Lentes de contacto de plasma biocompatibles bidimensionales para la corrección del daltonismo

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En un estudio reciente publicado en la revista Scientific Reports, se fabricaron lentes de contacto plasmónicos elásticos y biocompatibles bidimensionales utilizando polidimetilsiloxano (PDMS).
Investigación: lentes de contacto de plasma biocompatibles bidimensionales para la corrección del daltonismo. Crédito de la imagen: Sergey Ryzhov/Shutterstock.com
Aquí, se diseñó y probó un diseño básico económico para corregir el daltonismo rojo-verde basado en nanolitografía suave.
La percepción humana del color se deriva de tres células fotorreceptoras en forma de cono, conos largos (L), medianos (M) y cortos (S), que son esenciales para ver los tonos rojos, verdes y azules, con una sensibilidad espectral máxima de 430 , 530 y 560 nm, respectivamente.

película de color de lentes de contacto
El daltonismo, también conocido como deficiencia de la visión del color (CVD), es una enfermedad ocular que dificulta la detección e interpretación de diferentes colores por parte de tres células fotorreceptoras que funcionan en la visión normal y operan de acuerdo con su sensibilidad espectral máxima. Esta enfermedad ocular, que puede ser constrictivo o genético, es causado por una pérdida o defecto en las células fotorreceptoras del cono.
Figura 1. (a) Diagrama esquemático del proceso de fabricación de la lente basada en PDMS propuesta, (b) imágenes de la lente basada en PDMS fabricada y (c) inmersión de la lente basada en PDMS en solución de oro HAuCl4 3H2O para diferentes tiempos de incubación .© Roostaei, N. y Hamidi, SM (2022)
El dicroísmo ocurre cuando uno de los tres tipos de células fotorreceptoras de cono está completamente ausente;y se clasifica como proteoftalmía (sin fotorreceptores de cono rojo), deuteranopía (sin fotorreceptores de cono verde) o daltonismo tricromático (falta de fotorreceptores de cono azul).
La monocromaticidad, la forma menos común de daltonismo, se caracteriza por la ausencia de al menos dos tipos de células fotorreceptoras de cono.
Los monocromáticos son completamente daltónicos (daltónicos) o solo tienen fotorreceptores de cono azul. Un tercer tipo de tricromacia anormal ocurre si uno de los tipos de células fotorreceptoras de cono no funciona correctamente.
La tricromacia aberrante se divide en tres tipos según el tipo de defecto del fotorreceptor de cono: deuteranomalía (fotorreceptores de cono verde defectuosos), protanomalía (fotorreceptores de cono rojo defectuosos) y tritanomalía (fotorreceptores de cono azul defectuosos) células fotorreceptoras).
Los protanos (protanomalía y protanopia) y los deutanos (deuteranomalía y deuteranopia), comúnmente conocidos como protanopia, son los tipos más típicos de daltonismo.
Protanomalía, los picos de sensibilidad espectral de los conos rojos se desplazan hacia el azul, mientras que los máximos de sensibilidad de los conos verdes se desplazan hacia el rojo. Debido a las sensibilidades espectrales en conflicto de los fotorreceptores verdes y rojos, los pacientes no pueden distinguir los diferentes tonos.
Figura 2. (a) Diagrama esquemático del proceso de fabricación de la lente de contacto plasmónica 2D basada en PDMS propuesta y (b) imagen real de la lente de contacto plasmónica flexible 2D fabricada. © Roostaei, N. y Hamidi, SM (2022)
Si bien ha habido mucho trabajo valioso en el desarrollo de tratamientos infalibles para el daltonismo basados ​​en varias vías médicas para esta afección, los cambios importantes en el estilo de vida siguen siendo un debate abierto. Terapia génica, lentes polarizados, lentes, filtros ópticos, lentes optoelectrónicos y mejoras en las computadoras y los dispositivos móviles son temas tratados en investigaciones anteriores.
Los lentes polarizados con filtros de color se han investigado exhaustivamente y parecen estar ampliamente disponibles para el tratamiento de las ECV.
Si bien estos anteojos logran aumentar la percepción del color para las personas daltónicas, tienen desventajas como el alto precio, el gran peso y el volumen, y la falta de integración con otros anteojos correctivos.
Para la corrección de ECV, recientemente se han investigado lentes de contacto desarrollados con pigmentos químicos, metasuperficies plasmónicas y partículas a nanoescala plasmónica.
Sin embargo, estas lentes de contacto enfrentan muchos obstáculos, incluida la falta de biocompatibilidad, uso limitado, poca estabilidad, alto precio y procesos de producción complejos.
El presente trabajo propone lentes de contacto bidimensionales biocompatibles y elásticas plasmónicas a base de polidimetilsiloxano (PDMS) para la corrección del daltonismo, con especial énfasis en el daltonismo más común, el daltonismo por anomalía deuterocromática (rojo-verde).
El PDMS es un polímero biocompatible, flexible y transparente que se puede usar para fabricar lentes de contacto. Esta sustancia inofensiva y biocompatible ha encontrado una variedad de usos en las industrias biológica, médica y química.
Figura 3. Ilustración esquemática de una lente de contacto plasmónica 2D simulada basada en PDMS.© Roostaei, N. y Hamidi, SM (2022)
En este trabajo, se desarrollaron lentes de contacto plasmónicos elásticos y biocompatibles 2D hechos de PDMS, que son económicos y fáciles de diseñar, utilizando un enfoque de litografía a nanoescala suave, y se probó la corrección de deuterones.
Las lentes están hechas de PDMS, un polímero hipoalergénico, no peligroso, elástico y transparente. Esta lente de contacto plasmónica, basada en el fenómeno de resonancia de red de superficie plasmónica (SLR), se puede utilizar como un excelente filtro de color para corregir anomalías de deuterón.
Los lentes propuestos tienen buenas propiedades como durabilidad, biocompatibilidad y elasticidad, haciéndolos adecuados para aplicaciones de corrección de daltonismo.
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