Stampate in 3D e su misura: la tecnologia che vuole rivoluzionare le lenti a contatto

Le lenti a contatto hanno compiuto un'evoluzione significativa negli ultimi decenni, passando dai primi modelli in vetro a dispositivi realizzati con materiali morbidi come il silicone idrogel, oggi ampiamente utilizzati grazie al maggiore comfort e alla buona permeabilità all'ossigeno. Nonostante questi progressi, ottenere una lente perfettamente adattata alla conformazione dell'occhio rimane un problema per molti pazienti, in particolare per chi presenta cornee dalla geometria irregolare.

Per questi casi è spesso necessario ricorrere a lenti personalizzate, un processo che può richiedere numerosi appuntamenti per la prova e l'adattamento, oltre a costi elevati. Un gruppo di ricerca del Dipartimento di Chimica dell'Università di Waterloo, in Canada, ritiene di poter ridurre tempi e costi grazie a una piattaforma di produzione digitale basata sulla stampa 3D.

L'obiettivo è realizzare lenti a contatto specifiche per ogni paziente nell'arco di circa 20 minuti, consentendo progettazione, produzione e consegna durante una singola visita dall'optometrista. Il sistema combina un software di progettazione proprietario, un nuovo materiale siliconico sviluppato appositamente e tecniche avanzate di manifattura additiva.

Il software genera un modello tridimensionale della lente partendo dalla forma della cornea del paziente. La superficie interna viene progettata per adattarsi con precisione all'anatomia dell'occhio, mentre quella esterna incorpora la correzione ottica necessaria. Secondo i ricercatori, questo approccio potrebbe offrire una soluzione più accurata rispetto alle lenti prodotte nelle tradizionali gamme di misure standard.

Uno degli ostacoli principali era rappresentato proprio dal materiale. Il silicone è considerato ideale per le lenti a contatto grazie alla sua biocompatibilità, morbidezza e capacità di lasciar passare l'ossigeno, ma le formulazioni convenzionali risultano poco compatibili con i processi di stampa 3D. Per superare questo limite, il team ha sviluppato una nuova formulazione di silicone idrofilo, progettata specificamente per la produzione additiva mantenendo le caratteristiche richieste per l'impiego oftalmico.

Un'altra criticità riguarda il processo stesso di stampa 3D. Gli oggetti vengono costruiti strato dopo strato e questo può generare microscopiche imperfezioni superficiali, note come effetto "stair-step", che nelle lenti a contatto possono compromettere sia il comfort sia la qualità ottica. Per eliminarle senza alterare la geometria personalizzata della lente, i ricercatori hanno sviluppato un processo di rivestimento ultrasottile senza contatto, capace di uniformare la superficie preservandone le proprietà ottiche.

Da sinistra a destra: i ricercatori dell’Università di Waterloo e coautori dello studio, il dott. Sayan Ganguly, ricercatore associato del Dipartimento di Chimica, Fatemeh Parniani, studentessa del Master of Science, e la dott.ssa Shirley Tang, docente del Dipartimento di Chimica (Università di Waterloo/Jay Mielke).

I primi test di laboratorio hanno mostrato risultati incoraggianti. Le lenti si sono dimostrate biocompatibili, quindi sicure per l'interazione con i tessuti oculari, e hanno evidenziato prestazioni ottiche e meccaniche considerate comparabili a quelle delle lenti a contatto commerciali. Il gruppo di ricerca sta ora preparando gli studi in vivo, passaggio necessario prima di un eventuale impiego clinico.

Parallelamente prosegue il percorso verso la tutela della proprietà intellettuale. I ricercatori hanno già depositato un brevetto provvisorio relativo al nuovo silicone idrofilo e stanno preparando la domanda definitiva. Lo sviluppo della tecnologia avviene inoltre in collaborazione con il Centre for Vision and Eye Research (CEVR), istituto congiunto dell'Università di Waterloo e della Hong Kong Polytechnic University, con l'obiettivo di favorirne il trasferimento verso applicazioni commerciali.

Il progetto ha recentemente ricevuto una medaglia d'oro allo Shanghai International Exhibition of Inventions 2026. I dettagli tecnici della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Materials & Design.