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Ricercatori sfruttano la stampa 3D per la produzione di impianti oculari

L'innovazione dell'Università dell'East Anglia ha il potenziale per migliorare la produzione di impianti oculari universalmente utilizzati nella chirurgia della cataratta e della refrazione

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I ricercatori dell’Università dell’East Anglia hanno avanzato la tecnologia dei dispositivi oculari con l’introduzione di una nuova resina per la stampa 3D di dispositivi oculari intraoculari. Questa innovazione ha il potenziale per migliorare la produzione di impianti oculari universalmente utilizzati negli interventi di cataratta e refrattiva. L’articolo, intitolato “Stereolithographic Rapid Prototyping of Clear, Foldable, Non-refractive Intraocular Lens Designs: A Proof-of-Concept Study”, è stato pubblicato sulla rivista Current Eye Research.

Una lente intraoculare artificiale (IOL) è necessaria principalmente per le persone affette da cataratta, una condizione in cui il cristallino naturale dell’occhio diventa opaco, oscurando la vista. Possono anche essere utilizzati per correggere errori di rifrazione come miopia (miopia), ipermetropia (ipermetropia) e presbiopia (quando gli occhi perdono gradualmente la capacità di vedere chiaramente le cose da vicino, come parte normale dell’invecchiamento).

“Per la prima volta, abbiamo sviluppato una resina che può essere utilizzata per stampare direttamente dispositivi oculari”, ha affermato il dottor Aram Saeed, professore associato di tecnologie sanitarie presso la Scuola di Farmacia dell’UEA e autore principale dello studio. “Sebbene sia ancora nelle fasi iniziali, la capacità di stampare in 3D queste lenti potrebbe migliorare significativamente la cura degli occhi per i pazienti offrendo livelli senza precedenti di personalizzazione e precisione di progettazione, portando potenzialmente a risultati clinici migliori”.

Storicamente, le IOL sono state realizzate con una varietà di materiali, tra cui vetro e silicone, anche se più recentemente l’industria si è evoluta in modo significativo per utilizzare prevalentemente materiali acrilici. Attualmente l’acrilico idrofilo e idrofobo sono i materiali più comunemente utilizzati grazie alla loro eccellente chiarezza ottica, flessibilità, biocompatibilità con il corpo e per la loro stabilità e sicurezza all’interno dell’occhio.

I ricercatori dell’Università dell’East Anglia sfruttano la stampa 3D per migliorare la produzione di impianti oculari per interventi di cataratta e interventi di chirurgia refrattiva.
Immagini digitali che mostrano l’impianto di un dispositivo simile a una IOL stampata in un modello di sacco capsulare umano in vitro. L’inserimento dell’impianto nel sacco capsulare può essere visto nell’immagine (A). Una volta impiantato nel sacco capsulare, l’impianto ha recuperato la sua forma originale senza provocare alcuna deformazione in questa struttura (B).

Gli attuali metodi per realizzare le IOL utilizzano tecniche di tornitura e stampaggio. Sebbene questi metodi consentano la produzione di dispositivi ben progettati e di alta qualità ottica, presentano anche limitazioni intrinseche, in particolare in termini di complessità di progettazione e personalizzazione.

La stampa 3D potrebbe migliorare in modo significativo la produzione di dispositivi oculari, non solo migliorando la velocità e la precisione nella produzione, ma consentendo anche una maggiore complessità e personalizzazione nella progettazione. Il nostro documento di prova è il primo di una serie che descriverà nel dettaglio i nostri sviluppi in quest’area e porrà le basi per trasformare le pratiche di cura degli occhi a livello globale”, ha affermato il dottor Aram Saeed. “Il nostro lavoro combina la scienza dei materiali con la tecnologia sanitaria e richiede un vasto know-how nello sviluppo di questi tipi di dispositivi oculari. Mentre continuiamo a pubblicare le nostre scoperte e a condividere i nostri progressi, miriamo a essere in prima linea nel settore, lavorando con partner industriali e ricercatori in tutto il mondo per perfezionare e migliorare la tecnologia”.

