软骨科透镜的设计和3D打印
Baijun Li1, Meiqing Guo1,2,3,4, Xiaojun Wang1,2,3,4
1Institute of Applied Mechanics, College of Aeronautics and Astronautics, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China.
ACS applied materials & interfaces
|May 15, 2025
概括
软骨透镜 (OK) 镜头为近视控制提供了更好的舒适性和调节性质. 这项研究证明了它们的可行性,显示出与商业镜片相比的角膜变形.
科学领域:
- 眼科医生 眼科 眼科
- 生物材料科学 生物材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 硬直皮质透镜 (OK) 对于近视控制是有效的,但有局限性,包括不适和不一致的疗效.
- 现有的商业OK镜头具有高弹性模量 (2.7GPa),可能超过角膜变形的最佳水平.
- 需要改进OK镜片的材料和设计,以提高近视管理的舒适性和可预测性.
研究的目的:
- 通过有限元建模,研究OK镜头机械特性与角膜顶部位移之间的关系.
- 提出并制造使用水凝材料的新型软OK镜片,以舒适有效地控制近视.
- 评估开发的软OK镜片的性能和生物相容性.
主要方法:
- 使用有限元建模分析了OK透镜弹性模块对角膜变形的影响.
- 软OK镜头是使用两步3D打印技术和专门的生物油墨配方制造的.
- 评估了印刷镜片的机械性能 (弹性模量),光学特性和生物相容性.
- 通过使用猪角膜模型来测量角膜变形来验证有效性.
主要成果:
- 有限元分析表明,具有弹性模量超过9MPa的软OK镜头可以实现所需的角膜变形 (15-20μm).
- 3D打印的软OK镜头表现出可调节的弹性模量 (33-535 MPa),高光传导率,光滑表面和出色的生物相容性.
- 软OK镜头在猪模型中显示出显著的角膜变形,与商业镜头相似,证实了它们的有效性.
结论:
- 由水凝材料制造的软OK镜头是近视控制的可行和舒适的替代方案.
- 该研究验证了3D打印的可行性,用于生产具有定制机械性能的定制软OK镜头.
- 这些发现支持下一代软OK镜片的开发,以改善患者舒适度和近视管理结果.
