Inteligentné šošovky dokážu bezdrôtovo odhaliť glaukóm

Väčšina ľudí s glaukómom v ranom štádiu si neuvedomuje, že toto ochorenie majú, hoci včasná liečba je kľúčová pre zníženie straty zraku. Zistenie mierneho zvýšenia očného tlaku pomáha lekárom diagnostikovať glaukóm, ale pravidelné monitorovanie tohto tlaku je náročné, najmä vzhľadom na široké rozpätie teplôt, ktorým je oko vystavené. Výskumníci z ACS Applied Materials & Interfaces teraz informujú o prototype „inteligentnej“ kontaktnej šošovky, ktorá presne meria očný tlak bez ohľadu na teplotu.

Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) má približne 80 miliónov ľudí na celom svete glaukóm, skupinu ochorení, ktoré poškodzujú zrakový nerv a vedú k strate zraku. Lekári používajú počas očného vyšetrenia „pneumotonometrický test“ na jednorazové meranie tlaku vo vnútri oka. Mierne zvýšenie tlaku, sotva badateľný príznak spôsobený hromadením tekutiny okolo rohovky, môže viesť k diagnóze glaukómu.

Výskumníci testujú spôsoby, ako tieto malé výkyvy tlaku kontinuálne a pohodlnejšie detegovať, napríklad pomocou kontaktných šošoviek, ktoré prenášajú signály do špeciálnych okuliarov. Zmeny teploty, napríklad pobyt vonku v chlade, však môžu skresliť merania šošoviek. Preto sa výskumník Dengbao Xiao a jeho kolegovia rozhodli vyvinúť kontaktnú šošovku, ktorá presne meria a bezdrôtovo prenáša údaje o vnútroočnom tlaku v reálnom čase v širokom rozsahu teplôt.

Xiaoov tím pôvodne vyvinul dva miniatúrne špirálové obvody, každý s jedinečným prirodzeným vibračným vzorom, ktorý sa menil pri naťahovaní, napríklad pri zmenách tlaku a priemeru oka. Aby výskumníci vytvorili kontaktné šošovky snímajúce tlak, vložili tieto drobné obvody medzi vrstvy polydimetylsiloxánu, štandardného materiálu na kontaktné šošovky.

Následne pomocou cievky pripojenej k počítaču a umiestnenej vedľa šošovky prečítali vibračné vzory vstavaných obvodov. Prenášané signály neboli ovplyvnené testami simulujúcimi pohyb očí, dlhodobým vystavením vlhkosti (na simuláciu mokrých podmienok v oku) a každodenným nosením.

V laboratórnych testoch výskumníci umiestnili nové šošovky na tri vzorky očí prasaťa a monitorovali vnútroočný tlak a teplotu. Šošovky monitorovali a bezdrôtovo prenášali údaje o tlaku pri teplotách od 10 do 50 stupňov Celzia. Keď sa tlak vypočítal iba s použitím jedného okruhu v šošovke, výsledky sa líšili až o 87 percent. Pri použití informácií z oboch okruhov sa však hodnoty tlaku líšili iba o 7 percent, pretože kombinácia okruhov eliminovala chyby súvisiace s teplotou.

Výskumníci tvrdia, že ich dizajn inteligentných šošoviek s dvoma čipmi má potenciál presne odhaliť a monitorovať glaukóm včas, a to aj v širokom rozsahu teplôt.