增材新视窗 | 研究人员用3D打印制造可以矫正色盲的着色镜片，比传统眼镜更具选择性

导读：先天性色觉障碍（CVD）通常称为色盲，他们不能分辨自然光谱中的各种颜色或某种颜色。可以概括为，这种疾病限制了眼中三个视网膜锥体（光感受器），传递整个颜色光谱的能力，最常见是红绿色的色盲。虽然目前，可以通过佩戴有色眼镜可以帮助他们纠正视力，但它们往往不能针对个性化需求而定制。因此，人们正通过非常适用于以上需求的3D打印技术进行研究。

△3D打印色觉障碍眼镜。A) 眼镜的CAD模型，B) 通过切片模型准备G代码， C) 打印在构建板上的3D打印镜片照片，D) 框架的CAD模型，E) 通过切片模型准备G代码，F) 3D打印框架照片

阿布扎比哈利法科技大学（KU）的一个研究小组，希望通过3D打印技术，来帮助人们获得更加准确的个性化解决方案。

概况的说，研究人员混合了两种波长过滤染料的透明树脂，为他们的3D打印透镜着色。一种染料为红绿色患者阻挡不需要的波长，而另一种染料为黄蓝色患者过滤不需要的波长。

该论文的研究者指出：“迄今为止，可以治疗CVD的方法还没有被开发出来，诸如基因治疗等治疗课程还没有在人类身上应用。因此，患者选择可穿戴的视觉辅助工具，如有色眼镜或隐形眼镜，通过过滤掉蓝黄（440-500纳米）和红绿（540-580纳米）使得CVD患者能够区分颜色。”

利用3D打印的可定制优势

虽然3D打印镜片（即使是用染料染色来矫正色盲的镜片）肯定不是什么新想法，但通过该技术制造定制的色盲矫正眼镜，该团队认为，可以为色盲人士定制更舒适的选择，例如区分某些色调和颜色。

机械工程副教授Haider Butt博士说：“针对为CVD患者定制特别的眼镜仍然是一个挑战，尽管该研究可以显著提升市场上的CVD可穿戴设备和材料性能。”

△色觉缺陷个体感知的图像表示。A)正常视力个体和不同色觉缺陷个体，看到的彩色材料照片 B) 红色盲，C) 绿色弱视，D)蓝色盲

该团队将两种不同的染料混合到透明树脂中，以构建3D打印镜片，一种用于阻挡红绿色患者不需要的波长，另一种用于黄蓝色患者，并采用Prusa SL1S SPEED 3D打印机，以0.5%、1%和1.5%的浓度的浓度将它们分别打印出来。

然后，志愿者对这两种CVD镜片进行了测试，发现与市售的矫正镜片相比，它们在舒适度和视力改善方面都是有益的。KU团队还使用SOLIDWORKS和3D打印技术来优化镜框，这样做的好处是，尽可能的让这些特殊眼镜接近普通眼镜。

△优化制造工艺后的打印参数

优化制造工艺

根据早些时候，对CVD的管理和纠正方法研究表明，在使用染料时可能会发生浸出和毒性问题。KU团队采取了预防措施，以确保这种情况不会发生，他们首先检查了染料的稳定性。3D打印的眼镜在水中存放了一个多星期，在此期间没有染料渗漏到水中，这意味着眼镜是稳定的，可以长期使用。另一项测试包括将眼镜在环境条件下再放置一周，它们再次证明了其稳定性，以及灵活性和强度。研究人员在对眼镜进行弯曲和折叠时，也发现其具有良好的耐久性。