La stampa 3D delle lenti a contatto sta iniziando a uscire dalla fase in cui il risultato principale era semplicemente dimostrare che un oggetto trasparente e curvo potesse essere prodotto additivamente. Un gruppo dell’Università di Waterloo ha sviluppato una piattaforma che integra topografia corneale, progettazione digitale, Digital Light Processing e un nuovo silicone-acrilato idrofilo per produrre lenti a contatto rigide personalizzate sulla geometria del singolo occhio. Il ciclo di fabbricazione può richiedere circa 15–20 minuti per lente nelle condizioni sperimentali riportate e, soprattutto, consente di controllare digitalmente le due superfici della lente: quella interna viene adattata alla cornea, mentre quella esterna viene utilizzata per ottenere la correzione ottica richiesta.
Lo studio è stato pubblicato nel 2026 su Materials & Design da Sayan Ganguly, Astrid Stinson, Fatemeh Parniani e Xiaowu Shirley Tang con il titolo “Patient-specific hard contact lenses fabricated by vat photopolymerization printing and non-contact fluidization coating”. È importante partire proprio da questa definizione: si tratta di hard contact lenses, quindi lenti rigide personalizzate, non della sostituzione immediata delle comuni lenti morbide disposable prodotte oggi in milioni di pezzi mediante processi industriali altamente automatizzati.
Il problema affrontato dai ricercatori riguarda soprattutto quei pazienti per i quali una lente standard non si adatta bene alla geometria della cornea. Cornee irregolari, astigmatismi complessi e altre condizioni possono richiedere lenti rigide gas-permeabili altamente personalizzate. Oggi il fitting può richiedere più tentativi, diverse lenti diagnostiche e più visite prima di trovare una combinazione soddisfacente fra centratura, comfort e correzione visiva.
La proposta di Waterloo cerca di convertire questo workflow iterativo in un processo digitale:
topografia della cornea → modello matematico → geometria patient-specific → stampa DLP → finitura superficiale → lente.
La differenza rispetto a una semplice lente standard personalizzata nel potere diottrico è sostanziale. Il software non modifica soltanto la correzione ottica, ma può generare una superficie interna conformata sulla topografia specifica della cornea.
La personalizzazione riguarda due superfici diverse
Una lente a contatto deve risolvere contemporaneamente due problemi.
La superficie interna deve interagire correttamente con:
- cornea;
- film lacrimale;
- geometria oculare.
La superficie esterna deve invece fornire la potenza ottica necessaria.
Il gruppo utilizza un algoritmo sviluppato in MATLAB per tradurre i dati di topografia corneale in mappe spaziali di spessore.
In forma semplificata:
superficie posteriore = fit anatomico
superficie anteriore = correzione ottica.
Tra le due viene costruito un profilo di spessore variabile.
È proprio questo controllo locale dello spessore che rende interessante l’additive manufacturing.
Lo spessore non deve essere uniforme
Per correggere miopia o ipermetropia occorre controllare la curvatura ottica.
Nella piattaforma sperimentale vengono realizzati gradienti di spessore programmabili.
Le geometrie riportate nelle descrizioni tecniche associate allo studio arrivano indicativamente da circa 80 a 200 µm in differenti regioni della lente.
Queste dimensioni mostrano immediatamente quanto il problema sia più difficile rispetto a stampare una normale parte in resina.
Una variazione di poche decine di micrometri può avere conseguenze:
- ottiche;
- meccaniche;
- di comfort.
Qui “risoluzione” non equivale automaticamente a precisione ottica
È una distinzione fondamentale.
Una stampante DLP può avere pixel molto piccoli.
Questo non significa automaticamente che la superficie prodotta abbia:
- forma ottica perfetta;
- rugosità adeguata;
- potere refrattivo esatto.
La qualità della lente dipende dall’intera catena:
pixel XY + layer Z + polimerizzazione + shrinkage + post-curing + surface finishing.
Una lente può avere dimensioni globali corrette e comunque generare aberrazioni se la superficie non è sufficientemente regolare.
Il problema principale della stampa layer-by-layer è lo staircase effect
Una superficie curva costruita mediante layer presenta inevitabilmente una discretizzazione lungo Z.
In una normale parte funzionale questo può essere quasi irrilevante.
Su una lente a contatto può diventare problematico perché le micro-irregolarità possono influire su:
- trasparenza;
- scattering;
- comfort;
- attrito sulla palpebra.
Per questo il gruppo non si è limitato a ridurre l’altezza dei layer.
