Des chercheurs de l’Université de Khalifa ont mis au point un ensemble de lunettes imprimées en 3D qui pourraient être capables de guérir les troubles de la vision des couleurs (MCV).

Composées de verres teintés logés dans des montures imprimées en 3D MSLA, les lunettes de l’équipe fonctionnent efficacement en bloquant les longueurs d’onde indésirables tout en restant transparentes au reste du spectre de la lumière visible.

Déjà, des volontaires atteints de maladies cardiovasculaires portant des lunettes ont signalé des améliorations significatives dans l’identification des couleurs, ce qui a conduit les scientifiques à conclure que leurs lunettes « ont un grand potentiel dans la lutte contre le daltonisme ».

Les lunettes imprimées en 3D de l’équipe Khalifa. Image via l’Université de Khalifa.

Développer un remède contre le daltonisme

Les maladies cardiovasculaires (également connues sous le nom de daltonisme) sont une maladie congénitale courante qui limite la capacité des patients à distinguer les nuances de certaines couleurs. Selon l’association caritative Color Blind Awareness, jusqu’à 1 homme sur 12 (8 %) et 1 femme sur 200 souffrent de maladies cardiovasculaires. Le trouble, qui rend très difficiles les tâches quotidiennes telles que l’identification de la couleur des feux de circulation ou des aliments frais, est causé par des cellules photoréceptrices « coniques » défectueuses dans les rétines des yeux des patients atteints.

Dans les yeux sains, les cellules coniques bleues, rouges et vertes fonctionnent ensemble pour permettre la détection des couleurs primaires. Le daltonisme est causé lorsqu’un de ces types de cellules est défectueux ou manquant. Alors que les thérapies géniques sont actuellement en cours de développement, elles restent au stade des tests en laboratoire, ce qui signifie que les patients ont besoin de lunettes ou de contacts pour modifier leur perception des couleurs.

Des entreprises comme Enchroma proposent de telles lunettes depuis 2012, et elle affirme que ses lunettes sont très efficaces, mais il reste difficile de les personnaliser pour les patients. Dans cet esprit, les chercheurs de Khalifa se sont tournés vers l’impression 3D pour développer leurs propres cadres, qui peuvent être adaptés aux besoins de correction des couleurs des utilisateurs.

Une comparaison d'efficacité entre les verres imprimés en 3D teints Atto et certains des verres daltoniens disponibles dans le commerce sur le marché.  Image via l'Université de Khalifa.
Une comparaison d’efficacité entre les verres imprimés 3D teints Atto et certains des verres disponibles dans le commerce sur le marché. Image via l’Université de Khalifa.

Mettre la correction des couleurs à l’épreuve

Une fois que les scientifiques ont conçu un prototype de paire de lunettes sur SOLIDWORKS, ils l’ont imprimé à partir de résine ASIGA DentaClear et Grey sur un système Prusa SL1S. Au cours du processus, l’équipe a découvert que le temps de durcissement et l’épaisseur de la couche étaient essentiels pour obtenir des propriétés optiques et mécaniques optimisées, avec un temps d’impression de six secondes par couche et une épaisseur de 25 microns s’avérant idéales.

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Pour créer les verres des lunettes, les chercheurs ont combiné leur résine avec les colorants de filtrage de longueur d’onde Atto 565 et Atto 488, ce qui leur a donné l’effet de teinte souhaité. Lorsqu’elles sont montées sur des montures et prêtes à être testées, ces lentilles se sont révélées capables de fonctionner comme souhaité pendant la caractérisation, en ce sens qu’elles bloquaient les longueurs d’onde indésirables pour les patients atteints de MCV entre 480-510 nm et 550-580 nm.

Par rapport aux lunettes Enchroma standard, les lunettes imprimées en 3D se sont également avérées filtrer la lumière à des longueurs d’onde similaires tout en montrant une « meilleure sélectivité » dans la lumière qu’elles transmettent. En pratique, cela signifiait que les lunettes imprimées en 3D étaient capables de bloquer plus de 50 % des longueurs d’onde indésirables tout en conservant une transparence de plus de 85 % aux autres lumières du spectre visible.

Avec des volontaires utilisant plus tard les lunettes pour obtenir des améliorations de 45 % et 200 % dans l’identification des couleurs lors du test standard de daltonisme d’Ishihara, l’équipe affirme que leurs montures imprimées en 3D représentent un traitement alternatif viable pour les patients atteints de MCV, qui est plus personnalisable et efficace que les lunettes commerciales.

« Les résultats ont indiqué que nos lunettes imprimées en 3D étaient plus sélectives pour filtrer les longueurs d’onde indésirables que les lunettes CVD disponibles dans le commerce », a conclu l’équipe dans son article. « [Our] Les résultats montrent que ces verres teintés imprimés en 3D ont un grand potentiel dans la lutte contre le daltonisme, en raison de leur facilité de fabrication et de personnalisation, qui peut être adaptée aux besoins du patient.

Les lunettes infrarouges imprimées en 3D et le système de manchon haptique des chercheurs.
Des lunettes IR imprimées en 3D et un système de manchon haptique développé au TUM. Image via Manuel Zahn et Armaghan Ahmad Khan.

Fait intéressant, les lunettes imprimées en 3D de l’équipe Khalifa ne sont pas les premières à être développées en utilisant la technologie pour traiter les troubles de la vision. Plus tôt cette année, des chercheurs de l’Université technique de Munich (TUM) ont développé des lunettes à retour haptique imprimées en 3D qui permettent aux personnes malvoyantes de naviguer sans canne.

Ailleurs, la fabrication additive continue de faire des percées sur le marché des lunettes conventionnelles. Optiswiss a installé la plateforme VisionPlatform 7 de Luxexcel en fin d’année dernière, conçue pour lui permettre de mieux s’adresser aux fabricants de lunettes avec des verres imprimés en 3D. En regardant les montures imprimées en 3D YOU MAWO, le client EOS a découvert dans une analyse du cycle de vie de 2021 que l’utilisation de l’impression 3D réduisait son empreinte carbone jusqu’à 58 %.

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Les découvertes des chercheurs sont détaillées dans leur article intitulé « Développement de lunettes imprimées en 3D pour la déficience de la vision des couleurs», co-écrit par Fahad Alam, Ahmed E. Salih, Mohamed Elsherif et Haider Butt.

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L’image en vedette montre les lunettes imprimées en 3D de l’équipe Khalifa. Image via l’Université de Khalifa.