Умные контактные линзы контролируют внутриглазное давление и доставляют лекарства

ГлавнаяВ мире Тимур Галчанов

Гибкая линза, которая ощущает давление в глазу и при необходимости выпускает лекарство, может помочь в лечении глаукомы, второй по распространенности причины слепоты в мире.

Компактное беспроводное устройство, разработанное группой китайских ученых и испытанное на глазах свиней и кроликов, определяет повышение внутриглазного давления, что является основной причиной глаукомы. Глаукома — это собирательное название группы заболеваний глаз, при которых поражение зрительного нерва вызывает необратимую потерю зрения и слепоту у миллионов людей во всем мире. Интеллектуальная линза выпускает лекарство для снижения давления внутри глазного яблока, когда это необходимо.

Новое исследование было опубликовано в Nature Communications ( DOI: 10.1038/s41467-022-29860-x ).

Две функции сразу

Недавние усилия по разработке смарт-контактных линз в качестве носимых устройств для лечения заболеваний глаз были сосредоточены либо только на обнаружении изменений внутриглазного давления, либо только на доставке лекарств. Теперь впервые исследователи объединили эти функции. Лечение глаукомы обычно включает введение глазных капель, лазерную терапию или хирургическое вмешательство для снижения внутриглазного давления.

В то время как ученые все еще экспериментируют с различными устройствами для лечения заболеваний глаз, врачи подчеркивают, что профилактика, раннее выявление глаукомы и своевременное лечение глаукомы по-прежнему имеют решающее значение.

Диагностические трудности

«Как только глаукома обнаружена, лечение может остановить или замедлить прогрессирование заболевания в большинстве случаев», — написала Джейми Стейнмец, ученый из Вашингтонского института показателей и оценки здоровья, в 2020 году, анализируя глобальное бремя глазных заболеваний, включая глаукому. .

Однако глаукому обычно трудно диагностировать, потому что пациенты первыми начинают терять периферическое зрение, т. е. видят объекты за пределами центра поля зрения. Кроме того, используемые в настоящее время устройства делают только моментальные измерения внутриглазного давления, которое варьируется в зависимости от активности, циклов сна и бодрствования.

«Вот почему так важно совершенствовать системы мониторинга, уделяя особое внимание рискам среди членов семей пациентов и эффективности ухода после начала лечения», — подчеркнули два года назад Штейнмец и соавторы.

Задача для инженеров

Контактные линзы, которые хорошо прилегают к глазу, очень привлекательны для лечения заболеваний глаз. Однако размещение электрических цепей и датчиков в небольших, гибких, изогнутых и ультратонких линзах представляет собой серьезную проблему для инженеров.

Чтобы это работало, он должен быть достаточно чувствительным, чтобы обнаруживать изменения давления и высвобождать точное количество лекарства по требованию. Все это не блокирует ваше зрение и не раздражает глаза.

«Установка сложной тераностической системы (сочетающей диагностику с терапией для лучшей персонализации лечения — прим. .

Однако кажется, что Ян и его команда добились прогресса — по крайней мере, в производстве прототипа объектива. Устройство имеет встроенные датчики для предотвращения возможного раздражения глаз и уникальный рисунок, вырезанный лазером. Линза предназначена для лечения острой формы глаукомы, которая может возникнуть в результате внезапного или постепенного увеличения давления жидкости внутри глаза.

Два слоя линз

Двухслойная линза покрыта антиглаукомным препаратом бримонидином. Между слоями помещался сверхтонкий воздушный «карман». Слой, расположенный ближе к глазу, подключен к электрической цепи, которая регистрирует изменения внутриглазного давления по мере того, как воздух в «кармане» сжимается внешним давлением глаза. Если внутриглазное давление становится высоким, система высвобождает бримонидин.

«Двухслойная конструкция линзы позволила создать компактную конструкцию, в которой разместилось множество электронных модулей в периферийной области контактной линзы. Это значит, что они не должны загораживать обзор тем, кто носит линзы», — пишут Ян и его коллеги.

Устройство испытывали на глазных яблоках свиней и живых кроликов. Необходимы дополнительные исследования, прежде чем линза будет испытана на людях.

Однако ученые сообщают, что результаты исследований многообещающие, а их устройство может обнаруживать изменения внутриглазного давления, доставлять лекарства против глаукомы и быстро снижать внутриглазное давление.

«Эта интеллектуальная система предлагает многообещающий подход, который можно использовать при лечении других офтальмологических заболеваний», — пишут Ян и др. Кроме того, исследователи говорят, что их методы производства совместимы с крупномасштабными и экономически эффективными производственными процессами, которые в настоящее время используются для производства компьютерных компонентов. Таким образом, устройство может быть легко запущено в производство.

 

Источник: Science Alert, фото:  איתן טל , CC BY 3.0


Это интересно


Новости партнеров