Ha aggiunto un secondo processo dedicato alla superficie.
La soluzione è un coating senza contatto meccanico
Dopo la stampa, la lente viene trattata mediante una tecnica definita non-contact fluidization coating.
L’obiettivo è depositare uno strato molto sottile e uniforme capace di ridurre gli scalini superficiali.
Il vantaggio principale è che la lente non viene:
- lucidata;
- molata;
- premuta contro una superficie.
Questo è importante perché un trattamento meccanico potrebbe modificare proprio la geometria patient-specific che si è cercato di ottenere digitalmente.
Il coating deve quindi fare due cose apparentemente contrastanti:
levigare la micro-rugosità
senza
alterare la macro-geometria ottica.
Separare forma e finitura è una scelta intelligente
Invece di obbligare la stampante a produrre direttamente una superficie ottica perfetta, il processo assegna due compiti differenti.
La stampa costruisce:
- geometria;
- gradiente di spessore.
Il coating controlla:
- qualità superficiale.
È una strategia molto simile a quella utilizzata in molti processi industriali avanzati.
La manifattura additiva produce la near-net geometry.
Un processo secondario porta la superficie alla qualità richiesta.
Nel settore ottico il post-processing non è un dettaglio
Quando si stampa un bracket, una superficie leggermente ruvida può essere perfettamente accettabile.
Una superficie ottica deve invece limitare:
- scattering;
- distorsione;
- irregolarità.
Per questo molte promesse sulla “stampa diretta di ottiche” devono sempre essere analizzate chiedendo:
come viene trattata la superficie dopo la stampa?
Nel caso Waterloo il post-processing è una parte esplicita della tecnologia.
Il materiale è forse ancora più importante della stampante
Una normale resina DLP non può essere utilizzata come lente a contatto semplicemente perché è trasparente.
Un materiale destinato all’occhio deve soddisfare requisiti molto più complessi.
Deve avere:
- biocompatibilità;
- trasparenza;
- permeabilità all’ossigeno;
- proprietà meccaniche adeguate;
- bassa presenza di residui estraibili;
- comportamento stabile in ambiente umido.
Per questo il gruppo ha sviluppato una formulazione silicone-acrilato idrofila specifica per vat photopolymerization.
Silicone e stampa fotopolimerica non sono una combinazione banale
I siliconi sono interessanti nelle lenti perché presentano elevata permeabilità ai gas.
Il problema è renderli compatibili con un processo fotoindotto.
Una resina DLP deve:
- assorbire luce alla lunghezza d’onda corretta;
- polimerizzare rapidamente;
- mantenere la geometria;
- non generare eccessiva dispersione ottica.
Aggiungere componenti che migliorano la printability può però influire negativamente su:
- trasparenza;
- biocompatibilità;
- ossigeno.
La formulazione è quindi un compromesso fra esigenze additive e oftalmiche.
La permeabilità all’ossigeno è essenziale perché la cornea non ha vasi sanguigni
La cornea riceve una parte significativa dell’ossigeno direttamente dall’ambiente attraverso il film lacrimale.
Una lente può ostacolare questo trasporto.
Per questo i materiali moderni vengono valutati attraverso parametri legati alla permeabilità all’ossigeno.
I test riportati per la formulazione di Waterloo mostrano valori nell’ordine di 39 barrer.
È un risultato promettente per il materiale sperimentale.
Ma non significa automaticamente che ogni lente stampata sia clinicamente adatta a qualsiasi durata di porto.
Dk e Dk/t non sono la stessa cosa
Questa distinzione è particolarmente importante.
Dk descrive la permeabilità del materiale.
Dk/t descrive la trasmissibilità della lente e tiene conto anche dello spessore.
Una lente molto spessa realizzata con un materiale altamente permeabile può trasferire meno ossigeno di una lente sottile.
Proprio perché le lenti Waterloo hanno spessore variabile, la valutazione clinica finale deve considerare la geometria effettiva.
Non basta riportare il valore Dk del materiale.
La trasparenza supera il 90% nelle condizioni riportate
Il sistema ha ottenuto una trasmissione della luce visibile superiore al 90% nelle prove riportate.
È un risultato importante perché:
- fotoiniziatore;
- monomeri;
- coating;
- micro-rugosità
possono tutti ridurre la qualità ottica.
La trasparenza, però, non descrive da sola la qualità di una lente.
Un vetro smerigliato può trasmettere molta luce e generare comunque scattering.
