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In un recente studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports, sono state fabbricate lenti a contatto plasmoniche bidimensionali biocompatibili ed elastiche utilizzando polidimetilsilossano (PDMS).
Ricerca: lenti a contatto al plasma biocompatibili bidimensionali per la correzione del daltonismo. Credito immagine: Sergey Ryzhov/Shutterstock.com
Qui, un progetto di base economico per correggere il daltonismo rosso-verde è stato progettato e testato sulla base di una lieve nanolitografia.
La percezione del colore umano è derivata da tre cellule fotorecettrici a forma di cono, coni lunghi (L), medi (M) e corti (S), che sono essenziali per vedere le tonalità rosse, verdi e blu, con una sensibilità spettrale massima di 430 , 530 e 560 nm, rispettivamente.
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Il daltonismo, noto anche come deficit della visione dei colori (CVD), è una malattia dell'occhio che ostacola il rilevamento e l'interpretazione di colori diversi da parte di tre cellule fotorecettrici che funzionano nella visione normale e operano secondo i loro massimi di sensibilità spettrale. Questa malattia dell'occhio, che può essere costrittivo o genetico, è causato da una perdita o un difetto nelle cellule dei fotorecettori del cono.
Figura 1. (a) Diagramma schematico del processo di fabbricazione dell'obiettivo basato su PDMS proposto, (b) immagini dell'obiettivo basato su PDMS fabbricato e (c) immersione dell'obiettivo basato su PDMS in una soluzione d'oro HAuCl4 3H2O per diversi tempi di incubazione .© Roostaei, N. e Hamidi, SM (2022)
Il dicroismo si verifica quando uno dei tre tipi cellulari di fotorecettori a cono è completamente assente;ed è classificato come proteoftalmia (senza fotorecettori a cono rosso), deuteranopia (senza fotorecettori a cono verde) o daltonismo tricromatico (mancanza di fotorecettori a cono blu).
La monocromaticità, la forma meno comune di daltonismo, è caratterizzata dall'assenza di almeno due tipi cellulari di fotorecettori a cono.
I monocromatici sono completamente daltonici (daltonici) o hanno solo fotorecettori a cono blu. Un terzo tipo di tricromia anormale si verifica se uno dei tipi di cellule di fotorecettori a cono non funziona correttamente.
La tricromia aberrante è suddivisa in tre tipi in base al tipo di difetto dei fotorecettori del cono: deuteranomali (fotorecettori a cono verde difettosi), protanomali (fotorecettori a cono rosso difettosi) e tritanomali (fotorecettori a cono blu difettosi).
I protani (protanomalia e protanopia) e i deutani (deuteranomalia e deuteranopia), comunemente noti come protanopia, sono i tipi più tipici di daltonismo.
Protanomalia, i picchi di sensibilità spettrale dei coni rossi sono spostati verso il blu, mentre i massimi di sensibilità dei coni verdi sono spostati verso il rosso. A causa delle sensibilità spettrali contrastanti dei fotorecettori verdi e rossi, i pazienti non possono distinguere le diverse tonalità.
Figura 2. (a) Diagramma schematico del processo di fabbricazione della lente a contatto plasmonica 2D basata su PDMS proposta e (b) immagine reale della lente a contatto plasmonica flessibile 2D fabbricata. © Roostaei, N. e Hamidi, SM (2022)
Sebbene sia stato svolto molto lavoro prezioso nello sviluppo di trattamenti infallibili per il daltonismo basati su diverse strade mediche per questa condizione, i principali adeguamenti dello stile di vita rimangono un dibattito aperto. Terapia genica, occhiali colorati, lenti, filtri ottici, occhiali optoelettronici e miglioramenti su computer e dispositivi mobili sono argomenti trattati nella ricerca precedente.
Gli occhiali colorati con filtri colorati sono stati studiati a fondo e sembrano essere ampiamente disponibili per il trattamento delle malattie cardiovascolari.
Sebbene questi occhiali riescano ad aumentare la percezione del colore per le persone daltoniche, presentano degli svantaggi come il prezzo elevato, il peso elevato e l'ingombro e la mancanza di integrazione con altri occhiali correttivi.
Per la correzione CVD, sono state recentemente studiate lenti a contatto sviluppate utilizzando pigmenti chimici, metasuperfici plasmoniche e particelle plasmoniche su nanoscala.
Tuttavia, queste lenti a contatto devono affrontare molti ostacoli, tra cui mancanza di biocompatibilità, uso limitato, scarsa stabilità, prezzo elevato e processi di produzione complessi.
Il presente lavoro propone lenti a contatto plasmoniche bidimensionali biocompatibili ed elastiche a base di polidimetilsilossano (PDMS) per la correzione del daltonismo, con particolare enfasi sul daltonismo più comune, il daltonismo con anomalia deuterocromatica (rosso-verde).
Il PDMS è un polimero biocompatibile, flessibile e trasparente che può essere utilizzato per realizzare lenti a contatto. Questa sostanza innocua e biocompatibile ha trovato una varietà di usi nelle industrie biologiche, mediche e chimiche.
Figura 3. Illustrazione schematica di una lente a contatto plasmonica 2D simulata basata su PDMS. © Roostaei, N. e Hamidi, SM (2022)
In questo lavoro, sono state sviluppate lenti a contatto plasmoniche 2D biocompatibili ed elastiche in PDMS, poco costose e di facile progettazione, utilizzando un approccio litografia lieve su nanoscala ed è stata testata la correzione del deuterone.
Le lenti sono realizzate in PDMS, un polimero ipoallergenico, non pericoloso, elastico e trasparente. Questa lente a contatto plasmonica, basata sul fenomeno della risonanza reticolare superficiale plasmonica (SLR), può essere utilizzata come un ottimo filtro colore per correggere le anomalie del deuterone.
Le lenti proposte hanno buone proprietà come durabilità, biocompatibilità ed elasticità, che le rendono adatte per applicazioni di correzione del daltonismo.
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Tempo di pubblicazione: 12-aprile-2022