Sebbene sia ancora nelle prime fasi di sviluppo, l’innovazione potrebbe potenzialmente presentare diversi vantaggi:

  • Lenti su misura: la stampa 3D potrebbe creare lenti personalizzate in base alla forma degli occhi e alle esigenze visive di ciascun paziente, migliorando potenzialmente la correzione e il comfort della vista.
  • Produzione più rapida: rispetto ai metodi tradizionali, la stampa 3D ha il potenziale per consentire progettazione, test e produzione di lenti più rapidi. Questa velocità potrebbe ridurre il tempo che intercorre tra la diagnosi e l’intervento chirurgico, fornendo cure più rapide ai pazienti.
  • Progetti complessi: la stampa 3D consente di creare lenti con forme complesse che in precedenza erano difficili da produrre. Questi progetti potrebbero affrontare meglio una gamma più ampia di problemi di vista.
  • Riduzione dei costi: utilizzando la stampa 3D, il costo di produzione di lenti personalizzate o di alta qualità può diminuire, rendendole più accessibili per un numero maggiore di pazienti, in particolare nelle regioni economicamente svantaggiate. Ciò potrebbe portare a risultati complessivamente migliori in termini di salute pubblica.
  • Compatibilità con l’imaging: i ricercatori sperano che la combinazione della stampa 3D con tecnologie di imaging avanzate in futuro possa aiutare a produrre lenti che si adattano in modo ottimale agli occhi dei singoli pazienti, riducendo la necessità di aggiustamenti o complicazioni dopo l’intervento chirurgico.
  • Innovazione dei materiali: la stampa 3D consente lo sviluppo di nuovi materiali con prestazioni ottiche migliorate. Ciò potrebbe portare alla realizzazione di lenti che non solo correggono la vista ma la migliorano anche.
I ricercatori dell’Università dell’East Anglia sfruttano la stampa 3D per migliorare la produzione di impianti oculari per interventi di cataratta e interventi di chirurgia refrattiva.
Illustrazione schematica della produzione di oggetti 3D simili a lenti senza f
unzione di rifrazione mediante stereolitografia. A questo scopo è stata
sviluppata e utilizzata una resina composta da monomeri di acrilato e reticolanti.

Lo studio ha scoperto che le lenti stampate in 3D hanno una buona chiarezza ottica e possono essere piegate e impiantate in un sacchetto capsulare umano.

“In caso di successo in ulteriori sviluppi, questa nuova tecnologia potrebbe trasformare il settore consentendo soluzioni di produzione portatili, particolarmente vantaggiose in aree remote ed economicamente svantaggiate”, ha affermato Michael Wormstone, professore emerito presso la Scuola di scienze biologiche dell’UEA e coautore dello studio . “Ha anche il potenziale per supportare la produzione di lenti premium personalizzate che potrebbero migliorare i risultati chirurgici in contesti sanitari più avanzati”.

Gli sforzi del team sono stati riconosciuti con l’assegnazione di un brevetto statunitense, assegnato a UEA Enterprise Limited, un’entità commerciale dell’università focalizzata sulla promozione dell’innovazione e sulla commercializzazione della ricerca.

I ricercatori dell’Università dell’East Anglia continuano a lavorare a stretto contatto con i partner industriali per perfezionare la tecnologia. Ad esempio, sono in corso ulteriori lavori per garantire che il processo funzioni accuratamente su scala più ampia e per aumentare la risoluzione di stampa per migliorare la precisione dimensionale. Si spera che gli studi clinici possano iniziare nei prossimi anni.

Il dottor Saeed e il professor Wormstone hanno una forte collaborazione con il dipartimento di oftalmologia dell’ospedale universitario di Norwich e Norfolk (NNUH), che apporta preziose intuizioni cliniche e approcci visionari al loro lavoro, sia con l’Università dell’East Anglia che con i membri dell’ospedale pionieristico Parco di ricerca di Norwich.

“Questa innovazione ha il potenziale per consentire la produzione di lenti che soddisfano le specifiche del paziente in termini di design e prestazioni ottiche”, ha affermato Anas Injarie, uno dei principali oculisti consulenti della NNUH con oltre 20 anni di esperienza. “Per i mercati premium, rappresenta un’entusiasmante possibilità di fornire trattamenti su misura che potrebbero aumentare la soddisfazione del paziente e il successo chirurgico”.

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