Per una lente servono anche verifiche relative a:
- haze;
- aberrazioni;
- potere refrattivo;
- qualità dell’immagine.
Trasparente non equivale automaticamente a otticamente perfetto
È forse una delle semplificazioni più frequenti quando si parla di ottiche stampate.
Due materiali possono avere la stessa trasmittanza totale e qualità di immagine molto differente.
Un dispositivo oftalmico deve controllare la forma della wavefront.
Per questo una vera validazione clinica richiederà misure molto più complete rispetto alla sola trasmissione.
Il coating ha ridotto significativamente gli scalini superficiali
Le misure riportate nelle descrizioni dello studio indicano una riduzione dell’altezza media dello staircase effect da circa:
5 µm
a circa:
1,2 µm.
È una riduzione nell’ordine del 75–80%.
Il dato è interessante perché dimostra che la post-elaborazione non è semplicemente cosmetica.
Interviene su difetti della stessa scala dei parametri ottici rilevanti.
Non significa però che 1,2 µm rappresenti automaticamente una superficie perfetta per ogni prescrizione.
La rugosità influenza anche il comfort
Una lente viene continuamente attraversata dalla palpebra.
Irregolarità microscopiche possono contribuire a:
- attrito;
- discomfort;
- depositi.
La qualità della superficie deve quindi essere valutata non soltanto dal punto di vista ottico.
Ha anche una funzione biologica e tribologica.
La wettability è altrettanto importante
Una lente deve mantenere un film lacrimale sufficientemente uniforme sulla superficie.
Una superficie scarsamente bagnabile può provocare:
- dry spots;
- instabilità ottica;
- discomfort.
L’idrofilia della formulazione e il trattamento superficiale servono quindi anche a controllare l’interazione con il film lacrimale.
Biocompatibilità in vitro non equivale ancora a comfort sull’occhio
Il gruppo ha valutato la cytocompatibility utilizzando cellule epiteliali corneali umane.
I risultati vengono descritti come positivi.
Questo è un passaggio necessario.
Non è però equivalente a dimostrare:
- assenza di irritazione;
- comfort per ore;
- stabilità durante blinking;
- assenza di infiammazione;
- sicurezza nel lungo periodo.
Per questo il team sta preparando studi in vivo.
La lente non è ancora clinicamente validata per uso umano
Questo è il punto fondamentale.
Al 2026 la tecnologia è ancora in fase di ricerca.
Non risultano ancora:
- trial clinici completati;
- autorizzazione FDA;
- marcatura CE;
- prodotto commerciale.
La possibilità di ricevere una lente personalizzata in una singola visita rimane quindi una visione del workflow futuro, non un servizio già disponibile dall’optometrista.
Il dato dei 20 minuti riguarda la fabbricazione sperimentale
Nelle descrizioni tecniche vengono indicati circa:
- 12 minuti di stampa;
- lavaggio;
- coating/finitura;
per un totale nell’ordine di 15–20 minuti.
Questo dimostra un processo rapido.
Ma non significa:
topografia → lente clinicamente pronta sul paziente in esattamente 20 minuti.
Un workflow reale dovrebbe comprendere anche:
- acquisizione dati;
- verifica;
- progettazione;
- preparazione;
- controllo qualità;
- eventuale sterilizzazione/disinfezione;
- fitting clinico.
Il tempo di produzione e il tempo totale della prestazione sono quindi due cose differenti.
Il vantaggio più importante potrebbe non essere la velocità
Ridurre da settimane a minuti la produzione è certamente interessante.
Ma il valore ancora maggiore potrebbe essere ridurre il numero di cicli:
prova → correzione → nuova lente.
Se la topografia corneale viene tradotta correttamente nel modello, una lente potrebbe teoricamente partire molto più vicina alla geometria ideale.
La vera metrica da misurare sarebbe quindi:
numero di refitting necessari per paziente.
Questo dato non è ancora stato dimostrato in una coorte clinica.
La personalizzazione digitale può aiutare soprattutto le cornee irregolari
Le lenti standard vengono prodotte in famiglie discrete di:
- diametro;
- base curve;
- potere.
Sono sufficienti per la maggior parte della popolazione.
La personalizzazione estrema ha più valore quando la superficie oculare esce da questi parametri.
Per esempio in:
- cheratocono;
- irregolarità post-chirurgiche;
- geometrie complesse.
Il paper sviluppa il principio generale patient-specific ma non dimostra ancora outcome clinici su una popolazione affetta da ciascuna di queste condizioni.
