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imec、Ghent大学とSEED、コンタクトレンズにLEDを実装

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November, 30, 2018, Ghent--imec、ゲント大学(Ghent University)、SEED Co., Ltdは、自律エレクトロニクス実装コンタクトレンズを開発した。これは、眼疾患処置向けセンサあるいはまた薬剤デリバリシステムを持つレンズなどユニークなアプリケーションに扉を開くことになる。
 imec技術フォーラムJapanで、imec、ゲント大学(Ghent University)、コンタクトレンズメーカーSEEDは、集積LED光実装コンタクトレンズの開発を発表した。これには、超薄型シリコンマイクロチップ、ワイヤレスエネルギー伝達用RFアンテナ、伸縮性薄膜インタコネクトが含まれている。
 水を含まない材料でできた従来のコンタクトレンズ型ウエアラブルデバイスと異なり、この新しいデバイスはヒドロゲルベース材料でできている。ヒドロゲルベース・ソフトレンズ内自律エレクトロクスのこの実証は、先天性、術後、あるいは外傷レベルなど、様々な眼疾患向けセンサあるいはまた薬剤デリバリシステムを持つレンズなど、ユニークなアプリケーションに扉を開く。そのようなデバイスの主要な利点は、それらが侵襲性レベルが低いこと、ほぼ感知できないように連続モニタリングすることである。
 世界で約1億3000万の人々が、主に視力矯正のためにコンタクトレンズを着けている。現在、電子システムがこれまでになく小さくなり、レンズに電力供給が可能になっているので、様々なトランスデューサ(例えば、物理的、バイオ化学など)をレンズに組み込むことが実行可能になった。これは、眼疾患の診断や治療にとっては興味深い。困難な問題は、完全な自律システムを組み込んで、その酸素透過性とエレクトロニクスの完全性に妥協することなく、ソフトレンズと同じように柔軟にすることである。
 CMST、ゲント大学imec研究グループは、SEEDとともに、RF接続で電力を供給された青色LED付セミパッシブスマートレンズを実証した。電力伝達に加えて、RFリンクは組込トランスデューサの調整に使用でき、さらなる後処理のためにセンサをハンドヘルド機器に読み出すことができる。球状エレクトロニクスは、imec/CMSTが開発、一方SEEDはヒドロゲルベースソフトレンズへのシームレスな組込を担当した。インタコネクト基板は、熱可塑性ポリウレタン(TPU)をベースにしている。この材料は、ガラス転移温度が低く、比較的低硬度、実証済みの生体適合性、光学的透明性、共形フィッティング、酸素透過性、ソフトコンタクトレンズ(例えば、ハイドロゲルベース)に匹敵する柔軟性を特徴とする。さらに、TPUの粘弾性的性質により平面構造が、明確な輪郭の湾曲をもつ球キャップに熱成形される(例えば、角膜の湾曲: 9㎜)。熱形成パラメータを非常に精密に調整、応力緩和パターンを最適化すると、酸素透過性、薄く、展開なし、皺なしのエレクトロニクス集積コンタクトレンズが実現可能になった。回路のギャップを適切にすると、レンズの酸素透過性が得られる。
 次のステップは、拡張自律電力を持つアクティブレンズの開発に焦点を当てている。目的は、集積トランスデューサの駆動と読出し。また、ここに示したものと同じ伸縮自在システムに適合するマイクロトランスデューサの設計にも焦点を当てている。
 今後は、R&Dグループは、生体モニタリング向けのコンタクトレンズ材料の開発に取り組む。
(詳細は、https://www.ugent.be/en)