طوّر فريق من الباحثين في جامعة واترلو الكندية منصة تصنيع رقمية قادرة على إنتاج عدسات لاصقة مخصصة لكل مريض في أقل من 20 دقيقة، مما يفتح الباب أمام إمكانية إجراء فحص العيون وتصنيع عدسات جديدة مخصصة في زيارة واحدة لطبيب العيون. يجمع هذا الإنجاز بين برمجيات تصميم العدسات المخصصة، ومادة سيليكون جديدة قابلة للطباعة، وتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المتقدمة، ونُشرت الدراسة مؤخرًا في مجلة Materials & Design.

التكلفة المرتفعة للعدسات اللاصقة المخصصة

يرتدي معظم مستخدمي العدسات اللاصقة عدسات لينة تُختار من مجموعة محدودة من الأحجام والأشكال القياسية. لكن المرضى الذين يعانون من قرنيات غير منتظمة الشكل — وهي حالة ترتبط غالبًا بالقرنية المخروطية — يحتاجون غالبًا إلى عدسات صلبة نفاذة للغاز تُصمم حول الشكل الهندسي الدقيق لأعينهم. توفر هذه العدسات الصلبة المخصصة تصحيحًا أفضل للرؤية وتدعم صحة القرنية، لكنها باهظة الثمن وبطيئة الإنتاج.

وفقًا لموقع Popular Science، تتراوح تكلفة العدسات الصلبة المخصصة بين 500 و1,500 دولار. يأتي جزء كبير من هذه التكلفة من عملية التصنيع، وزيارات طبيب العيون المتعددة، وخدمات التركيب المتخصصة. بعض المرضى الذين يصعب تركيب العدسات لهم لا يحصلون أبدًا على تركيب مريح، ولا يتبقى لهم سوى النظارات.

اختراق مادة السيليكون القابلة للطباعة

يُستخدم السيليكون على نطاق واسع في إنتاج العدسات اللاصقة لأنه آمن ومتوافق حيويًا وشديد النفاذية للأكسجين. المشكلة؟ السيليكون التقليدي غير متوافق عمومًا مع الطباعة ثلاثية الأبعاد. لتجاوز هذا العائق، طوّر فريق واترلو — بقيادة أستاذة الكيمياء الدكتورة شيرلي تانغ والباحث الدكتور سايان غانغولي — تركيبة سيليكون محبة للماء جديدة مصممة خصيصًا للتصنيع الإضافي، مع الحفاظ على الخصائص التي تحتاجها العدسة اللاصقة.

“تصمم برمجياتنا عدسة بسطح داخلي يطابق قرنية المريض بدقة وسطح خارجي يوفر تصحيح الرؤية المطلوب”، قال الدكتور غانغولي. “مادة السيليكون المحبة للماء الجديدة التي ابتكرناها، إلى جانب عملية التصنيع لدينا، تنتج عدسات ناعمة وشفافة ومريحة في الارتداء.”

سير عمل العدسة في 20 دقيقة

تدمج المنصة، التي طُورت في قسم الكيمياء بالجامعة، ثلاثة مكونات: برمجيات تصمم كل عدسة من بيانات تضاريس القرنية، وتركيبة السيليكون الجديدة، وخطوات الطباعة والتشطيب التي تحول التصميم الرقمي إلى منتج قابل للارتداء. وتشير 3D Printing Industry إلى أن طباعة العدسة الواحدة تستغرق نحو 12 دقيقة، ليصل الإجمالي مع الغسيل والطلاء إلى حوالي 15–20 دقيقة للعدسة.

