रंग अंधापन सुधार के लिए द्वि-आयामी जैव-संगत प्लाज्मा संपर्क लेंस

जर्नल साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित एक हालिया अध्ययन में, पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) का उपयोग करके द्वि-आयामी बायोकंपैटिबल और इलास्टिक प्लास्मोनिक कॉन्टैक्ट लेंस तैयार किए गए थे।

अनुसंधान: रंग अंधापन सुधार के लिए द्वि-आयामी जैव-संगत प्लाज्मा संपर्क लेंस।

यहां, हल्के नैनोलिथोग्राफी के आधार पर रेड-ग्रीन कलर ब्लाइंडनेस को ठीक करने के लिए एक सस्ती बुनियादी डिजाइन डिजाइन और परीक्षण किया गया था।

मानव रंग धारणा तीन शंकु के आकार के फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं से ली गई है, लंबी (एल), मध्यम (एम), और छोटी (एस) शंकु, जो लाल, हरे और नीले रंग के टन को देखने के लिए आवश्यक हैं, अधिकतम वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के साथ 430 , 530 और 560 एनएम, क्रमशः।

कलर ब्लाइंडनेस, जिसे कलर विजन डेफिशिएंसी (सीवीडी) के रूप में भी जाना जाता है, एक नेत्र रोग है जो तीन फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं द्वारा विभिन्न रंगों की पहचान और व्याख्या में बाधा उत्पन्न करता है जो सामान्य दृष्टि में कार्य करते हैं और उनकी वर्णक्रमीय संवेदनशीलता मैक्सिमा के अनुसार काम करते हैं। यह नेत्र रोग, जो हो सकता है शंकु फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं में हानि या दोष के कारण होता है।

प्रस्तावित PDMS-आधारित लेंस की निर्माण प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख, (b) गढ़े हुए PDMS-आधारित लेंस की छवियां, और (c) विभिन्न ऊष्मायन समय के लिए HAuCl4 3H2O गोल्ड सॉल्यूशन में PDMS-आधारित लेंस का विसर्जन। © Roostaei, एन. और हमीदी, एसएम (2022)

द्वैतवाद तब होता है जब तीन शंकु फोटोरिसेप्टर सेल प्रकारों में से एक पूरी तरह से अनुपस्थित होता है;और इसे प्रोटीओफ्थेल्मिया (कोई लाल शंकु फोटोरिसेप्टर नहीं), ड्यूटेरानोपिया (कोई हरा शंकु फोटोरिसेप्टर नहीं), या ट्राइक्रोमैटिक कलर ब्लाइंडनेस (नीले शंकु फोटोरिसेप्टर की कमी) के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

मोनोक्रोमैटिकिटी, रंग अंधापन का कम से कम सामान्य रूप, कम से कम दो शंकु फोटोरिसेप्टर सेल प्रकारों की अनुपस्थिति की विशेषता है।

मोनोक्रोमैटिक्स या तो पूरी तरह से कलरब्लाइंड (कलरब्लाइंड) होते हैं या केवल नीले शंकु फोटोरिसेप्टर होते हैं। एक तीसरे प्रकार की असामान्य ट्राइक्रोमेसी तब होती है जब शंकु फोटोरिसेप्टर सेल प्रकार की खराबी में से एक होता है।

एबरैंट ट्राइक्रोमेसी को शंकु फोटोरिसेप्टर दोष के प्रकार के आधार पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: ड्यूटेरानोमाली (दोषपूर्ण हरे शंकु फोटोरिसेप्टर), प्रोटोनोमाली (दोषपूर्ण लाल शंकु फोटोरिसेप्टर), और ट्रिटानोमाली (दोषपूर्ण नीला शंकु फोटोरिसेप्टर) फोटोरिसेप्टर कोशिकाएं)।

प्रोटान (प्रोटानोमली और प्रोटानोपिया) और ड्यूटान्स (ड्यूटेरोनोमाली और ड्यूटेरानोपिया), जिन्हें आमतौर पर प्रोटानोपिया के रूप में जाना जाता है, रंग अंधापन के सबसे विशिष्ट प्रकार हैं।

