2026年7月18日，南极熊获悉，来自滑铁卢大学的研究团队将新型硅胶材料与先进 3D 打印技术进行突破性结合，开发了一种数字制造系统，有望改变隐形眼镜的制造方式。这项屡获殊荣的创新技术（在2026年6月上海国际发明展览会上荣获金奖）可以在大约 20 分钟内打印出定制的隐形眼镜，使得患者只需一次就诊，即可完成测量、设计镜片并佩戴离开诊所。
△针对患者特定硬性隐形眼镜的数字化集成工作流程。
这项研究由Sayan Ganguly担任第一作者，Astrid Stinson和Fatemeh
Parniani担任共同作者，资深作者是项目负责人Xiaowu Shirley
Tang。本研究获得了加拿大自然科学与工程研究理事会（NSERC）授予Tang的两项资助，以及香港创新科技计划（InnoHK）的额外资助。他们的研究论文以“Patient-specific
hard contact lenses fabricated by vatphotopolymerization printing and
non-contact fluidization
coating/采用光固化打印和非接触式流化涂层技术制造患者定制型硬性隐形眼镜”发表于《材料与设计》（Materials &
Design）期刊。
用当日工作流程取代数周的试戴
市面上绝大多数隐形眼镜都是按照固定的标准形状和尺寸生产的，而不是根据个人眼型定制的。软性隐形眼镜对大多数佩戴者来说效果不错，但角膜形状不规则的人通常需要佩戴硬性隐形眼镜才能看得清楚，而调整到合适的尺寸可能需要数周甚至数月的时间，期间需要多次复诊。滑铁卢大学化学系开发的这个平台旨在缩短这一周期。它将三个部分整合在一起：用于设计每片镜片的软件、一种新型硅胶配方，以及将设计转化为可穿戴产品的打印和加工步骤。滑铁卢大学化学系教授唐雪莉博士说：“我们对这项研究感到非常兴奋，因为它使我们离真正个性化的隐形眼镜更近了一步。我们的技术生产出的镜片表面具有患者特定的形状，可以实现精准贴合，同时还能提供商业隐形眼镜应有的光学清晰度和机械性能。”
△从左至右：滑铁卢大学研究人员及研究的共同作者，化学系研究助理Sayan Ganguly博士、理学硕士研究生Fatemeh Parniani和化学系教授Shirley Tang博士。照片由滑铁卢大学/Jay Mielke提供。
重新配制可以打印的硅胶材料
硅胶是隐形眼镜生产的主要材料，因为它对人体安全、耐受性好，并且能让大量氧气到达眼睛。但问题在于，常规的硅胶材料不适合增材制造。滑铁卢大学的研究团队通过研发一种新型的水性硅胶配方解决了这个问题，这种配方专为打印而设计，同时又保留了隐形眼镜所需的特性。设计软件分别处理镜片的内外表面。滑铁卢大学化学研究员萨扬·甘古利博士说道：“我们的软件设计出的镜片，内表面与患者的角膜精准贴合，外表面则提供所需的视力矫正。我们研发的新型亲水性硅胶材料，结合我们的制造工艺，能够生产出光滑透明、佩戴舒适的镜片。”
任何由多层材料堆积而成的物体，曲面上往往会呈现出细微的阶梯状纹路，而这些纹路在镜片上会造成视力模糊并刺激眼睛。为了解决这个问题，研究人员开发了一种超薄的非接触式涂层工艺，能够在不破坏镜片原有几何形状或降低光学性能的前提下，使镜片表面更加平整。
实验室测试表明，这种镜片具有生物相容性，研究团队正在准备进行体内试验。他们已就这种亲水性硅胶提交了临时专利申请，正式专利申请正在准备中。研发团队还与滑铁卢大学和香港理工大学联合创办的视觉与眼科研究中心合作，推动相关技术走向市场。
△3D打印隐形眼镜。图片来自滑铁卢大学/Jay Mielke。
局限与挑战
这项技术仍处于早期阶段，存在一些实际问题。涂层可以平滑打印机上微小的“阶梯状”凸起，但无法完全消除，只是将阶梯高度从约5微米降低到约1.2微米。镜片透氧性足以达到硬质透气镜片的标准，但不如市面上最好的产品。此外，打印一个镜片需要12分钟，加上清洗和涂层则需要15到20分钟，因此这项新工艺仍需长期实践才能够大规模推广。更大的障碍在于临床应用。目前，这种镜片仅在实验室和培养细胞上进行过测试，从未在真人眼睛上佩戴过，因此舒适度和长期安全性仍然未知。在镜片能够最终面世之前，研究团队还需要进行眼内试验、获得监管部门的批准，并找到生产合作伙伴。就目前而言，这种20分钟即可佩戴的镜片更像是一个有前景的概念验证，而非患者可以使用的产品。
镜头工厂分散化才是真正的赢家
滑铁卢大学的策略并非着眼于研发一台速度更快的打印机，而是将生产转移到患者所在的地区。研发团队的目标是目前依赖多次就诊和异地配镜的特种镜片和硬性隐形眼镜市场，而对于患有圆锥角膜、角膜瘢痕或其他非典型角膜的患者来说，标准模具往往无法满足他们的需求。
这一雄心壮志与之前的举措遥相呼应。总部位于荷兰的Luxexcel公司已将眼科镜片增材制造工艺从试点阶段推进到如今的规模，并已通过遍布美国和欧洲的ISO认证平台，每日向市场交付商用镜片。公司将增材制造定位为一种避免传统研磨抛光镜片制造工艺中约80%材料浪费的有效途径。VisionPlatform平台整合了工业打印机、镜片设计软件和工作流程工具，可一步完成符合ANSI、ISO和FDA标准的镜片生产。
滑铁卢大学攻克的光学质量难题也吸引了其他实验室的关注。西北大学麦考密克工程学院的研究人员开发了一种打印高质量光学镜片的方法，却也遇到了同样的障碍。他们打印的第一片镜片出现了明显的阶梯状缺陷，因为典型的打印层厚度约为5微米，远大于可见光约0.5微米的波长，导致镜片表面过于粗糙，无法形成清晰的视觉效果。研究团队认为这项技术可以应用于为圆锥角膜患者定制隐形眼镜。
方向很明确：镜片制造正从工厂走向临床。滑铁卢大学的可打印硅胶和抛光工艺推动了这一转变。临床试验的结果将决定当日配镜能否成为标准配置。
来源：南极熊
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