Что умеют «умные» контактные линзы?
На данный момент контактные линзы всё чаще применяются в смежных медицинских областях, не только в офтальмологии, для решения самых разных проблем.
Например, при возникновении осложнений после процедуры Lasik (лазерной коррекции внутренней части роговицы) нежелательные симптомы можно устранить с помощью линз. Также линзы помогают при пресбиопии - возрастной дальнозоркости. Такого же эффекта можно добиться с помощью бифокальных линз, принцип работы мультифокальных контактных линз соответствует прогрессивным очкам для близкого, среднего и дальнего расстояния.
Ортокералогические линзы можно использовать для профилактики близорукости, так как с их помощью можно замедлить увеличение глазного яблока.
Но современные технологии позволяют также создавать совершенно новые «умные» контактные линзы, которые в будущем смогут применяться в разных медицинских целях: от контроля онкомаркеров и уровня глюкозы до защиты повреждённой сетчатки от яркого света.
Первая контактная линза со встроенным микрочипом была представлена ещё в 2008 году учёными из Калифорнии. Плата изогнутой формы была сделана из серебра и работала в качестве датчика давления, поэтому могла диагностировать глаукому – заболевание, при котором повышается давление внутри глаза – уже на ранней стадии, предотвращая, таким образом, дальнейшее ухудшение зрения.
В 2010 году появились контактные линзы для диагностики глаукомы, созданные швейцарской микротехнологической компанией Sensimed под брендом Triggerfish. Через год они были разрешены для продажи на территории Евросоюза.
Линзы продаются в комплекте с антенной для получения данных с сенсора, которую необходимо закреплять вокруг глаз, портативным приёмником, закрепляющимся на теле и кабелем, передающим данные с антенны на приёмник.
Измерение уровня сахара в крови при диабете
Новая область применения контактных линз - это методы, основанные на нанотехнологиях, позволяющие улучшить диагностику и лечение других заболеваний.
Одним из наиболее значимых проектов в этом направлении стала цифровая контактная линза, которая была представлена в 2014 году компанией Alphabet и должна была существенно облегчить жизнь людям, страдающим от диабета. Разработчики оснастили линзу сенсорами и датчиками для определения уровня сахара в крови через слёзную жидкость. Так как добиться стабильных результатов измерения было сложно, а линзы были неудобны в использовании, проект закрыли.
Между тем, разработка линз для диабетиков продолжается. Исследователи из Национального института науки и технологий Ульсана в Южной Корее испытывают прототип контактных линз, измеряющих уровень глюкозы в крови. Сейчас проходят клинические испытания на животных. Линзы должны быть более прозрачными, гибкими и комфортными для ношения.
За счёт встраивания электронных частей в изолированные области, связанные гибкими проводниками, и благодаря эластичному материалу, защищающему глазное яблоко, линзы стали более гибкими. В качестве индикатора используется светодиодная лампочка, которая неактивна, пока уровень глюкозы в норме, но включается, когда регистрируются изменения. Питание подаётся через антенну из нановолокна.
Несмотря на некоторые нерешённые пока технические проблемы, корейские учёные полагают, что в течение пяти лет будет выпущена первая коммерческая версия подобных контактных линз.
В Орегонском государственном университете на данный момент разрабатываются контактные линзы, которые должны помочь не только в измерении уровня глюкозы в крови, но и в определении значения мочевой кислоты и уровня pH. Детский диетолог Томас Данн, главный врач детской больницы Auf der Bult в Ганновере, считает, что это могло бы помочь своевременно распознавать побочные действия новых лекарств при лечении диабета 1 и 2 типа.
Уровень глюкозы - не единственное, что можно измерить через слёзную жидкость, отказавшись от анализа крови. Слёзы также содержат химическое вещество под названием лакриглобин, которое служит биомаркером многих онкологических заболеваний - рака молочной железы, толстой кишки, лёгкого, простаты и яичников. Мониторинг уровня лакриглобина позволил бы следить за ходом ремиссии некоторых видов рака.
Ещё одна возможность для медицинского использования «умных» контактных линз – это доставка лекарств. Если бы линзы могли медленно выделять небольшую дозу препарата в течение длительного периода времени, это было бы лучше для пациентов, чем короткие концентрированные дозы, которые они получают, используя глазные капли. Однако пока такие линзы сложно изготовить.
Кроме того, скоро можно будет использовать контактные линзы вместо тёмных очков.
В 2012 году учёные из Бельгии разработали миниатюрный ЖК-дисплей, который можно встроить в линзу, получив эффект затемнения. Вместо солнечных очков возможно будет просто включать и выключать режим затемнения на контактных линзах. Это позволило бы защитить глаза с повреждённой сетчаткой или радужной оболочкой от яркого освещения.
Потенциальные возможности для использования технически усовершенствованных контактных линз в области медицины огромны. Разработки и исследования подобных технологий ведутся во многих странах мира и в скором времени появятся усовершенствованные контактные линзы, которые будут не только максимально функциональными с медицинской точки зрения, но и станут комфортными и безопасными при постоянном ношении.