وبما أن العدسات تُبنى طبقة بطبقة باستخدام البلمرة الضوئية، يمكن أن تظهر عيوب صغيرة تشبه الدرجات على الأسطح المنحنية — وعلى العدسة اللاصقة، قد تؤدي هذه التعرجات إلى تشوش الرؤية وتهيّج العين. عالج الفريق هذه المشكلة بعملية طلاء فائقة الرقة غير تلامسية تنعم السطح، وتقلل ارتفاع الدرجات من حوالي 5 ميكرونات إلى 1.2 ميكرون تقريبًا، دون تغيير الشكل المخصص للعدسة أو التأثير على أدائها البصري.

من المختبر إلى العيادة

أكدت الاختبارات المعملية أن العدسات متوافقة حيويًا، ويقول الفريق إن الوضوح البصري والأداء الميكانيكي يضاهيان العدسات اللاصقة التجارية. حاز هذا الابتكار على الميدالية الذهبية في معرض شنغهاي الدولي للاختراعات في يونيو 2026. وقدّم الباحثون براءة اختراع مؤقتة لمادة السيليكون المحبة للماء ويستعدون لتقديم طلب براءة اختراع كامل.

يتعاون الفريق مع مركز أبحاث الرؤية والعين (CEVR)، وهو معهد مشترك بين جامعة واترلو وجامعة هونغ كونغ للفنون التطبيقية، لدفع التقنية نحو التسويق التجاري. لا تزال هناك عقبات عديدة: فقد اختُبرت العدسات حتى الآن في المختبر وعلى خلايا مستنبتة فقط، لذا يحتاج الفريق إلى تجارب سريرية على عيون حقيقية، وموافقات تنظيمية، وشركاء تصنيع. وكما يشير موقع New Atlas، فإن الاتجاه واضح — صناعة العدسات تنتقل من المصنع إلى العيادة.

لماذا التصنيع المخصص عند الطلب مهم

منصة واترلو جزء من تحول أوسع في الرعاية الصحية وتصنيع المنتجات: الملفات الرقمية تحل محل القوالب والأدوات، والإنتاج ينتقل إلى نقطة الاستخدام. بدلًا من الإنتاج الضخم لأحجام موحدة والأمل في ملاءمتها، يمكن للمصنعين الآن إنشاء منتجات مخصصة حقًا لكل مريض عند الطلب. المنطق نفسه الذي جعل العدسة اللاصقة في 20 دقيقة ممكنة يحول طريقة تصميم وتسليم كل أنواع المنتجات المخصصة — من مقومات الأسنان إلى النماذج العظمية إلى السلع الاستهلاكية المفصلة.

كيف يمكن لـTT3DPrint مساعدتك

في TT3DPrint، نتخصص في الطباعة ثلاثية الأبعاد بنمط FDM للتماثيل والنماذج الأولية والأدوات التعليمية والهدايا الإبداعية. أسطولنا المكون من 220 طابعة Bambu Lab يتعامل مع كل شيء من النماذج الأولية الفردية إلى دفعات الإنتاج الكاملة، ونشحن إلى جميع أنحاء العالم. سواء كنت بحاجة إلى نموذج تشريحي للتدريس، أو منتج مخصص لعملك، أو إبداعًا فريدًا من نوعه، فإننا نحول التصاميم الرقمية إلى واقع ملموس — بسرعة تسليم عالية وأسعار شفافة. تواصل معنا للحصول على عرض سعر.

الخاتمة

تُظهر العدسات اللاصقة المطبوعة ثلاثيًا الأبعاد من جامعة واترلو المدى الذي وصل إليه التصنيع الإضافي — من النماذج الأولية الصناعية إلى الأجهزة الطبية الشخصية المنتجة في دقائق. في حين أن العدسات في نفس اليوم لا تزال بحاجة إلى تجارب سريرية وموافقات تنظيمية، فإن التقنية ترسم رؤية واضحة للمستقبل: منتجات رعاية صحية مصممة لكل فرد، وتُصنع عند الطلب. ستحدد نتائج الجولة القادمة من التجارب مدى سرعة وصول هذا المستقبل.

المصادر: University of Waterloo، 3D Printing Industry، New Atlas، Popular Science