Piattaforma di stampa 3D per la creazione di lenti a contatto personalizzate / 3D printing platform creates custom contact lenses

Piattaforma di stampa 3D per la creazione di lenti a contatto personalizzate / 3D printing platform creates custom contact lenses

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori dell'Università di Waterloo, in Canada, hanno sviluppato una piattaforma di stampa 3D in grado di produrre lenti a contatto personalizzate per ogni paziente in circa 20 minuti.

Questa tecnologia combina un materiale siliconico di nuova concezione con un software di progettazione personalizzato e tecniche di produzione additiva per creare lenti a contatto su misura per la forma dell'occhio di ciascun paziente. Il lavoro è descritto in dettaglio nella rivista Materials & Design.

Le lenti a contatto convenzionali sono generalmente prodotte in una gamma limitata di misure e geometrie standard, anziché essere personalizzate per ogni singolo portatore. Sebbene questi prodotti soddisfino le esigenze di molti utenti, i pazienti con cornee di forma irregolare spesso necessitano di lenti a contatto rigide, pertanto ottenere un adattamento adeguato può richiedere diverse visite cliniche nell'arco di settimane o mesi.

I ricercatori del Dipartimento di Chimica dell'Università di Waterloo hanno sviluppato una piattaforma di produzione digitale per semplificare questo processo, consentendo la progettazione e la produzione di lenti personalizzate in un unico appuntamento.

"Siamo entusiasti di questo lavoro perché ci avvicina alla realizzazione di lenti a contatto veramente personalizzate", ha dichiarato in un comunicato la dottoressa Shirley Tang, professoressa presso il Dipartimento di Chimica dell'Università di Waterloo. "La nostra tecnologia produce lenti con superfici specifiche per ogni paziente, garantendo un adattamento preciso e offrendo al contempo la chiarezza ottica e le prestazioni meccaniche che ci si aspetta dalle lenti a contatto commerciali."

Una delle principali sfide affrontate dalla ricerca riguarda il materiale utilizzato per la produzione. Il silicone è ampiamente utilizzato nelle lenti a contatto commerciali per la sua biocompatibilità e l'elevata permeabilità all'ossigeno, ma le formulazioni convenzionali di silicone sono generalmente inadatte ai processi di stampa 3D.

Per ovviare a questa limitazione, il gruppo di ricerca ha sviluppato una formulazione di silicone idrofilo progettata specificamente per la produzione additiva, mantenendo al contempo le caratteristiche del materiale richieste per le applicazioni nelle lenti a contatto.

"Il nostro software progetta una lente con una superficie interna che si adatta perfettamente alla cornea del paziente ed una superficie esterna che fornisce la correzione visiva necessaria", ha affermato il Dott. Sayan Ganguly, ricercatore associato in chimica presso l'Università di Waterloo. "L'innovativo materiale siliconico idrofilo che abbiamo creato, combinato con il nostro processo di produzione, permette di realizzare lenti lisce, trasparenti e comode da indossare."

Il processo di produzione affronta anche un problema comune associato alla produzione additiva. Poiché i componenti vengono prodotti strato per strato, le superfici curve possono sviluppare microscopiche irregolarità a gradini che influiscono sulle prestazioni ottiche e sul comfort di chi li indossa.

Per ovviare a questo problema, i ricercatori hanno sviluppato un processo di rivestimento ultrasottile e senza contatto che leviga la superficie della lente preservandone la geometria personalizzata e le proprietà ottiche.

Secondo il gruppo di ricerca, i test di laboratorio hanno confermato la biocompatibilità delle lenti stampate e sono ora in corso i preparativi per gli studi in vivo.

I ricercatori hanno inoltre depositato una domanda di brevetto provvisoria relativa al materiale siliconico idrofilo e stanno preparando la domanda di brevetto definitiva.

Lo sviluppo commerciale della tecnologia è supportato dalla collaborazione con il Centre for Vision and Eye Research (CEVR), un istituto di ricerca congiunto gestito dall'Università di Waterloo e dalla Hong Kong Polytechnic University .

Il progetto è stato premiato con una medaglia d'oro alla Mostra Internazionale delle Invenzioni di Shanghai nel giugno 2026.

ENGLISH

Researchers at the University of Waterloo in Canada have developed a 3D printing platform capable of producing patient-specific contact lenses in around 20 minutes.

The technology combines a newly developed silicone material with custom design software and additive manufacturing techniques to create contact lenses tailored to the shape of an individual patient's eye. The work is detailed in Materials & Design.

Conventional contact lenses are typically manufactured in a limited range of standard sizes and geometries rather than being customised for each wearer. While these products meet the needs of many users, patients with irregularly shaped corneas often require rigid contact lenses, so achieving an appropriate fit can involve multiple clinical appointments over several weeks or months.

Researchers from the University of Waterloo's Department of Chemistry developed the digital manufacturing platform to reduce this process by enabling customised lenses to be designed and produced during a single appointment.

"We are very excited about this work because it brings us closer to contact lenses that are truly personalised," Dr. Shirley Tang, professor in Waterloo’s Department of Chemistry, said in a statement. "Our technology produces lenses with patient-specific surfaces for a precise fit while delivering the optical clarity and mechanical performance expected of commercial contact lenses.”

A central challenge addressed by the research concerns the material used for manufacturing. Silicone is widely used in commercial contact lenses because of its biocompatibility and high oxygen permeability, but conventional silicone formulations are generally unsuitable for 3D printing processes.

To address this limitation, the research team developed a hydrophilic silicone formulation designed specifically for additive manufacturing while retaining the material characteristics required for contact lens applications.

"Our software designs a lens with an inner surface that precisely matches the patient's cornea and an outer surface that provides the required vision correction," said Dr. Sayan Ganguly, a chemistry research associate at Waterloo. "The novel hydrophilic silicone material we created, combined with our manufacturing process, produces smooth, transparent lenses that are comfortable to wear."

The manufacturing process also addresses a common issue associated with additive manufacturing. Because components are produced layer by layer, curved surfaces can develop microscopic stair-step features that affect optical performance and wearer comfort.

To overcome this, the researchers developed an ultra-thin, non-contact coating process that smooths the lens surface while preserving its customised geometry and optical properties.

According to the research team, laboratory testing has confirmed the biocompatibility of the printed lenses and preparations are now under way for in vivo studies.

The researchers have also filed a provisional patent covering the hydrophilic silicone material and are preparing a full patent application.

Commercial development of the technology is being supported through collaboration with the Centre for Vision and Eye Research (CEVR), a joint research institute operated by the University of Waterloo and the Hong Kong Polytechnic University.

The project was recognised with a Gold Medal at the Shanghai International Exhibition of Inventions in June 2026.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/waterloo-team-develops-3d-printed-patient-specific-contact-lenses?rcip=giuseppecotellessa%40libero.it&utm_campaign=Daily%20Bulletin%20-240726%20-%20Friday&utm_content=&utm_term=https%3A%2F%2Fwww.theengineer.co.uk%2Fcontent%2Fnews%2Fwaterloo-team-develops-3d-printed-patient-specific-contact-lenses&utm_medium=email&utm_source=The%20Engineer