Исследователи из Университета Восточной Англии (University of East Anglia, UEA) разработали новую полимерную смолу, пригодную для 3D-печати интраокулярных устройств. Эта инновация может изменить производство глазных имплантатов, критически важных для катарактальной и рефракционной хирургии, за счет повышения уровня их персонализации и точности изготовления.

Понимание интраокулярных линз

Искусственный интраокулярный хрусталик (ИОЛ) обычно требуется пациентам с катарактой — состоянием, характеризующимся помутнением естественного хрусталика глаза и ухудшением зрения. ИОЛ также применяются для коррекции различных рефракционных нарушений, включая миопию (близорукость), гиперметропию (дальнозоркость) и пресбиопию (возрастную потерю способности к аккомодации).

Доктор Арам Саид (Dr. Aram Saeed), ведущий автор исследования и доцент кафедры медицинских технологий Школы фармации UEA, подчеркнул значимость этой разработки: «Впервые нам удалось создать смолу, пригодную для прямой печати офтальмологических устройств. Хотя технология находится на ранней стадии, возможность 3D-печати таких линз способна значительно улучшить офтальмологическую помощь, обеспечивая беспрецедентный уровень индивидуализации и точности дизайна, что потенциально приведет к лучшим клиническим исходам».

Исторический контекст производства ИОЛ

Исследование под названием «Стереолитографическое быстрое прототипирование прозрачных, складных, нерефракционных конструкций интраокулярных линз: доказательство концепции» было опубликовано в журнале Current Eye Research. Исторически ИОЛ изготавливались из различных материалов, включая стекло и силикон, однако современные разработки отдают предпочтение акриловым материалам благодаря их превосходной оптической прозрачности, гибкости, биосовместимости и стабильности внутри глаза.

Современные методы производства ИОЛ включают токарную обработку и литье, которые, несмотря на высокое качество готовых изделий, имеют ограничения в отношении сложности дизайна и возможности кастомизации. Доктор Саид отметил: «3D-печать может значительно усовершенствовать производство офтальмологических устройств, не только повышая скорость и точность изготовления, но и обеспечивая большую сложность и индивидуализацию дизайна».

Инновационные подходы в 3D-печати

Данное исследование, подтверждающее концепцию, стало первым в серии запланированных публикаций, подробно описывающих достижения команды. Доктор Саид продолжил: «Наша работа объединяет материаловедение с медицинскими технологиями и требует обширных знаний в области разработки офтальмологических устройств. Продолжая публиковать наши результаты и делиться достижениями, мы стремимся быть на переднем крае индустрии, работая с промышленными партнерами и исследователями по всему миру для совершенствования технологии».

Хотя инновация находится на ранней стадии, она имеет ряд потенциальных преимуществ:

Индивидуальные линзы: 3D-печать позволяет создавать линзы, адаптированные к форме глаза и зрительным потребностям каждого пациента, что потенциально улучшает коррекцию зрения и комфорт.

Более быстрое производство: По сравнению с традиционными методами, 3D-печать позволяет ускорить проектирование, тестирование и изготовление линз. Это может сократить время между диагностикой и операцией, обеспечивая более быстрое лечение пациентов.

Сложные конструкции: 3D-печать дает возможность создавать сложные формы линз, которые ранее было трудно изготовить. Такие конструкции могут лучше решать более широкий спектр проблем со зрением.

Снижение затрат: Использование 3D-печати может снизить себестоимость производства индивидуальных или высококачественных линз, делая их более доступными для большего числа пациентов, особенно в экономически неблагополучных регионах. Это может привести к улучшению общего общественного здоровья.

Совместимость с визуализацией: Исследователи надеются, что в будущем сочетание 3D-печати с передовыми технологиями визуализации поможет создавать линзы, оптимально подходящие для глаз каждого пациента, снижая потребность в послеоперационной коррекции или осложнениях.

Материальная инновация: 3D-печать позволяет разрабатывать новые материалы с улучшенными оптическими характеристиками. Это может привести к созданию линз, которые не только корректируют зрение, но и улучшают его.

Результаты доказательства концепции

Исследование показало, что напечатанные на 3D-принтере линзы обладают хорошей оптической прозрачностью, могут складываться и имплантироваться в человеческую капсулярную сумку. Соавтор исследования, профессор Майкл Уормстоун (Michael Wormstone), заслуженный профессор Школы биологических наук UEA, заявил: «В случае успеха в дальнейших разработках эта новая технология способна трансформировать индустрию, обеспечивая портативные производственные решения, что особенно полезно в отдаленных и экономически неблагополучных регионах. Она также имеет потенциал для производства высококачественных индивидуальных линз, которые могут улучшить хирургические результаты в более развитых медицинских учреждениях».

Усилия исследовательской группы были отмечены выдачей патента США, переданного UEA Enterprise Limited — коммерческому подразделению университета, ориентированному на развитие инноваций и коммерциализацию исследований. Исследователи UEA продолжают тесное сотрудничество с отраслевыми партнерами для совершенствования технологии. В настоящее время ведется дальнейшая работа для обеспечения точности процесса в большем масштабе и повышения разрешения печати для лучшей размерной точности.

Ожидается, что клинические испытания начнутся в ближайшие несколько лет. Доктор Саид и профессор Уормстоун поддерживают прочное партнерство с офтальмологическим отделением больницы Норвич и Нориджского университета (Norwich and Norfolk University Hospital, NNUH). Это сотрудничество обеспечивает ценные клинические идеи и перспективные подходы к работе, причем как UEA, так и больница являются членами новаторского Нориджского исследовательского парка (Norwich Research Park).

Мистер Анас Инджари (Mr. Anas Injarie), ведущий консультант-офтальмолог NNUH с более чем 20-летним опытом, выразил оптимизм в отношении инновации: «Эта инновация потенциально позволяет производить линзы, соответствующие индивидуальным характеристикам пациента с точки зрения дизайна и оптических характеристик. Для премиальных рынков это представляет захватывающую возможность предоставить персонализированное лечение, которое может повысить удовлетворенность пациентов и хирургический успех».

Источник: Stereolithographic Rapid Prototyping of Clear, Foldable, Non-refractive Intraocular Lens Designs: A Proof-of-Concept Study, Current Eye Research (2024). DOI: 10.1080/02713683.2024.2344164