07 Feb. Gelaserte Mikrolinsen gegen Kurzsichtigkeit
Mikrolinsen auf Brillengläsern können helfen, die wachstumsbedingte Verschlechterung der Kurzsichtigkeit zu reduzieren und so mögliche Folgeerkrankungen zu verhindern. Wichtig ist dies vor allem bei Kurzsichtigkeit von Kindern. Laut Statistik sind rund 33 Prozent der Kinder und Jugendlichen über fünf Jahre aktuell weltweit kurzsichtig. Spätfolgen einer Kurzsichtigkeit können Netzhautablösungen, grauer Star oder Makula-Degeneration sein. Um nicht nur das Sehvermögen zu korrigieren, sondern auch dem Voranschreiten der Kurzsichtigkeit und möglichen Folgeerkrankungen entgegenzuwirken, gibt es in speziellen Brillengläsern für Kinder bereits Mikrolinsen: Durch einen überlagernden Brennpunkt in der Peripherie verlangsamen sie das Längenwachstum des Augapfels, das die Myopieprogression auslöst.
Hoch flexibel und kostengünstig produziert
Über eine neue Methode, mit der sich Mikrolinsen kostengünstiger und individualisiert herstellen lassen, haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS nun berichtet. Bei diesem Verfahren, genannt Laser Swelling, werden Kunststoffe, die für Brillengläser benutzt werden, mit einem fokussierten Infrarotlaser bestrahlt. Dabei regt der Laser, der als lokale Wärmequelle dient, Wassermoleküle an, die im Polymer enthalten sind. Die Moleküle bewegen sich und es entsteht ein innerer Druck, der sich nur nach oben abbauen kann. So bildet sich eine Wölbung auf der Oberfläche, die auch nach der Bestrahlung bleibt: eine Mikrolinse.
„Da sich der Laserstrahl sehr präzise auf Oberflächen positionieren lässt, können wir deutlich kleinere Mikrolinsen herstellen als mit dem bisherigen Verfahren“, erklärt Prof. Thomas Höche, Initiator der Technologie und Leiter des Geschäftsfelds Optische Materialien und Technologien am Fraunhofer IMWS. „So lassen sich die Mikrolinsen auf Brillengläsern sehr flexibel anordnen – und können damit individuell auch auf kleine Brillenträger zugeschnitten werden.“ Höche ergänzt: „Mit dem Laser Swelling sind wir zudem sehr flexibel, was die Größe der Mikrolinsen betrifft sowie ihre Form. Von sphärisch über asphärisch bis hin zu Zylinderlinsen ist alles realisierbar.“
Ohne Werkzeug und Plastikabfall
Neben der Individualisierung birgt das Laser Swelling weitere entscheidende Vorteile im Vergleich zur bisherigen Produktionsweise. Beim bisher angewandten Spritzgussverfahren wird das Polymer in eine Matrize aus Glas oder Metall gedrückt und anschließend wieder aus der Form gelöst. Dieses Vorgehen ist nicht nur aufwendig, auch die Werkzeuge müssen gereinigt und mit der Zeit ausgetauscht werden. Beim Laser Swelling ist hingegen kein Werkzeug nötig; das Verfahren arbeitet berührungslos. Da kein Material abgetragen wird, entsteht auch kein Mikroplastik.
Nicht nur für Brillen geeignet
Eingesetzt werden kann Laser Swelling laut Höche auch in diversen anderen Bereichen, etwa zur Erzeugung von Mikrolinsen auf Intraokularlinsen, für Mikrofluidik-Komponenten, zur Verbesserung der Hafteigenschaften von Polymeroberflächen oder für kompakte Mikroskope. Zudem ließen sich Medizinprodukte wie Spritzen mithilfe des Laser Swelling dezent markieren: Medikamente oder Vakzine können zum Beispiel mit einem Code versehen werden, der eine Tracking-Nummer enthält und mit der geeigneten Beleuchtung sichtbar wird. So könnte er darüber Aufschluss geben, ob es sich um ein Originalprodukt handelt.
Ihren Fokus legen die Forschenden nach eigener Aussage derzeit nach wie vor auf die Brillenglasindustrie: „Unsere Vision ist eine individualisierte Sehhilfe, die sich auf den Bedarf bestimmter Berufsgruppen zuschneiden lässt“, erklärt Höche.
Quelle und Bild: www.fraunhofer.de