La stampa non rende improvvisamente obsolete le lenti convenzionali
Le lenti morbide standard vengono prodotte con processi estremamente efficienti.
Il loro costo unitario può essere molto basso.
Per una lente usa-e-getta identica prodotta in milioni di pezzi, un processo additivo patient-specific potrebbe essere economicamente poco sensato.
L’AM diventa invece interessante quando:
volume per geometria ↓
e
valore della personalizzazione ↑.
È esattamente il caso delle lenti rigide specialistiche.
Mass production e mass customization sono due economie diverse
La produzione convenzionale eccelle nel realizzare:
milioni di lenti uguali.
La stampa 3D potrebbe eccellere nel produrre:
milioni di lenti differenti.
Il numero totale di dispositivi può essere elevato.
La geometria individuale no.
È uno dei casi più puri di mass customization biomedicale.
Non servirebbe mantenere migliaia di geometrie a magazzino
In un modello digitale il catalogo diventa:
software + materiale.
Il centro potrebbe produrre:
- geometria A oggi;
- geometria B cinque minuti dopo;
- geometria C domani.
Senza cambiare:
- stampo;
- utensili;
- linea produttiva.
Il valore della stampa deriva quindi anche dal ridurre la necessità di stock di varianti.
Il software diventa parte integrante del dispositivo
La lente finale dipende da:
- topografia acquisita;
- algoritmo;
- parametri ottici;
- geometria CAD.
Un errore software può quindi tradursi direttamente in un errore fisico.
Questo significa che una futura piattaforma clinica dovrebbe controllare:
- versione algoritmo;
- input;
- prescrizione;
- file;
- tracciabilità.
È una caratteristica comune alla produzione medicale digitalizzata.
Patient-specific non significa semplicemente scannerizzare l’occhio e premere Print
La topografia corneale deve essere tradotta in una superficie funzionale.
È necessario considerare:
- clearance;
- tear film;
- edge geometry;
- centratura;
- ottica.
Quindi:
scansione ≠ lente.
Serve un algoritmo di design.
Il gruppo Waterloo ha sviluppato proprio questo passaggio.
La produzione diretta potrebbe anche eliminare parte del lathe cutting
Molte lenti rigide tradizionali vengono lavorate mediante tornitura di precisione.
Questo permette ottime superfici, ma richiede:
- blank;
- lavorazione;
- polishing;
- competenze.
L’additive manufacturing riduce la quantità di materiale rimosso e permette geometrie che possono essere più difficili da ottenere attraverso una semplice rotazione su tornio.
È particolarmente interessante per superfici non assialsimmetriche.
Una cornea non è necessariamente assialsimmetrica
Un tornio è naturalmente molto efficace per forme rotazionalmente simmetriche.
Una cornea irregolare può invece richiedere variazioni locali.
La stampa additiva non è vincolata a una simmetria di rotazione.
Può produrre:
- geometrie asferiche;
- superfici asimmetriche;
- variazioni locali.
Questo è uno dei vantaggi geometrici fondamentali.
Ma la tornitura resta enormemente più matura
I sistemi lathe-cut hanno decenni di:
- industrializzazione;
- controllo;
- regolamentazione.
Le superfici ottenute possono avere qualità eccellente.
La stampa 3D deve ancora dimostrare di poter mantenere:
- precisione;
- ripetibilità;
- surface quality
su larga scala e nel lungo periodo.
Il confronto non deve quindi essere presentato come una sostituzione già avvenuta.
Il costo “un decimo” rimane una prospettiva, non un dato industriale dimostrato
Alcune comunicazioni secondarie riportano l’obiettivo di ridurre significativamente il costo delle lenti personalizzate, anche fino a circa un decimo.
Non risulta però ancora una produzione commerciale dalla quale ricavare:
- cost per lens;
- labor cost;
- capex;
- quality control cost.
Per questo è più prudente parlare di potenziale riduzione dei costi.
Il vero costo dovrà includere anche:
- topografo;
- stampante;
- materiale;
- software;
- coating;
- QA;
- personale.
Il materiale non è un normale silicone hydrogel commerciale
È importante evitare anche questa semplificazione.
Il gruppo ha sviluppato una formulazione silicone-acrilato idrofila fotopolimerizzabile.
Non basta caricare nella vasca una normale lente silicone-hydrogel liquida.
La chimica è stata progettata specificamente per:
- foto-curing;
- proprietà ottiche;
- interazione biologica.
