Микрожидкостные контактные линзы становятся инструментами нового поколения для ухода за глазами
Слезная пленка, покрывающая глаз, открывает окно в системное и глазное здоровье человека, неся биомаркеры, такие как глюкоза, электролиты и белки. Тем не менее, существующие диагностические подходы, такие как тонометрия или взятие проб слезной жидкости, часто являются инвазивными, нечастыми и непрактичными для ежедневного мониторинга. Аналогичным образом, стандартные глазные капли страдают от плохого удержания препарата из-за моргания и дренажа, что ограничивает их терапевтическое воздействие. Умные контактные линзы появились как убедительная альтернатива. Обеспечивая возможность зондирования в реальном времени и контролируемого высвобождения препарата непосредственно на глаз, они обещают произвести революцию в офтальмологической помощи. Тем не менее, включение тонких микрофлюидных функций в изогнутую, гибкую поверхность мягких линз без ущерба для зрения или комфорта остается сложной инженерной задачей. Устранение этих барьеров требует постоянных инноваций в методах изготовления и интеграции материалов.
В комплексном обзоре (DOI: 10.1038/s41378-025-00909-3), опубликованном 3 апреля 2025 года в журнале Microsystems & Nanoengineering , исследователи из Института прикладной физики Манипала и Университета Манипала в Джайпуре описывают эволюцию микрожидкостных контактных линз (МКЛ) от концепции до клинической возможности. В статье рассматривается, как достижения в области изготовления, охватывающие мягкую литографию, лазерное моделирование и 3D-печатную репликацию форм, позволяют линзам измерять внутриглазное давление, обнаруживать биохимические маркеры и доставлять лекарства по требованию. Благодаря этим возможностям контактные линзы готовы стать универсальной платформой для диагностики, терапии и комфорта пациента.
В обзоре выделяются два основных применения МКЛ: зондирование и лечение. Для диагностики деформируемые микроканалы, встроенные в линзу, реагируют на изменения давления, перемещая индикаторные жидкости, что позволяет проводить точные измерения внутриглазного давления, что имеет решающее значение для лечения глаукомы. Некоторые конструкции достигли чувствительности до 708 мкм/мм рт. ст., что намного превосходит более ранние итерации. MCL также отслеживают биомаркеры слезы, такие как pH, глюкоза, лактат и белки, с помощью колориметрических или флуоресцентных датчиков, считываемых смартфоном. На терапевтическом фронте загруженные лекарственными средствами микрокамеры высвобождают лекарство в ответ на внешние сигналы, такие как магниты или электрические сигналы, или внутренние сигналы, такие как сдвиги pH или давление при моргании. Эти инновации позволяют осуществлять доставку по требованию, сохраняя оптическую прозрачность и гибкость линзы. Методы изготовления лежат в основе этого прогресса: термоформование и репликация PDMS обеспечивают точность; 3D-печать позволяет создавать персонализированные проекты; а фемтосекундные лазеры предлагают сверхтонкую гравировку микроканалов. Хотя масштабируемое производство остается проблемой, эти технологии неуклонно сходятся на практичных, готовых для пациента решениях.
«MCL представляют собой конвергенцию ухода за зрением и передовой диагностики. Наша цель — создать единое носимое устройство, которое органично сочетает в себе биосенсорику, терапевтическую доставку и комфорт для пользователя. Многие из этих технологий все еще находятся в стадии разработки, но прогресс в производстве и материалах обнадеживает. Мы приближаемся к клиническому переводу», - Профессор Саджан Д. Джордж, автор-корреспондент обзора
Будущее MCL простирается далеко за пределы кабинета офтальмолога. В здравоохранении они предлагают преобразующий потенциал для лечения хронических заболеваний глаз, таких как глаукома и синдром сухого глаза, а также для лечения таких заболеваний, как диабетическая ретинопатия, посредством локализованной, устойчивой доставки лекарств. В сочетании с мобильными интерфейсами они обеспечивают удаленную диагностику и персонализированное лечение. За пределами медицины интеграция датчиков, лекарственных систем и даже технологий отображения намекает на применение в спорте, армии и носимых технологиях. Для полной реализации этих возможностей ключевыми будут дальнейшие достижения в масштабируемом производстве, соблюдении нормативных требований и долгосрочной безопасности. Но одно можно сказать наверняка: интеллектуальные линзы быстро переходят от лабораторных прототипов к реальным инструментам в прецизионной медицине.
Источник: Китайская академия наук