“Intelligente” Kontaktlinsen könnten helfen, eine der Hauptursachen für Erblindung zu behandeln, sagen Wissenschaftler

Eine flexible Kontaktlinse, die den Augendruck misst und bei Bedarf ein Medikament freisetzt, könnte bei der Behandlung helfen Glaukomdas weltweit zweithäufigste Erblindungsursache weltweit.

Das kompakte drahtlose Gerät, das von einem Team chinesischer Forscher entwickelt und bisher in Schweine- und Kaninchenaugen getestet wurde, scheint den steigenden Augendruck, eine der üblichen Ursachen für Glaukom, zu erkennen und zu reduzieren.

Glaukom ist ein Überbegriff für eine Gruppe von Augenkrankheiten, bei denen eine Schädigung des Sehnervs, der visuelle Informationen an das Gehirn weiterleitet, zu irreversiblem Sehverlust und Blindheit führt Millionen Menschen weltweit.

Wo diese neue Forschung an Boden gewinnt, ist die Entwicklung eines Geräts, das in der Lage ist, Änderungen des Augendrucks zu erkennen und bei Bedarf therapeutische Medikamente abzugeben.

Jüngste Bemühungen zur Entwicklung intelligenter Kontaktlinsen als tragbare Geräte zur Behandlung von Augenerkrankungen konzentrierten sich entweder auf die Erfassung von Druckänderungen im Auge oder die Verabreichung eines Medikaments – aber nicht beides – und die Glaukombehandlung umfasst normalerweise Augentropfen, Lasertherapie oder eine Operation zur Verringerung des Augendrucks

Obwohl es aufregend klingt, sollten Sie bedenken, dass die Früherkennung des Glaukoms und die rechtzeitige Behandlung von entscheidender Bedeutung bleiben, da Wissenschaftler weiterhin mit allen möglichen raffinierten Geräten zur Behandlung von Augenkrankheiten experimentieren.

„Einmal entdeckt, kann die Therapie des Glaukoms seine Verschlechterung in den meisten Fällen aufhalten oder verlangsamen“, sagt Jaimie Steinmetz, Forscherin am Institute for Health Metrics and Evaluation in Washington, und Mitarbeiter schrieb im Jahr 2020 bei der Analyse der globalen Belastung durch Augenkrankheiten, einschließlich Glaukom.

Aber ein Glaukom ist normalerweise schwer zu erkennen, da das periphere Sehen zuerst nachlässt und Geräte, die zur Diagnose des Zustands verwendet werden, nur Momentaufnahmen liefern Augeninnendruckdie mit Aktivität und Schlaf-Wach-Zyklen schwankt.

„Daher ist es wichtig, die Überwachungssysteme zu verbessern, das Risiko bei Familienmitgliedern von Fällen und die Wirksamkeit der Pflege nach Beginn der Behandlung hervorzuheben“, Steinmetz und Co-Autoren betonen.

Kontaktlinsen, die eng am Auge anliegen, sind jedoch sehr attraktiv für die Bereitstellung von Therapien für Augenerkrankungen. Aber die Integration elektrischer Schaltkreise und Sensoren in kleine, flexible, gebogene und ultradünne Kontaktlinsen präsentiert sich eine ernsthafte technische Herausforderung.

Damit so etwas funktioniert, muss es empfindlich genug sein, um Druckänderungen zu erkennen und bei Bedarf präzise Mengen des Medikaments freizusetzen – und das alles, ohne die Sicht zu blockieren und das Auge zu reizen.

„Es ist eine große Herausforderung, ein kompliziertes theranostisches System, das aus mehreren Modulen zusammengesetzt ist, auf einer Kontaktlinse zu installieren“, erklärt der Elektroingenieur Cheng Yang von der Sun Yat-Sen University und seine Kollegen schreiben in ihrem Papier.

Aber es scheint, dass Yang und seine Kollegen Fortschritte gemacht haben – zumindest bei der Herstellung einer Prototyplinse, in die mehrere Sensoren eingebettet sind, um mögliche Augenreizungen zu vermeiden, und ein einzigartiges lasergeschnittenes Schneeflockendesign.

Es wurde zur Behandlung des akuten Engwinkelglaukoms entwickelt, einer weniger häufigen Form des Glaukoms, die durch einen plötzlichen oder allmählichen Aufbau von Flüssigkeitsdruck im Auge auftreten kann.

Laut Forschern ist die doppelschichtige Linse mit einem Anti-Glaukom-Medikament beschichtet, Brimonidin, und dazwischen einen hauchdünnen Luftfilm. Dieser Luftfilm ist mit einem freitragenden elektrischen Schaltkreis verbunden, der Änderungen des Augeninnendrucks erfasst, wenn die Lufttasche durch den nach außen gerichteten Druck des Auges komprimiert wird.

Wenn der Augendruck ein hohes Risikoniveau erreicht, löst das drahtlose System die Freisetzung von aus Brimonidin, der von der Unterseite der Linse über die Hornhaut ins Auge fließt, angetrieben durch einen elektrischen Strom in einem Prozess, der als Iontophorese bekannt ist.

“Das doppelschichtige Linsendesign ermöglichte eine kompakte Struktur, um mehrere elektronische Module aufzunehmen, die im Randbereich der Kontaktlinse positioniert sind”, was bedeutet, dass es die Sicht des Trägers nicht blockieren sollte, schreiben Yang und Kollegen.

Bisher wurde das Gerät jedoch nur an Schweine-Augäpfeln und lebenden Kaninchen getestet, sodass weitere Forschung erforderlich ist, bevor die Linse zu klinischen Tests am Menschen übergehen kann.

Aber vorerst haben die Forscher berichtet, dass ihr Gerät Änderungen des Augeninnendrucks erkennen, Anti-Glaukom-Medikamente über Iontophorese abgeben und den Augendruck wie vorgesehen „schnell reduzieren“ kann.

In diesen Experimenten blieb auch der Kaninchenaugendruck niedrig und stieg nicht wieder an, wie es beim Abtropfen der Augen der Fall war Brimonidin wurden als Kontrollbehandlung geliefert, daher sieht es etwas vielversprechend aus.

„Dieses intelligente System bietet vielversprechende Methoden, die auf andere Augenerkrankungen ausgeweitet werden könnten“, sagten Yang und Kollegen schreiben.

Außerdem die Forscher sagen Ihre Herstellungsmethoden sind mit den groß angelegten und kostengünstigen Herstellungsprozessen kompatibel, die derzeit zur Herstellung von Computerleiterplatten verwendet werden. So unansehnlich dieses Gerät auch klingen mag, es könnte relativ einfach hergestellt werden.

Aber natürlich müssen wir genau beobachten, was zukünftige Forschungen letztendlich zeigen.

Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation.

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