È proprio questo uno degli elementi inventivi principali.
La ricerca sulle lenti stampate non nasce nel 2026
Diversi gruppi lavorano da anni sul tema.
Già nel 2021 erano state pubblicate lenti stampate con:
- microcanali;
- pattern;
- funzioni sensoriali.
Altri studi hanno esplorato:
- correzione della percezione dei colori;
- UV monitoring;
- drug delivery.
La novità di Waterloo è soprattutto la combinazione di:
topografia patient-specific + lente rigida funzionale + nuovo silicone + DLP + finitura non-contact.
Una seconda linea di ricerca stampa funzioni sopra lenti commerciali
Nel 2024 un gruppo guidato da Haider Butt ha dimostrato una strategia differente.
Invece di stampare l’intera lente, ha utilizzato vat photopolymerization per depositare strutture in hydrogel direttamente su lenti commerciali esistenti.
Sono state dimostrate funzioni come:
- correzione di alcune deficienze cromatiche;
- monitoraggio UV.
È un approccio molto diverso.
La lente convenzionale fornisce:
- ottica;
- comfort;
- base regolata.
La stampa aggiunge:
funzionalità locale.
Stampare sopra una lente può essere più semplice che stampare l’intera lente
Questo approccio evita di dover risolvere contemporaneamente:
- geometria ottica;
- ossigeno;
- meccanica;
- superficie.
Il substrate commerciale è già una lente funzionante.
La stampa 3D diventa un processo di functionalization.
Dal punto di vista della traduzione clinica potrebbe essere interessante proprio perché separa:
lens platform
da
smart function.
Nel 2026 sono state pubblicate anche lenti stampate per drug delivery
Un lavoro su Materials Today Advances ha sviluppato hydrogel HEMA-PEGDA stampati mediante vat photopolymerization e caricati con methylene blue.
I prototipi hanno mostrato:
- elevata trasparenza;
- buona bagnabilità;
- rilascio prolungato del composto.
Il rilascio è stato osservato per almeno 14 giorni nelle condizioni sperimentali.
È un altro esempio di ciò che la stampa 3D può offrire oltre alla semplice correzione visiva.
Una lente può diventare una piattaforma terapeutica
La superficie o il volume del materiale potrebbero contenere:
- farmaci;
- reservoir;
- microcanali.
Questo potrebbe essere utile perché i normali colliri hanno una bioavailability molto bassa.
Blinking e tear drainage rimuovono rapidamente gran parte della dose.
Una lente in contatto prolungato con l’occhio potrebbe invece fornire rilascio più continuo.
Anche qui siamo però principalmente nel campo della ricerca.
Drug-eluting lens ≠ medicinale approvato
Una formulazione che rilascia correttamente un farmaco in laboratorio non è automaticamente un prodotto terapeutico utilizzabile.
Bisogna dimostrare:
- dose;
- cinetica;
- stabilità;
- sicurezza;
- sterilità;
- outcome clinico.
Il dispositivo può inoltre diventare un combination product con requisiti regolatori più complessi.
Le lenti stampate possono integrare anche strutture sensoriali
Le lacrime contengono informazioni su:
- elettroliti;
- metaboliti;
- alcuni biomarcatori.
Da anni vengono studiate smart lenses capaci di monitorare parametri come:
- pressione intraoculare;
- glucosio;
- UV.
La stampa additiva può essere utile perché permette di creare:
- microcanali;
- reservoir;
- geometrie locali.
Ma l’integrazione di sensori introduce immediatamente nuovi problemi.
Un sensore sulla lente deve funzionare senza compromettere la vista
È necessario mantenere libero il campo ottico o utilizzare elementi sufficientemente trasparenti.
Servono inoltre:
- alimentazione;
- comunicazione;
- biocompatibilità.
Una smart contact lens è quindi un sistema molto più complesso di un semplice wearable.
È uno dei motivi per cui molti progetti promettenti non sono ancora arrivati alla pratica clinica.
Nel 2026 è stata esplorata anche una geometria metamateriale
Un altro lavoro ha utilizzato DLP per produrre dischi oculari in hydrogel con architettura auxetic-inspired.
Il materiale idratato ha mostrato un modulo elastico nell’ordine di 0,71 MPa e una rugosità RMS di circa 1,78 µm, notevolmente inferiore rispetto a geometrie emisferiche stampate in modo convenzionale nello stesso studio.
