聚焦3D打印眼镜:可根据个体角膜形状“量身定制”

3D打印新突破定制镜片配角膜

按照个体角膜外形“量身定制”,浮现不划定规矩镜面外形;3D打印已应用于多个医疗畛域

7月30日,北京同仁医院,视光核心副主任宋红欣在展现
3D打印的镜片。本版拍照/记者 王嘉宁

角膜“变形”患者未来可能戴上3D打印的定制眼镜。记者近日从北京同仁医院了解到,该院视光核心副主任宋红欣博士正测验考试哄骗3D打印技巧制造“自在曲面”的定制镜片。

一般镜片名义是圆滑的凹陷,“自在曲面”意味着突破这种划定规矩润滑面,浮现出不划定规矩的镜面外形,按照每个人的角膜外形,做到精准折射光泽、改正
眼力。3D打印镜片能准确吻合角膜外形,起到“量身定制”的后果。

这一灵感源自美国NASA自适应光学系统。星星会“眨眼”是常见的光学现象。因为大气湍流不竭变化,星星收回的光芒在穿过大气层时受到影响会时隐时现,影响天文观测。为抹平“噪点”,NASA将自适应光学系统用于天文望远镜——由可自在运动的多个小镜片组成一块大的变形镜,变形镜接受到系统发送的像差旌旗灯号后会自行调整镜面、改正
像差,让星星不“眨眼”。

3D打印眼镜,相当于一个减少的“变形镜”。其设计图来源于每名患者各自的角膜外形,打印机按照“舆图”,经由过程放射液体的方式,一层层地将完全吻合个体角膜外形的镜片打印进去。目前,宋红欣博士已初步完成自在曲面镜片的高精度制造。

传统镜片难解救
不划定规矩角膜

这一特殊眼镜,意在解决特殊人群的眼力妨碍——圆锥角膜是一种以高度不划定规矩远视散光和不合1眼力损害为特性的原发性角膜变性疾病,该病在人群中的病发率为1:2000,疾病一般开始于青春期,病发原因目前仍不明确。这一疾病带来的重大高阶像差,会让一般眼镜失去后果,角膜外伤、角膜炎、角膜移植等患者都可能发展出高阶像差,这一集体人数近百万。

“一般的角膜名义润滑凹陷,而他们的角膜坑坑洼洼,出现了良多不划定规矩的凹陷。”在同仁医院,宋红欣在纸上画出了重大高阶像差的角膜外形——一段弧形曲线,中央部分浮现出了海浪状的线条,像是本来润滑的温泉蛋一侧被挖出了润滑的小锯齿。

眼力正常的情形下,外界的光泽穿过角膜,在人类的视网膜上成像,形成准确的画面旌旗灯号。一般的远视人群因晶状体变形,光泽会萃在视网膜前,需求经由过程眼镜举行调整,将成像点后移,保持眼力清晰。而一旦出现重大高阶像差,意味着光泽在经由过程坑洼的角膜时,从各个不合1角度被折射、在晶状体中形成了混乱光轨,哪怕架上一副镜片,也没法转变其在眼球内的失序。这也是为什么一般眼镜没法解救
其眼力的原因。

若是3D打印的自在曲面眼镜成为现实,镜片就能够与角膜“同调”,经由过程调整不合1的光泽折射方向,让其在眼内有序成像。

宋红欣表示,传统制镜工艺未必不能做到这一点,但在个性化需求眼前
市场化变得不现实。每位患者角膜外形不合1,镜片的曲面也不合1,意味着每一片镜片都要独自模子、独自流水线制造,产物将是天价。3D打印的优势,在无需额定成本就能完成精致制造。

3D打印已涉足多个医疗畛域

3D打印的优势在医学畛域被以为有宽泛近景。早在9年前,我国就有医疗机构测验考试涉足这一畛域。

7月30日,同仁医院,宋红欣在检查3D打印的镜片。

2009年10月,北医三院骨科的两位专家在出国学术交流中见到了3D打印设备,意识到这种打印资料或能解决人工关节一直以来具有的问题。

其中一位骨科专家蔡宏说明,人体骨骼结构天然具有良多孔隙,若是金属名义能仿照其拥有渺小且完全连通的孔隙,人的骨头就能长入孔隙中,让植入物更牢固。但传统人工关节经由过程模具铸造消费,很难在金属名义再完成一层准确的渺小孔隙涂层。相比之下,3D打印是电脑建模,经由过程粉末冶金方式制造,能更灵敏

伶牙俐齿地设计消费带精密孔隙结构的人工关节。

那年起,北医三院着手举行脊柱外科的3D打印植入物研讨。2015年7月,该院研收回的我国首个3D打印人体植入物获CFDA注册同意,让3D打印髋关节进入“量产”时代。次年,3D打印椎体假体、椎间融合器获得CFDA注册同意,使我国在3D打印骨外科畛域处于国际领先地位。

这只是3D打印在医疗畛域的应用案例之一。

去年9月,北大口腔医院牵头的重点项目3D打印种植牙完成植物实行,进入临床试验阶段。该技巧一旦宽泛应用,将省去用骨资料填补骨与植入体之间的空隙这一步骤,下降手术难度,让更多患者能够受益。

在国外,研讨人员开收回了能够随着儿童的成长而小我私家调治的3D打印心脏支架,避免了在成长过程中需求二次手术改换植入物的需求。对人造心脏等人体器官的3D打印研讨,也一直备受关注。

技巧困难
和成果转化问题待解

近景灼烁,道路坎坷。3D打印在临床上的落地仍面对不少技巧困难
。从坚硬的骨骼到柔嫩复杂的人体内脏,人们但愿3D打印能带来更多治疗突破,然而,现有的3D打印心脏售价昂贵,只能跳动半个小时,3D打印韧带、肌腱、软骨组织等仍停留在形似阶段,功能性还没法完成。

在光学畛域,3D打印面对的是一片处女地。

“3D打印的核心之一在于资料,我们如今仍在寻觅适合的光学资料。”宋红欣先容,他们已经初步完成了自在曲面镜片的高精度制造,加工成本较传统方法下降10倍以上。但因为经验不足,资料上的难点仍待突破,他们如今使用的光敏资料在固化中会发生形变,影响折射后果。

此外,他等候在成果转化过程中,能获得更多法律、市场等业余畛域的支持。

记者了解到,近年来,科技成果转化日趋
受到重视。2016年4月,国务院发布《关于印发促进科技成果转移转化举动方案》;同年9月,原国家卫生计生委发布《关于加强卫生与衰弱科技成果转移转化工作的指导定见》,提出科技成果转移转化是卫生与衰弱科技创新的重要内容,对推进“衰弱中国”建设具有重要意义。

宋红欣但愿,将来我国也能建立相关成果转化机制,让金融、法律等业余人士加入,以提高医疗创新成果转化效率,下降产业化风险。


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