प्रोटोनोमाली, लाल शंकु कोशिकाओं की वर्णक्रमीय संवेदनशीलता चोटियों को नीला-शिफ्ट किया जाता है, जबकि हरे शंकु कोशिकाओं की संवेदनशीलता मैक्सिमा लाल-शिफ्ट की जाती है। हरे और लाल फोटोरिसेप्टर की परस्पर विरोधी वर्णक्रमीय संवेदनशीलता के कारण, रोगी अलग-अलग रंगों में अंतर नहीं कर सकते हैं।

प्रस्तावित पीडीएमएस-आधारित 2डी प्लास्मोनिक कॉन्टैक्ट लेंस की निर्माण प्रक्रिया का योजनाबद्ध आरेख, और (बी) फैब्रिकेटेड 2डी फ्लेक्सिबल प्लास्मोनिक कॉन्टैक्ट लेंस की वास्तविक छवि। © रूस्तई, एन। और हमीदी, एसएम (2022)

जबकि इस स्थिति के लिए कई चिकित्सा तरीकों के आधार पर कलर ब्लाइंडनेस के लिए फुलप्रूफ उपचार विकसित करने में बहुत मूल्यवान काम किया गया है, प्रमुख जीवनशैली समायोजन एक खुली बहस बनी हुई है। जीन थेरेपी, रंगा हुआ चश्मा, लेंस, ऑप्टिकल फिल्टर, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक चश्मा, और संवर्द्धन कंप्यूटर और मोबाइल डिवाइस पिछले शोध में शामिल विषय हैं।

रंगीन फिल्टर के साथ रंगा हुआ चश्मा पूरी तरह से शोध किया गया है और सीवीडी उपचार के लिए व्यापक रूप से उपलब्ध है।

हालांकि ये चश्मा कलरब्लाइंड लोगों के लिए रंग धारणा को बढ़ाने में सफल हैं, लेकिन उनके पास उच्च कीमत, भारी वजन और थोक, और अन्य सुधारात्मक चश्मे के साथ एकीकरण की कमी जैसे नुकसान हैं।

सीवीडी सुधार के लिए, रासायनिक रंगद्रव्य, प्लास्मोनिक मेटासर्फ्स और प्लास्मोनिक नैनोस्केल कणों का उपयोग करके विकसित किए गए संपर्क लेंस की हाल ही में जांच की गई है।

हालांकि, इन कॉन्टैक्ट लेंसों को कई बाधाओं का सामना करना पड़ता है, जिनमें बायोकम्पैटिबिलिटी की कमी, सीमित उपयोग, खराब स्थिरता, उच्च कीमत और जटिल उत्पादन प्रक्रियाएं शामिल हैं।

वर्तमान कार्य में कलर ब्लाइंडनेस सुधार के लिए पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) पर आधारित द्वि-आयामी बायोकंपैटिबल और इलास्टिक प्लास्मोनिक कॉन्टैक्ट लेंस का प्रस्ताव है, जिसमें सबसे आम कलर ब्लाइंडनेस, ड्यूटेरोक्रोमैटिक एनोमली (रेड-ग्रीन) कलर ब्लाइंडनेस पर विशेष जोर दिया गया है।

PDMS एक जैव-संगत, लचीला और पारदर्शी बहुलक है जिसका उपयोग कॉन्टैक्ट लेंस बनाने के लिए किया जा सकता है। इस हानिरहित और जैव-संगत पदार्थ को जैविक, चिकित्सा और रासायनिक उद्योगों में कई तरह के उपयोग मिले हैं।

इस काम में, PDMS से बने 2D बायोकंपैटिबल और इलास्टिक प्लास्मोनिक कॉन्टैक्ट लेंस, जो कि सस्ते और डिजाइन के लिए सीधे हैं, एक हल्के नैनोस्केल लिथोग्राफी दृष्टिकोण का उपयोग करके विकसित किए गए थे, और ड्यूटेरॉन सुधार का परीक्षण किया गया था।

लेंस PDMS, एक हाइपोएलर्जेनिक, गैर-खतरनाक, लोचदार और पारदर्शी बहुलक से बने होते हैं। प्लास्मोनिक सतह जाली अनुनाद (एसएलआर) की घटना पर आधारित यह प्लास्मोनिक संपर्क लेंस, ड्यूटेरॉन विसंगतियों को ठीक करने के लिए एक उत्कृष्ट रंग फिल्टर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

प्रस्तावित लेंसों में स्थायित्व, जैव-संगतता और लोच जैसे अच्छे गुण हैं, जो उन्हें रंग अंधापन सुधार अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।