Il risultato mostra un’altra direzione interessante:
non stampare soltanto una lente, ma progettare la microarchitettura della lente.
Una struttura auxetica può controllare la deformazione
Un materiale auxetico presenta comportamento geometrico particolare quando viene deformato.
Invece di restringersi lateralmente quando viene allungato, può espandersi.
Applicato a un dispositivo oculare, questo principio può consentire di controllare:
- conformabilità;
- distribuzione delle tensioni;
- adattamento.
Non significa che le future lenti saranno necessariamente tutte auxetiche.
Dimostra però una libertà progettuale che lo stampaggio convenzionale fatica a offrire.
La vera opportunità dell’AM non è replicare una lente tradizionale
Se la stampa 3D servisse soltanto a realizzare:
la stessa lente sferica standard
probabilmente avrebbe poco senso economico.
Il valore compare quando consente:
- geometria patient-specific;
- gradienti;
- microcanali;
- reservoir;
- multi-materiale;
- funzioni sensoriali.
È la stessa logica osservata in molti altri settori AM.
L’additive manufacturing è più competitivo quando la complessità geometrica produce valore.
Ma l’occhio è uno degli ambienti meno tolleranti agli errori
Una piccola irregolarità che sarebbe irrilevante su una parte meccanica può diventare:
- irritante;
- otticamente percepibile.
La tolleranza biologica è estremamente bassa.
Questo rende il settore molto più difficile di quanto possa sembrare osservando una lente trasparente uscita dalla stampante.
Sterilizzazione e disinfezione dovranno essere integrate nel processo
Una lente da indossare deve essere microbiologicamente sicura.
Qualsiasi percorso commerciale dovrà quindi definire:
- metodo di sterilizzazione o disinfezione;
- packaging;
- shelf life.
Il metodo non deve alterare:
- materiale;
- potere ottico;
- coating.
È un’altra variabile che non viene risolta semplicemente dalla stampa.
Anche i residui di fotopolimerizzazione sono critici
Nella vat photopolymerization possono rimanere:
- monomeri non reagiti;
- fotoiniziatori;
- oligomeri.
In un normale oggetto possono essere accettabili entro determinati limiti.
In un dispositivo che tocca direttamente la cornea devono essere controllati con molta più attenzione.
Il post-curing e il washing diventano quindi processi biomedicali, non semplici passaggi di pulizia.
“Biocompatible resin” non significa automaticamente lente biocompatibile
La biocompatibilità del dispositivo dipende da:
- formulazione;
- conversione;
- washing;
- curing;
- coating;
- residui.
Un materiale può essere stato progettato per la biocompatibilità e produrre comunque un pezzo non conforme se processato male.
È un principio generale della stampa 3D medicale.
La ripetibilità potrebbe essere più difficile della prima lente riuscita
Il risultato scientifico dimostra la feasibility.
Un prodotto industriale deve produrre:
lente 1 = lente 10 = lente 10.000
entro tolleranze molto ristrette.
Questo richiede controllo su:
- intensità DLP;
- resina;
- temperatura;
- aging del materiale;
- coating;
- post-curing.
La commercializzazione dipenderà quindi molto dalla process control.
Il vantaggio della DLP è produrre un intero layer simultaneamente
A differenza di un laser che scansiona punto per punto, DLP proietta l’immagine di un layer.
Questo permette tempi relativamente brevi.
È una delle ragioni per cui la lente può essere prodotta in pochi minuti.
Il tempo non cresce direttamente con la quantità di dettagli XY all’interno dello stesso layer.
Dipende soprattutto dal numero di layer e dai tempi di esposizione.
Per una lente sottile questo è particolarmente favorevole
Lo spessore complessivo è molto limitato.
Il numero di layer può quindi rimanere relativamente basso rispetto a un oggetto volumetrico.
La superficie XY è ampia rispetto all’altezza Z.
È una geometria particolarmente adatta a una tecnologia projection-based.
Si potrebbe anche produrre più di una lente per esposizione
In teoria, una piattaforma DLP sufficientemente grande può proiettare nello stesso layer:
- una lente;
- due;
- più lenti.
Il tempo di esposizione può rimanere simile.
Questo offre potenziale di batch productivity.
Ma la ricerca Waterloo è focalizzata soprattutto sulla personalizzazione e non presenta ancora una linea industriale multi-lente.
La personalizzazione non impedisce quindi necessariamente il parallelismo
Questa è una caratteristica interessante della DLP.
Sul medesimo build plane potrebbero trovarsi geometrie differenti.
