორებლად.

შემოთავაზებულ ლინზებს აქვთ კარგი თვისებები, როგორიცაა გამძლეობა, ბიოთავსებადობა და ელასტიურობა, რაც მათ შესაფერისს ხდის დალტონიზმის კორექციისთვის.