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Tecnologie di supporto

Daltonismo: lenti a contatto potranno correggerlo grazie alle metasuperfici

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Scritto da Maria Grazia Varì

Arriva da Tel Aviv l’innovativo dispositivo medico in grado di abbattere il muro della deuteranomalia, un particolare tipo di discromatopsia (ovvero una alterazione nella percezione dei colori) che determina una deficitaria sensibilità al colore verde in individui comunemente definiti daltonici.

Sinistra: scenario originale; Centro: scenario per come appare ad una persona con deuteranomalia; Destra: scenario corretto dalle lenti a contatto.

Tale condizione, dovuta ad un’alterazione ereditaria, ma in qualche caso anche acquisita, colpisce in Italia più di 2 milioni di persone, fino all’8% dei maschi e lo 0,5% delle femmine, e causa un’eccessiva percezione della luce associata ai colori rossi da parte dei fotorecettori retinici che sarebbero invece deputati al rilevamento della luce verde.

I primi tentativi

Sono stati numerosi, negli anni, gli studi condotti sull’argomento con lo scopo di dar vita a strumenti che potessero ridurre il rilevamento del colore eccessivamente percepito ed altrettanto numerose sono state le soluzioni proposte. Esistono lenti per occhiali colorate, occhiali da sole che deviano determinate lunghezze d’onda ed anche delle lenti a contatto che, sebbene migliorino la discriminazione di alcuni colori, spesso rendono altri colori più difficili da distinguere, specialmente nell’ambiente naturale. Con il tempo, inoltre, sono nate anche diverse applicazioni per smartphone e tablet in grado di correggere le immagini catturate dalla fotocamera attraverso uno speciale algoritmo “daltonizer” capace di riadattare la distribuzione dei colori a favore dell’occhio daltonico.

Purtroppo però, nonostante i molti progressi, raggiungere un buon risultato attraverso dispositivi che fossero allo stesso tempo confortevoli, efficaci e di piccole dimensioni è rimasta, fino ad oggi, una sfida ancora aperta.

Struttura ed impiego dei materiali

Per riuscire nell’intento, i ricercatori hanno così pensato di sfruttare le proprietà delle metasuperfici. Si tratta di film bidimensionali, piatti e ultrasottili (a livello dei milionesmi di millimetro) realizzati artificialmente e dotati di proprietà ottiche che consentono di ottenere specifici effetti sulla luce che passa attraverso di essi. Ciò è possibile non tanto grazie al materiale che compone queste metasuperfici, quanto alla specifica microstruttura interna che il materiale assume: progettando la disposizione di queste ”molecole” artificiali su nanoscala nell’architettura desiderata, è possibile regolarne l’indice di rifrazione, permettendo così che la metasuperficie acquisisca proprietà e funzionalità che sarebbero irraggiungibili con materiali naturali.

Il principio di funzionamento delle metasuperfici si basa sul fenomeno della diffrazione, cioè la deviazione della traiettoria delle onde quando queste incontrano un ostacolo, ad esempio una lente, lungo il loro cammino.

Una delle problematiche di cui tenere conto, lavorando con le metasuperfici, è che queste sono generalmente realizzate su superfici piane, e non ricurve come sarebbero state quelle delle lenti a contatto. I ricercatori hanno comunque superato questo ostacolo sviluppando nuove tecniche per trasferire le metasuperfici da un substrato piano ad uno più arcuato. Per testare e valutare le risposte ottiche dopo ogni passaggio di fabbricazione sono stati eseguiti test a cui hanno fatto seguito l’acquisizione e l’esame microscopico della nuova struttura della metasuperficie.

I risultati

Le misure ottenute hanno mostrato che le proprietà di deviazione della luce non cambiano modificando la configurazione della struttura. Ad oggi, i primi esperimenti ”in vivo” hanno dimostrato che la percezione ed il contrasto dei colori dopo l’applicazione delle nuove lenti a contatto subiscono un miglioramento considerevole, tale che le sfumature di colore perse a causa del daltonismo ritornano ad essere completamente ripristinate.

A livello percettivo, è come se questa nuova disposizione della delle metasuperfici fosse in grado di spostare i pigmenti acquisiti in modo errato dall’individuo daltonico, più vicini ai pigmenti originali. Ad ulteriore conferma dei risultati ottenuti, è stato anche effettuato il classico test del colore di Ishihara che ha comprovato il ripristino del contrasto dei colori ottenuto grazie alle lenti a contatto.

Il test di Ishihara è una raccolta di 38 tavole raffiguranti cerchietti di colore diverso ma a medesima luminosità, in cui è possibile distinguere numeri o percorsi che risultano evidenti a chi possiede un normale senso cromatico, ma di difficile discriminazione per chi non vede bene i colori.

Il futuro delle metasuperfici

Secondo i ricercatori che lavorano utilizzando i metamateriali, i nuovi processi di fabbricazione ed utilizzo della metasuperfici potrebbero aprire le porte all’impiego di queste ultime non solo nel trattamento di altre forme di discromatopsia, ma anche in ambiti separati dal mondo dell’ottica. Alcuni esempi sono il miglioramento dell’efficienza delle celle solari, la manipolazione delle onde sonore e la gestione degli ultrasuoni: si pensi ai miglioramenti che sarebbe possibile ottenere nei trattamenti chirurgici di alcune patologie neoplastiche, già trattate mediante ultrasuoni (terapie HIFU, High Intensity Focused Ultrasound).


Fonti ed approfondimenti
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Informazioni autore

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Maria Grazia Varì

Studentessa di Medicina e Chirurgia al VI anno. Interessata al ramo della medicina preventiva nell'ambito del sistema immunitario ed alla diagnostica immunoenzimatica.

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