Una macchina potrebbe teoricamente produrre:
lente paziente A + lente paziente B + lente paziente C
nello stesso ciclo.
Il digital manufacturing permette di mescolare parti diverse senza cambiare tooling.
È un ulteriore vantaggio rispetto alla produzione basata su forme dedicate.
Il vero confronto economico dovrà essere fatto per caso clinico
Per una lente standard da pochi euro, la produzione convenzionale resterà probabilmente imbattibile.
Per una lente rigida altamente personalizzata che richiede:
- più visite;
- più tentativi;
- lavorazioni specifiche,
la situazione può essere differente.
Il costo da confrontare non è soltanto:
costo di fabbricazione lente A vs lente B.
È:
costo complessivo del fitting clinico.
Se la personalizzazione digitale riduce anche il numero di appuntamenti, il vantaggio economico potrebbe essere molto maggiore.
Ma questo dovrà essere dimostrato clinicamente.
La prima vera metrica sarà probabilmente il first-fit success rate
Invece di concentrarsi soltanto sul tempo di stampa, sarà interessante misurare:
- quanti pazienti ricevono una lente corretta al primo tentativo;
- quante modifiche sono necessarie;
- comfort;
- visual acuity.
Se il sistema raggiungesse un alto first-fit success rate, avrebbe un valore clinico importante.
Il paper 2026 non fornisce ancora questa dimostrazione perché non è uno studio clinico di fitting su larga scala.
Anche i dati di topografia devono essere sufficientemente accurati
Una lente patient-specific non può essere più precisa dell’input da cui viene progettata.
Errori nella mappa corneale possono diventare errori nella geometria della lente.
La catena metrologica diventa quindi:
topografo → algoritmo → printer → coating → lente.
La qualità finale dipende dal componente meno accurato di questa catena.
È un esempio perfetto di personalizzazione digitale end-to-end
Il paziente non viene semplicemente associato a una misura standard.
La propria anatomia diventa direttamente input di produzione.
È la stessa filosofia utilizzata per:
- impianti;
- protesi;
- guide chirurgiche.
La differenza è che una lente costa molto meno e potrebbe essere prodotta in tempi molto più brevi.
Questo potrebbe rendere il modello patient-specific molto più diffuso.
Il lavoro di Waterloo è quindi più importante come piattaforma che come singola lente
I quattro elementi del processo sono:
- acquisizione della geometria;
- computational design;
- materiale stampabile;
- surface engineering.
Separatamente esistevano già molte di queste capacità.
La novità è averle integrate in un workflow coerente.
È esattamente ciò che serve per trasformare un esperimento in una possibile tecnologia clinica.
La stampa 3D delle lenti sta seguendo almeno tre strade differenti
La letteratura attuale mostra tre direzioni abbastanza distinte.
La prima è:
stampare l’intera lente patient-specific.
È il caso Waterloo.
La seconda è:
stampare strutture funzionali sopra una lente commerciale.
È il caso dei lavori su colour correction e UV sensing.
La terza è:
stampare una lente terapeutica o smart con funzioni integrate.
Per esempio:
- drug delivery;
- microfluidica;
- metamateriali.
Questi approcci non sono concorrenti.
Potrebbero convergere.
Una futura lente potrebbe essere contemporaneamente personalizzata, terapeutica e sensoriale
In teoria il workflow potrebbe diventare:
topografia corneale → geometria custom → microcanale → farmaco/sensore → stampa.
È proprio questo il tipo di complessità che favorisce l’AM.
La produzione tradizionale potrebbe richiedere:
- più componenti;
- assembly;
- processi separati.
Una tecnologia additiva multi-materiale potrebbe integrare più funzioni.
Siamo però ancora molto lontani da una piattaforma clinica universale di questo tipo.
Il termine “rivoluzione” va quindi usato con prudenza
La ricerca sta avanzando rapidamente.
Ma le normali lenti stampate, personalizzate e approvate non sono ancora disponibili in milioni di unità.
Al 2026 l’AM ha dimostrato:
- geometrie patient-specific;
- elevata trasparenza;
- permeabilità all’ossigeno;
- cytocompatibility;
- drug release;
- functional coatings.
Deve ancora dimostrare su larga scala:
- comfort clinico;
- sicurezza a lungo termine;
- ripetibilità;
- sterilizzazione;
- economics;
- regulatory approval.
È quindi più corretto parlare di una possibile nuova piattaforma produttiva.
