3D 프린팅 기술로 색맹 치료 안경 개발

 

 

출처: iStock.com

 

색맹/색약 교정 위한 안경

 

 

색맹 혹은 색약은 선천성 질환으로 이 질환을 가진 사람들은 특정 색조를 구별하는 능력이 떨어집니다. 신호등 색을 구별하거나 식품이 신선도를 알아보는 등 일상적인 생활의 한 부분에도 어려움을 가질 수 있는데, 남성 12명 중 1명(8%), 여성 200명 중 1명이 색맹 혹은 색약을 가지고 있다고 합니다.

 

색맹 또는 색약은 눈의 망막에 있는 광수용체 '원추' 세포에 결함이 있기 때문에 발생합니다. 건강한 눈에서는 파란색, 빨간색 및 녹색 원추세포가 함께 작동하여 원색을 감지할 수 있습니다. 색맹은 이러한 세포 유형 중 하나에 결함이 있거나 누락되었을 때 발생합니다. 유전자 치료법이 현재 개발 중에 있지만 아직 실험실 테스트 단계에 머물러 있는 수준이기에 아직까지는 환자들이 색을 올바로 인지하기 위해서는 특수한 안경이나 콘택트렌즈를 필요로 합니다.

Enchroma와 같은 회사들은 2012년부터 그러한 안경들을 만들어왔고, 이는 상당히 효과적이지만 개별 맞춤화 된 안경을 제작하기에는 아직 어렵습니다. 이러한 점에 착안해, 칼리파 대학의 연구원들은 사용자의 색 보정 요구에 맞게 조정될 수 있는 개별 맞춤화된 안경을 개발하기 위해 3D 프린팅 기술을 사용했습니다.

 

 

3D 프린팅 기술 이용한 맞춤화

 

 

연구팀은 3D 모델링 프로그램인 SOLIDWORKS에서 안경을 디자인한 후, 투명 색상과 회색 색상 레진을 사용해 3D 프린팅 했습니다. 이 과정에서 연구팀은 최적화된 광학 및 기계적 특성을 달성하기 위해서는 경화 시간과 레이어 두께가 중요한 인자라는 사실을 발견했습니다. 레이어당 인쇄 시간은 6초이고 두께는 25미크론입니다.

 

안경 렌즈를 만들기 위해, 연구원들은 투명 레진에 색조 효과를 준 Atto 565와 Atto 488 파장 필터링 염료와 결합했습니다. 이렇게 제작된 렌즈는 480-510 nm에서 550-580 nm 파장의 빛을 차단시켜 색맹 혹은 색약 환자가 색을 제대로 인지할 수 있도록 해줍니다. 기성품인 Enchroma의 안경과 비교하여, 3D 프린팅 안경은 빛에 대해 "더 나은 선택성"을 보여주는 것을 확인했습니다. 이는 3D 프린팅 안경이 원하지 않는 파장 빛의 50% 이상을 차단하면서도 가시 스펙트럼의 다른 빛에 대해 85% 이상의 투명도를 유지한다는 것을 의미합니다. 

연구팀은 논문에서 "3D 프린팅 안경이 상용 색맹/색약 안경보다 원치 않는 파장을 필터링하는 데 더 효율적이었습니다."라고 결론을 내렸습니다. 연구 결과는 3D 프린팅 색조 안경이 제작과 맞춤 제작의 용이성 때문에 색맹 퇴치에 큰 잠재력을 가지고 있다는 것을 보여주며, 이는 환자의 필요에 맞게 조정할 수 있습니다. 칼리파 대학 연구팀의 3D 프린팅 안경은 시력 장애를 해결하기 위해 최초로 개발된 3D 프린팅 안경은 아닙니다. 올해 초, 뮌헨 공과대학교 연구원들은 시각 장애가 있는 사람들이 지팡이 없이 방향을 찾을 수 수 있는 3D 인쇄 촉각 피드백 안경을 개발했습니다. 

 

 

 

 

* 원본 기사: https://3dprintingindustry.com/news/scientists-develop-3d-printed-glasses-with-the-potential-to-cure-color-blindness-214927/
* 논문 읽기: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adem.202200211