„Inteligentní“ kontaktní čočky by mohly umožnit bezdrátovou detekci glaukomu

Foto: Arteum.ro / Pixabay

Většina lidí s raným stádiem glaukomu neví, že ho mají, i když včasná léčba je klíčem ke snížení ztráty zraku. Zatímco detekce jemného zvýšení očního tlaku pomáhá lékařům diagnostikovat glaukom, je náročné a vyžaduje neustálé sledování, zvláště při různých teplotách, které oči zažívají. Nyní vědci prostřednictvím ACS Applied Materials & Interfaces, zveřejněném na Eureka Alert, ukázali prototyp „chytré“ kontaktní čočky, která přesně měří oční tlak bez ohledu na teplotu.

Glaukom, skupina onemocnění, která poškozuje zrakový nerv a vede ke ztrátě zraku. Lékaři při očním vyšetření používají k jednorázovému měření očního tlaku „testy nafouknutí vzduchu“ vyvolávající ucuknutí. Mírné zvýšení tlaku, jinak nepostřehnutelný příznak způsobený nahromaděním tekutiny kolem rohovky, může vést k diagnóze glaukomu.

Vědci testovali způsoby, jak nepřetržitě a pohodlněji detekovat tyto drobné výkyvy tlaku, jako jsou kontaktní čočky, které přenášejí signály do receptorových brýlí. Měnící se teploty, jako například vyjít ven do chladného počasí, však mohou ovlivnit měření čoček. Dengbao Xiao a spolupracovníci tedy chtěli vyvinout kontaktní čočku, která přesně měří a bezdrátově přenáší signály o očním tlaku v reálném čase v širokém rozsahu teplot.

Zaprvé, Xiao a tým navrhli dva miniaturní spirálové okruhy, každý s jedinečným přirozeným vibračním vzorem, který by se měnil při natažení o nepatrné množství, například při změnách tlaku a průměru oka. K vytvoření kontaktních čoček detekujících tlak vědci vložili tyto drobné obvody mezi vrstvy polydimethylsiloxanu, typického materiálu pro kontaktní čočky. Poté bezdrátově přečetli vibrační vzorce vestavěných obvodů tak, že přidrželi cívku blízko čočky, která byla připojena k počítači. Vysílané signály nebyly ovlivněny testy, jejichž cílem bylo napodobit pohyb očí, delší vystavení vlhkosti (pro simulaci vlhkých podmínek v oku) a každodenní opotřebení.

Foto: Převzato z ACS Applied Materials & Interfaces 2024, DOI: 10.1021/acsami.4c02289 / Tiskový zdroj

V laboratorních testech vědci umístili nové čočky na tři jednotlivé vzorky prasečího oka, přičemž kontrolovali oční tlaky a teploty. Kontaktní čočky monitorovaly a bezdrátově přenášely údaje o tlaku od 10 do 50°C. Když byly tlaky počítány ze signálu pouze jednoho okruhu v čočce, výsledky se odchylovaly až o 87 % od skutečných hodnot. Při použití informací z obou okruhů se však hodnoty tlaku lišily pouze o 7 % od skutečné hodnoty, protože kombinace odstranila chyby související s teplotou. Vědci tvrdí, že jejich dvouokruhový „chytrý“ design čoček má potenciál být použit pro přesnou včasnou detekci a monitorování glaukomu, a to i v širokém rozsahu teplot.

Článek byl upraven z tiskové zprávy AAAS, vědecká studie byla publikovaná v ACS pod názvem „Teplotní samokompenzační inteligentní bezdrátová kontaktní čočka pro kvantitativní monitorování nitroočního tlaku“