Il risultato di Waterloo è comunque un passaggio importante
La stampa 3D delle lenti non è più soltanto:
“possiamo stampare qualcosa di trasparente a forma di lente?”
La domanda è diventata:
“possiamo trasformare la topografia reale di un occhio in un dispositivo ottico indossabile entro pochi minuti?”
Il lavoro del gruppo di Shirley Tang dimostra che la catena tecnologica comincia ad essere plausibile.
La lente viene progettata digitalmente, prodotta in silicone-acrilato mediante DLP e rifinita con un processo capace di ridurre lo staircase effect senza perdere la forma personalizzata.
Il passaggio successivo non è aggiungere più risoluzione alla stampante.
È dimostrare che quella lente possa essere:
- indossata;
- tollerata;
- riprodotta;
- regolata;
come un vero dispositivo oftalmico.
Se gli studi in vivo e successivamente clinici confermeranno i risultati di laboratorio, l’additive manufacturing potrebbe trovare nelle lenti rigide personalizzate uno dei casi in cui la personalizzazione non è una funzione accessoria, ma il motivo principale per utilizzare la stampa 3D.
Tabelle tecniche
Piattaforma sviluppata a Waterloo
| Fase | Funzione |
|---|---|
| Topografia corneale | Acquisizione della geometria patient-specific |
| Algoritmo MATLAB | Conversione in mappa spaziale di spessore |
| Superficie interna | Adattamento alla cornea |
| Superficie esterna | Correzione refrattiva |
| DLP | Produzione additiva della lente |
| Silicone-acrilato idrofilo | Materiale fotopolimerizzabile e permeabile all’ossigeno |
| Washing/post-curing | Stabilizzazione del materiale |
| Fluidization coating | Riduzione dello staircase effect |
| Controlli | Geometria, ottica, meccanica e cytocompatibility |
Principali risultati sperimentali riportati
| Parametro | Ordine di grandezza / risultato |
|---|---|
| Tempo di stampa | ~12 min |
| Workflow di fabbricazione | ~15–20 min |
| Spessore locale | ~80–200 µm |
| Trasmissione visibile | >90% |
| Oxygen permeability | ~39 barrer |
| Step superficiale prima del coating | ~5 µm |
| Step dopo coating | ~1,2 µm |
| Biocompatibilità | Test in vitro positivi con cellule epiteliali corneali |
| Stato clinico | Studi in vivo in preparazione |
I valori dipendono dalla formulazione e dalle condizioni sperimentali e non costituiscono specifiche di un prodotto commerciale approvato.
Produzione tradizionale e piattaforma additiva patient-specific
| Aspetto | Lenti rigide convenzionali | Waterloo AM |
|---|---|---|
| Produzione | Tornitura/lavorazioni dedicate | DLP |
| Geometria | Personalizzabile ma legata al processo | Derivata digitalmente dalla topografia |
| Forme asimmetriche | Più complesse | Naturalmente gestibili dal CAD |
| Tooling | Lavorazione dedicata | Nessun nuovo tooling per geometria |
| Finitura | Machining/polishing | Non-contact coating |
| Revisione geometria | Nuova lavorazione | Modifica file e ristampa |
| Maturità | Clinicamente consolidata | Proof-of-concept preclinico |
Tre direzioni della stampa 3D delle lenti a contatto
| Strategia | Esempio | Obiettivo |
|---|---|---|
| Intera lente patient-specific | Waterloo 2026 | Fit e correzione personalizzati |
| Functionalization di lente commerciale | Hydrogel stampati su lente | UV sensing, colour correction |
| Lente terapeutica stampata | HEMA-PEGDA + methylene blue | Drug delivery prolungato |
| Architettura metamateriale | DLP hydrogel auxetic-inspired | Proprietà meccaniche programmabili |
Cosa è già stato dimostrato e cosa no
| Claim | Stato 2026 |
|---|---|
| Stampare una lente trasparente | Dimostrato |
| Personalizzare la superficie sulla cornea | Dimostrato digitalmente e geometricamente |
| Programmare gradienti di spessore | Dimostrato |
| Ridurre lo staircase effect | Dimostrato con coating |
| Cytocompatibility in vitro | Dimostrata |
| Indossabilità umana a lungo termine | Non ancora dimostrata |
| Comfort clinico | Da validare |
| First-fit success rate | Da dimostrare |
| Autorizzazione commerciale | Non ottenuta |
| Produzione chairside routinaria | Prospettiva futura |
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).
