Implantatdesign mittels Multiphotonen-Polymerisation

 

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Zusammenfassung

Hintergrund: Additive Herstellungsverfahren wie der 3-D-Druck eröffnen neue technische Möglichkeiten beim Design und in der Herstellung von Implantaten. Für die Entwicklung mikrostrukturierter Augenimplantate sind dabei besonders hochauflösende Technologien erforderlich. In dieser Arbeit wird demonstriert, wie diese in der Designentwicklung und Herstellung einer multifokalen diffraktiven asphärischen Intraokularlinse eingesetzt werden können. Material und Methoden: Für die Herstellung eines diffraktiven Reliefs wird die Multiphotonen-Polymerisation (MPP) mit einer Auflösung im Submikrometerbereich genutzt. Das Relief wird auf einen abgeformten refraktiven Linsenkörper aufgebracht und bildet gemeinsam mit ihm eine trifokale Linse. Die Propagation des Lichtes hinter der Multifokallinse wird in Strahlenverlaufsbildern in fluoresceinhaltigem Wasser visualisiert. Ergebnisse: In dieser Arbeit konnten Multifokallinsen erfolgreich aufgebaut werden. Die im optischen Design berechneten 3 Foki können in den Strahlenverlaufsbildern identifiziert werden. Die Bilder zeigen darüber hinaus detailliert die Wirkung der refraktiven und diffraktiven Elemente und haben das Potenzial, Aufschluss über Artefakte und Aberration zu geben. Schlussfolgerung: Die Multiphotonen-Polymerisation ist ein interessantes Werkzeug für die flexible Herstellung komplexer Multifokallinsen. Durch den zu erwartenden technischen Fortschritt im Bereich des 3-D-Druckes mittels Multiphotonen-Polymerisation hat das Verfahren ein vielversprechendes Potenzial für die zukünftige Herstellung individualisierter Intraokularlinsen on Demand.

Abstract

Background: Additive manufacturing and 3D printing create new paths for the design and manufacturing of implants. Technologies with high resolution are required for the development of microstructured eye implants. In the present study, we demonstrate how these technologies can be used during the design development and manufacturing of a multifocal diffractive aspheric intraocular lens. Material and Methods: Multiphoton polymerisation (MPP) is used to manufacture a diffractive relief with resolution in the sub-micrometer range. The relief is applied to the moulded body of a refractive lens, forming a trifocal lens. Propagation of light behind the lens is visualised in water with fluorescein. Results: Multifocal lenses were successfully manufactured with this approach. The optical design with three foci is confirmed by the light propagation images. The images even clearly demonstrate the impact of the refractive and diffractive elements and may provide information on artefacts and aberrations. Conclusions: Multiphoton polymerisation is an interesting tool for the flexible manufacturing of complex multifocal lenses. With future technological progress in 3D printing with MPP, this is a promising method for on-demand manufacturing of patient individual intraocular lenses.

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