自動化実験/濡れ性計測2026/10/23arXiv:2610.32188

コンタクトレンズ濡れ性評価のための自動接触角測定プラットフォームRAISE-Vision

RAISE-Vision: An Automated Contact Angle Measurement Platform for Contact Lens Wettability Characterization

曲面ヒドロゲル上での接触角測定を自動化するロボットプラットフォームを開発し、コンタクトレンズの濡れ性評価を再現性高く行えることを示した。

詳しい要約

1. どんなもの？

- コンタクトレンズ材料・表面コーティング開発のための in vitro 接触角(CA)測定を自動化するプラットフォーム RAISE-Vision の提案 - Robotic Autonomous Imaging Surface Evaluator for vision applications の略 - 曲面ヒドロゲル表面上の sessile drop 法による CA 測定を、liquid handler 内で自動反復する - 空気曝露中のコンタクトレンズ濡れ性解析への応用を想定

2. 先行研究と比べてどこがすごい？

- 既存の sessile drop 法による in vitro CA 文献は、実験室間・操作者間のプロトコル差により repeatability・reliability・comparability が損なわれていた - RAISE-Vision は自動化により操作者変動を最小化し、標準化された in vitro 濡れ性解析の基盤を提供 - 曲面対応の独自画像処理を備え、手動プロトコルや商用ソフトとの同等性も確認

3. 技術・手法の肝は？

- 3D プリント製の lens mount、camera holder、drying apparatus などカスタムハードウェアを設計 - liquid handler 内で自動反復 sessile drop ワークフローを実現 - 取得画像を自作オープンソース画像処理スクリプトへ直接入力 - 曲面状の CA 決定のため elliptical fit と tangent 法を組み合わせ、液滴形状の変化に対応

4. どうやって有効だと検証した？

- senofilcon A コンタクトレンズの CA を空気中で10回連続測定し、62.6 ± 5.5° から 83.4 ± 2.1° への変化を記録 - 類似の手動プロトコルによる結果を再現(p = 0.470) - 自作画像処理スクリプトは商用 CA 決定ソフトと同等の結果を別途示した(p = 0.343)

5. 議論はある？

- 操作者変動の最小化に加え、標準化された in vitro コンタクトレンズ濡れ性解析と空気曝露中の表面濡れ挙動理解の基盤を提供 - 限界・課題についての具体的な議論は要旨からは不明 - 測定回数や試料数、再現性の詳細な統計評価は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は？

- sessile drop 法によるコンタクトレンズ in vitro CA の既存文献(プロトコル差・再現性の問題を扱う研究) - senofilcon A コンタクトレンズの濡れ性に関する研究 - elliptical fit 法および tangent 法を用いた接触角決定手法 - 商用 CA 決定ソフトウェアとの比較対象となった手法 - liquid handler を用いた自動化実験プラットフォームに関する研究

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Erin Ng, Mohammad Nazeri, Julie S Liu, Tithi Choksi, Lyndon Jones, Frank Gu

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Contact angle (CA) is a common parameter measured in the development of novel contact lens materials and surface coating technologies. Existing literature on in vitro CA of contact lenses via the sessile drop method is hindered in repeatability, reliability, and comparability due to inter-laboratory and inter-operator protocol variation. In this work, the Robotic Autonomous Imaging Surface Evaluator for vision applications (RAISE-Vision) is introduced as an automated platform for CA measurement on curved hydrogel surfaces, with specific application to in vitro contact lens wettability analysis throughout air exposure. Customized 3D printed hardware, such as lens mounts, camera holders and drying apparatuses, was designed to facilitate an automated repeated sessile drop workflow within a liquid handler. Collected images were directly fed to a custom open-source image processing script for CA determination on a curved surface that combines the elliptical fit and tangent methods to allow for variations in droplet shape. The CA of senofilcon A contact lenses measured using the RAISE-Vision platform increased from $62.6 \pm 5.5^\circ$ to $83.4 \pm 2.1^\circ$ over 10 sequential measurements in air and was able to replicate results obtained using an analogous manual protocol ($p = 0.470$). The custom image processing script was also separately demonstrated to generate comparable results to a commercially available CA determination software ($p = 0.343$). Aside from minimizing operator variability for CA measurement, RAISE-Vision provides a platform for standardized in vitro contact lens wettability analysis and understanding of surface wetting behaviour during air exposure.

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