Intelligente Linsen können Glaukom drahtlos erkennen
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Die meisten Menschen mit Glaukom im Frühstadium sind sich ihrer Erkrankung nicht bewusst, obwohl eine frühzeitige Behandlung entscheidend ist, um den Verlust des Sehvermögens zu verringern. Das Erkennen eines leichten Anstiegs des Augeninnendrucks hilft Ärzten bei der Diagnose von Glaukom, aber eine kontinuierliche Überwachung dieses Drucks ist schwierig, insbesondere angesichts der unterschiedlichen Temperaturen, denen die Augen ausgesetzt sind. Jetzt kündigen Forscher von ACS Applied Materials & Interfaces die Entwicklung eines Prototyps einer intelligenten Kontaktlinse an, die den Augeninnendruck unabhängig von der Temperatur genau misst.
Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) leiden weltweit etwa 80 Millionen Menschen an Glaukom, einer Gruppe von Krankheiten, die den Sehnerv schädigen und zu Sehverlust führen. Ärzte verwenden während einer Augenuntersuchung einen „Pneumotonometrietest“, um eine einmalige Messung des Augeninnendrucks durchzuführen. Ein leichter Druckanstieg, ein subtiles Symptom, das durch die Ansammlung von Flüssigkeit um die Hornhaut verursacht wird, kann zu einer Diagnose von Glaukom führen. P>
Forscher testen Möglichkeiten, diese kleinen Druckschwankungen kontinuierlich und bequemer zu erkennen, beispielsweise Kontaktlinsen, die Signale an spezielle Brillen übertragen. Temperaturschwankungen, beispielsweise beim Aufenthalt in der Kälte, können jedoch die Linsenmessungen verfälschen. Daher beschlossen der Forscher Dengbao Xiao und seine Kollegen, eine Kontaktlinse zu entwickeln, die Daten zum Augeninnendruck über einen weiten Temperaturbereich hinweg genau misst und drahtlos in Echtzeit überträgt.
Xiaos Team entwickelte zunächst zwei Miniatur-Spiralkreise, jeder mit einem einzigartigen natürlichen Schwingungsmuster, das sich bei Dehnung änderte, beispielsweise durch Druck- und Durchmesseränderungen des Auges. Um druckempfindliche Kontaktlinsen zu entwickeln, schlossen die Forscher diese kleinen Schaltkreise zwischen Schichten aus Polydimethylsiloxan ein, einem Standardmaterial für Kontaktlinsen.
Anschließend lasen sie die Vibrationsmuster der eingebetteten Schaltkreise mithilfe einer Spule, die an einen Computer angeschlossen und neben der Linse platziert war. Die übertragenen Signale waren in Tests, die Augenbewegungen, längere Feuchtigkeitseinwirkung (um feuchte Bedingungen im Auge zu simulieren) und tägliche Abnutzung simulierten, keiner Verzerrung ausgesetzt.
In Labortests legten die Forscher die neuen Linsen auf drei Proben von Schweineaugen und überwachten Augeninnendruck und Temperatur. Die Kontaktlinsen überwachten und übertrugen drahtlos Druckdaten bei Temperaturen zwischen 10 und 50 Grad Celsius. Als der Druck aus dem Signal von nur einem Schaltkreis in der Linse berechnet wurde, wichen die Ergebnisse um bis zu 87 % von den tatsächlichen Werten ab. Bei der Verwendung von Informationen aus beiden Schaltkreisen unterschieden sich die Druckwerte jedoch nur um 7 % von den tatsächlichen Werten, da durch die Kombination der Schaltkreise temperaturbedingte Fehler eliminiert wurden.
Forscher sagen, dass ihr intelligentes Linsendesign mit zwei Schaltkreisen das Potenzial für eine genaue Früherkennung und Überwachung von Glaukomen hat, sogar über einen weiten Temperaturbereich hinweg.