研究人員開發(fā)出無需電池的智能隱形眼鏡,可按需提供青光眼藥物
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可感應眼內壓力的增加,并在壓力超過一定水平時釋放抗青光眼藥物。
作者:Claire
出品:財經涂鴉
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近日,廣州中山大學的研究人員在Nature Communications上發(fā)表了標題為“用于電感應和調節(jié)眼壓的智能無線治療診斷隱形眼鏡”(Intelligent wireless theranostic contact lens for electrical sensing and regulation of intraocular pressure)的研究。該研究為用于治療青光眼的智能隱形眼鏡的早期研究,它旨在感應眼內不斷上升的流體壓力,并根據需要自動輸送藥物。
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青光眼是一種眼部疾病,會損害視神經,如果不治療會導致失明。據英國青光眼慈善機構稱,這種疾病的最常見形式,稱為原發(fā)性開角型青光眼,被認為會影響75歲以上的近10%的人。
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這種疾病通常是由眼內壓力增加引起的,是積液的結果。因此,需要長期和持續(xù)的眼壓跟蹤來識別導致眼部損傷的眼壓波動。
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當前的IOP(intraocular pressure,原位感應眼壓)測量設備,例如眼壓計,需要經過培訓的臨床醫(yī)生操作,并且可能無法識別關鍵的IOP波動。現(xiàn)有的抗青光眼藥物遞送方法,例如滴眼液,依賴于局部途徑來降低 IOP。然而,由于生物利用度低、副作用和依從性差,此類途徑一直具有挑戰(zhàn)性。因眼壓突然升高而發(fā)生的急性閉角型青光眼等高危疾病通常表現(xiàn)為惡心和頭痛,阻礙患者自行用藥。
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研究認為,基于隱形眼鏡的可穿戴眼壓傳感器與微流控芯片、諧振電路、光子和壓阻晶體集成,可實現(xiàn)無線眼壓跟蹤和電子藥物輸送,對青光眼患者非常有益。
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研究人員開發(fā)了一種無線治療診斷隱形眼鏡傳感器,用于IOP并按需提供抗青光眼藥物。該傳感器利用“電感-電容-電阻”電路的感應模量進行 IOP 感應,并利用無線功率傳輸電路的多個輸送模量進行藥物管理。
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壓力傳感器和無線功率傳輸設備夾在鏡頭邊緣周圍,不會阻擋佩戴者的視線或刺激眼睛。當眼內壓力增加時,上下晶狀體之間的間隙減小。這由壓力傳感器通過懸臂來檢測。然后,傳感器向無線系統(tǒng)發(fā)送信號,該系統(tǒng)隨后觸發(fā)從附著在電極上的水凝膠中釋放溴莫尼定(brimonidine)等抗青光眼藥物,并使其能夠穿過眼睛的角膜。該藥物可降低眼內壓力。
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研究顯示,這種隱形眼鏡已經在豬和活兔子的眼睛上進行了測試。在兔子實驗中,與通過眼藥水遞送的相同藥物相比,通過晶狀體遞送的藥物能夠在30分鐘內逐漸將眼內壓降低約三分之一,并且有助于在更長的時間內維持這些水平。
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研究認為,微創(chuàng)、智能、無線和治療診斷功能,賦予無線治療診斷隱形眼鏡作為青光眼治療的極具前景的系統(tǒng)。該設計可以大規(guī)模生產,其制造過程相對簡單,類似于印刷電路板的商業(yè)生產。此外,該方法還可以擴展以幫助解決其他眼部疾病。
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伯明翰大學炎癥與衰老研究所的Zubair Ahmed教授評論這項研究時表示,這項研究可能非常令人興奮,眼壓升高對大多數(shù)青光眼患者來說是一個重大隱患。他表示,“制造這種隱形眼鏡所需的材料很便宜,很快就可以大規(guī)模生產”。
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此外,他認為,該技術有進一步發(fā)展的潛力。“我們現(xiàn)在可以想象,佩戴這些隱形眼鏡的青光眼患者不僅會收到有關眼內壓力的實時信息,隱形眼鏡內置的無線功能還可以輕松地與智能手機上的應用程序進行通信,在需要時接受例如減壓藥物的指令?!?/p>