8 апреля 2026 г. исследователи изучили прототип «умной» контактной линзы, способной точно измерять внутриглазное давление в любых температурных условиях. Соответствующая статья была опубликована 10 мая 2024 года в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, около 3 миллионов человек в США страдают глаукомой. Традиционные методы выявления глаукомы включают использование «пневмотонометрии» во время офтальмологических осмотров, которая обеспечивает разовые измерения внутриглазного давления. Незначительное повышение давления, вызванное скоплением жидкости вокруг роговицы, является тонким симптомом, который может привести к диагностике глаукомы.

Инновация: термостойкие «умные» линзы

Для улучшения обнаружения этих微小 колебаний давления исследователи изучили различные методы, включая контактные линзы, передающие сигналы на принимающие очки. Однако изменения температуры, например, при выходе на холодную погоду, могут повлиять на точность этих измерений. Решая эту проблему, исследователь Dengbao Xiao и его команда поставили цель разработать контактную линзу, способную точно измерять и беспроводным способом передавать сигналы в реальном времени о внутриглазном давлении в широком диапазоне температур.

Дизайн и тестирование новых контактных линз

Xiao и его команда разработали две миниатюрные спиральные схемы, каждая из которых имеет уникальную картину естественных колебаний, которая меняется при растяжении из-за незначительных изменений давления и диаметра глаза. Исследователи внедрили эти схемы между слоями полидиметилсилоксана — распространенного материала для контактных линз, создав линзы, детектирующие давление.

Затем команда беспроводным способом считала картины колебаний встроенных схем, удерживая катушку, подключенную к компьютеру, вблизи линзы. Было обнаружено, что передаваемые сигналы не подвержены влиянию тестов, имитирующих движение глаз, длительное воздействие влаги (моделирующее влажные условия в глазу) и ежедневный износ.

Результаты и потенциал двухконтурной конструкции

В лабораторных испытаниях исследователи поместили новые линзы на три отдельных глазных образца свиньи, контролируя внутриглазное давление и температуру. Контактные линзы отслеживали и беспроводным способом передавали данные о давлении в диапазоне от 10°C до 50°C. При расчете давления по сигналу только одного контура результаты отклонялись от истинных значений до 87%. Однако при использовании информации от обоих контуров показания давления отличались от истинного значения всего на 7%, поскольку комбинация устраняла ошибки, связанные с температурой.

Исследователи полагают, что их двухконтурная конструкция «умной» линзы может быть использована для точного раннего выявления и мониторинга глаукомы, даже в широком диапазоне температур. Это достижение может привести к более надежному и менее инвазивному мониторингу глаукомы для пациентов по всему миру.

Понимание глаукомы

Глаукома — это группа заболеваний глаз, которые повреждают зрительный нерв — жизненно важную связь между глазом и мозгом, и является одной из ведущих причин слепоты у людей старше 60 лет. Часто связанная с повышением внутриглазного давления, глаукома может привести к потере зрения, если не диагностировать и не лечить ее на ранней стадии. Давление повышается, когда внутриглазная жидкость не может нормально отводиться, накапливаясь и давя на нежные волокна зрительного нерва, постепенно разрушая их. Этот процесс обычно происходит постепенно и безболезненно, поэтому многие люди могут не заметить изменения зрения, пока заболевание не достигнет поздней стадии.

Существует несколько типов глаукомы, причем двумя основными категориями являются открытоугольная глаукома (медленная и прогрессирующая) и закрытоугольная глаукома (внезапная и более драматичная по началу). Лечение может включать медикаменты, лазерное лечение или хирургическое вмешательство, все из которых направлены на снижение внутриглазного давления для предотвращения дальнейшего повреждения зрительного нерва и сохранения существующего уровня зрения. Регулярные осмотры глаз имеют решающее значение, так как они могут обнаружить ранние признаки глаукомы, что позволяет своевременно вмешаться, которое может замедлить или предотвратить потерю зрения.

Источник: Xu Li et al, Temperature Self-Compensating Intelligent Wireless Measuring Contact Lens for Quantitative Intraocular Pressure Monitoring, ACS Applied Materials & Interfaces (2024). DOI: 10.1021/acsami.4c02289