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AG体育的学生设计了青光眼患者智能隐形眼镜

3D-printed smart contact lens
青光眼是世界失明的第二大原因,根据世界卫生组织。AG体育ocularity团队希望使其更容易被发现。

青光眼是世界失明的第二大原因,根据世界卫生组织。它的特征在于视神经损伤。主要风险因素之一是异常高眼压,眼压称为压(IOP)。当称为房水滋补流体无法从这一前房,位于虹膜和角膜之间排它可以发生。所得到的液体积聚压在视神经,伤及它。同时有治疗,没有治愈。

传统上,眼科医生通过吹一股空气到患者的眼睛和测量与眼压计所产生的压力抽检眼压。 “这真的很烦人,而且只给出了一个瞬时测量,”迈克尔·阿姆斯特朗,一位大四学生说 机械工业 就读于AG体育。这是一个问题,因为眼压波动,全天。

一个微小的高科技解决方案

这就是为什么阿姆斯特朗和同胞AG体育机械工程学长艾伦·亨利,贾斯汀科赫和Nicholas波利奥是在原型工作用于智能隐形眼镜与由碳纳米管(CNT)制成的嵌入压力传感器。

所谓ocularity,该设备被设计成连续监测青光眼患者的眼压,图表全天峰值和眼压波动的波谷。那就无线传输读数医生那么谁能够“看到的图案,并设置一个设计治疗方案,”阿姆斯特朗说。

不像有些外科植入物这一措施眼部压力,这是无创。

一个小团队改变齿轮

A close up of the carbon nanotube sensor in development.
一个在显影关闭碳纳米管传感器组成。信用:ocularity队

最初他们会计划工作的眼压,缓解微型阀,但他们的顾问,教授 E.H.阳 助理教授 张娴,鼓励他们切换齿轮。 “他们认为人们会涌向传感器多,”阿姆斯特朗说。

因为球队本来有五人,他们试图争取一个电气工程或生物医学工程的学生“以帮助填补我们的一些知识差距的,”亨利说,“但它并没有发生。”

春耕提前反正他和波利奥专业镜头设计,而阿姆斯特朗和科赫集中在电器元件。

“我们使用的两个小委员会做出决定,我们有重叠的每一个部分,”波利奥说。 “这样一来,如果有人在外面,我们就会有什么事情的良好的知识。”

互锁碳纳米管

第一步是建立镜头。对于这一点,他们需要一个模具,其波利奥和亨利使用SolidWorks CAD设计。 “我们谈到在校园有很多专家,说:”波利奥。 “詹妮弗场biruk格布雷 是非常有益的。” 证明实验室 印刷在3D客体CONNEX 350打印机上veroclear模具。

到模具中,他们倾称为聚二甲基硅氧烷(PDMS)的有机硅无毒。它是典型的治愈上热板在大约15分钟,但模具的弯曲形状制成这种做法很难,所以阿姆斯特朗带回家给治疗在露天。它花了几天,结果并不完美,小气泡发达,但它保留了它的镜片状。

然后是时间三明治PDMS层之间的CNT两个板。尖彼此,这些板用作可变电阻器。当有在电阻器 - 例如流体的力积聚-纳米管互锁像两个发刷的硬毛。它们触摸更多,更好的连接,从而降低电阻和增加的电流。通过读取电压的变化,ocularity可确定施加在CNT的压力。

一副眼镜保持电池和电子设备。它无线地使用磁感应智能透镜传递动力。 “我们正在使用铜漆包线,其被缠绕成线圈,一个用于眼镜和一个用于透镜,”阿姆斯特朗说。 “外部线圈连接到电池和晶体管,并且透镜线圈将被连接到所述碳纳米管。”

现在他们正在通过的Arduino微控制器采用射频试图发送数据“而是一个完全实现产品,我们将可能无法发展,将是一个显著较小的设备甚至利用蓝牙技术,”他说。

原型建在AG体育 微实验室(MDL).

当机器无法

最大的挑战是被什么东西所构成完全是出于他们的控制:在MDL的nanoimprintor,其产生的碳纳米管,打破了过寒假。 “我们不得不机动,”阿姆斯特朗说。 “还有什么我们可以测试?还有什么其他方面可以与我们前进?”

幸运的是,机器很快就重新联机。他们争先恐后地找时间一起工作,既波利奥和阿姆斯特朗是乘客,有时通过facetime的合作。

团队并不是唯一试图创建一个智能隐形眼镜。最接近ocularity是 炮弹 传感器,水凝胶透镜,其测量整个一天压力峰和谷。该数据经由蓝牙发送到佩戴在眼睛附近的小粘合剂天线。

获得舒适与纳米技术

“微尺度工作一直是我们所有人的一个新的挑战,”波利奥说。 “当我第一次了解了纳米和微米技术,我认为这是令人望而生畏,一个完全不同的世界里,你甚至看不到。而有差异,它作为你会觉得不是那么可怕。”

“我知道在其他学校谁只能做学期的项目的人,”阿姆斯特朗说。 “我已经在马里兰州,其高级项目的大学朋友只花了他一个学期,他没能做到几乎一样多,因为我们没有。”

创新博览会

在5月3日创新博览会,“我们都希望能有一个是宏观尺度镜头的模型,并能够表明它可以读取压力变化和输出的价值观,”亨利说。

“对我来说最好的部分[项目]在解决一个问题,”阿姆斯特朗说。 “有一些项目,很难看到它的使用。但像一个问题,青光眼,150万人被诊断在中美单独每年。我们正在做的事情在长期来看,我们可以采取医疗界和能够提供更好的待遇和更好的生活质量。”

“最如果不是我们所有的人都在这个项目中的个人股份,说:”波利奥。 “我们已经从这个家庭成员或朋友的痛苦。我认为这是使我们的动机和轨道上有所作为。”