В апреле 2023 года в журнале Macromolecular Materials and Engineering были опубликованы результаты исследования, проведенного учеными Университета Халифы (Объединенные Арабские Эмираты). Научная группа, включавшая Ахмеда Салиха (Ahmed Salih) и Хайдера Батта (Haider Butt), создала контактные линзы, способные фильтровать свет для улучшения восприятия цветов у пациентов с дальтонизмом. Изделия были изготовлены с применением технологий 3D-печати и экономически доступного красителя.
Цветовая слепота (дальтонизм) — наследственное заболевание, не имеющее известных методов излечения. Оно затрудняет различие между цветами, оттенками и яркостью. Патология чаще встречается у мужчин: ее распространенность составляет два случая на 100 человек. Люди с дальтонизмом сталкиваются с трудностями в повседневной жизни — при выборе продуктов и одежды, распознавании транспортных сигналов, оценке изменений цвета кожи. Ряд профессий, требующих цветоразличения (дизайнеры, пилоты, врачи), также становятся малодоступными для таких пациентов.
Человеческий глаз воспринимает электромагнитные волны в диапазоне 400–700 нм — видимый спектр. Колбочки (фоторецепторы) отвечают за распознавание синего, зеленого и красного света; остальные цвета определяются комбинацией двух или более типов колбочек. При дальтонизме фоторецепторы отсутствуют или дефектны, что приводит к искажению или невозможности различать определенные цвета. Для коррекции этого состояния часто используют тонированные очки или контактные линзы, которые отфильтровывают проблемные длины волн, делая цвета более различимыми. По словам Ахмеда Салиха, данный подход работает за счет поглощения света с определенной длиной волны. Однако такие средства могут быть дорогостоящими и не всегда позволяют пациентам успешно пройти тесты на цветовосприятие.
Чтобы преодолеть эти ограничения, команда из Университета Халифы применила альтернативный метод производства линз для дальтонизма, сохраняющий высокое качество и функциональность при снижении себестоимости. Для создания линз использовался биосовместимый гидрогель — материал, образующий твердую сетку, удерживающую воду. В состав был добавлен розовый краситель, поглощающий свет в проблемном для красно-зеленого дальтонизма диапазоне волн. Формование линз выполнялось с помощью технологии масковой стереолитографической 3D-печати (MSLA), которая позволяет быстро и качественно изготавливать изделия с низкими затратами. Как отметил Батт, по сравнению с традиционными методами производства (термоформование и литье под давлением), 3D-печать менее трудоемка в постобработке, значительно эффективнее при массовом выпуске и дает возможность легко индивидуализировать линзы для лечения различных офтальмологических заболеваний.
После печати исследователи измерили светопропускание розовых линз и подтвердили их способность блокировать излучение в диапазоне 525–575 нм — области поглощения розового красителя. Было также показано, что фильтрующие свойства сохраняются с течением времени, даже при хранении в воде или стандартных растворах для одноразовых контактных линз.
При сравнении с коммерческой моделью для коррекции красно-зеленого дальтонизма розовые линзы продемонстрировали сходное снижение светопропускания и водоудержания. При этом использованный розовый краситель оказался в 700 раз дешевле, чем краситель в коммерческих линзах. Дополнительными преимуществами розового красителя стали повышение механической прочности и улучшение смачиваемости поверхности линзы, что способствует профилактике дегидратации и накопления липидов и белков (обычно вызывающих дискомфорт и затуманивание зрения).
Биобезопасность розовых линз была проверена на культуре клеток кожи человека — токсического действия не выявлено, поверхность линз в целом гладкая (хотя отмечена некоторая шероховатость в точках контакта с опорными структурами для печати). Салих указал, что для проведения клинических испытаний необходимо дополнительно изучить такие свойства, как кислородная проницаемость и уровень отложения белков.
Источник: Saba Hittini et al., Fabrication of 3D-Printed Contact Lenses and Their Potential as Color Blindness Ocular Aids, Macromolecular Materials and Engineering (2023). DOI: 10.1002/mame.202200601
