Mikrofluidiskās kontaktlēcas kļūst par nākamās paaudzes acu aprūpes instrumentiem

Mikrofluidiskās kontaktlēcas kļūst par nākamās paaudzes acu aprūpes instrumentiem

Asaru plēve, ko izdala acs, nodrošina logu uz cilvēka sistēmisko un acu veselību un satur biomarķierus, piemēram, glikozi, elektrolītus un olbaltumvielas. Tomēr esošās diagnostikas metodes, piemēram, tonometrija vai asaru palpācija, bieži ir invazīvas, retas un nepraktiskas ikdienas uzraudzībai. Tāpat standarta acu pilienu ārstēšanas metodes cieš no sliktas zāļu aiztures mirkšķināšanas un drenāžas dēļ, tādējādi ierobežojot to terapeitisko iedarbību. Viedās kontaktlēcas ir kļuvušas par pārliecinošu alternatīvu. Iespējojot reāllaika sensoru un kontrolētu zāļu izdalīšanos tieši acī, tie sola revolucionizēt oftalmoloģisko aprūpi. Smalku mikrofluidisko īpašību iekļaušana mīksto lēcu izliektajā, elastīgajā virsmā, neapdraudot redzi vai komfortu, joprojām ir milzīgs inženierijas izaicinājums. Lai novērstu šos šķēršļus, būs nepieciešami nepārtraukti jauninājumi rūpnīcu un materiālu integrācijā.

Visaptverošā pārskatā (doi: 10.1038/s41378-025-00909-3), kas publicēts 2025. gada 3. aprīlī,Mikrosistēmas un nanoinženierijasPētnieki no Manipal Lietišķās fizikas institūta un Manipal Universitātes Džaipuras demonstrē mikrofluidisko kontaktlēcu (MCL) izstrādi no koncepcijas līdz klīniskai iespējamībai. Rakstā ir aplūkots, kā ražošana ir uzlabojusi mīksto litogrāfiju, lāzera modelēšanu un 3D drukāto veidņu replikāciju. Tas ļauj objektiem izmērīt iekšējo spiedienu, noteikt bioķīmiskos marķierus un piegādāt medikamentus pēc pieprasījuma. Izmantojot šīs funkcijas, kontaktlēcas ir gatavas kļūt par visaptverošu platformu diagnostikai, terapijai un pacientu komfortam.

Pārskatā ir izcelti divi galvenie MCL lietojumi: noteikšana un ārstēšana. Diagnostikai lēcā iestrādātie deformējamie mikrokanāli reaģē uz spiediena izmaiņām, izmantojot pārvietošanās indikatoru šķidrumus, tādējādi klasificējot precīzus acs iekšējā spiediena mērījumus glaukomas ārstēšanai. Dažas konstrukcijas ir sasniegušas jutību līdz 708 μm/mmHg, ievērojami pārsniedzot iepriekšējās iterācijas. MCL arī izseko asaru biomarķierus, piemēram, pH, glikozi, laktātu un olbaltumvielas, izmantojot viedtālrunī nolasāmus kolorimetriskos vai fluorescējošos sensorus. Terapeitiskajā frontē ar zālēm piepildītās mikrokameras izsniedz zāles, reaģējot uz ārējiem signāliem, piemēram, magnētiem vai elektriskiem signāliem, vai iekšējiem signāliem, piemēram, pH izmaiņām vai mirgojošu spiedienu. Šīs inovācijas nodrošina piegādi pēc pieprasījuma, vienlaikus saglabājot objektīva optisko skaidrību un elastību. Ražošanas metodes ir šī progresa pamatā: termoformēšana un PDMS replikācija nodrošina precizitāti; 3D druka nodrošina personalizētu dizainu; un femtosekundes lāzeri piedāvā īpaši smalkus mikrokanālu gravētājus. Lai gan mērogojama ražošana joprojām ir izaicinājums, šīs tehnoloģijas turpinās pārvērsties praktiskos, pacientam gatavos risinājumos.

MCL ir redzes aprūpes un uzlabotas diagnostikas konverģence. Mūsu mērķis ir izveidot vienu, valkājamu ierīci, kas nevainojami apvieno biosensēšanu, terapeitisko piegādi un lietotāja komfortu. Daudzas no šīm tehnoloģijām joprojām tiek izstrādātas, taču ražošanas un materiālu progress ir iepriecinošs. Mēs tuvojamies klīniskajai tulkošanai. "

Prof. Sajans D. Džordžs, pārskata atbilstošais autors

MCL nākotne sniedzas tālu ārpus oftalmologa biroja. Veselības aprūpē tie piedāvā transformācijas potenciālu, lai ārstētu hroniskas acu slimības, piemēram, glaukomu un sausās acs sindromu, vienlaikus ārstējot arī tādas slimības kā diabētiskā retinopātija, izmantojot lokalizētu, ilgstošu zāļu piegādi. Apvienojumā ar mobilajām saskarnēm tie nodrošina attālinātu diagnostiku un personalizētu ārstēšanu. Sensoru, zāļu sistēmu un pat displeja tehnoloģiju integrācija paplašinās, lai izmantotu sporta, militārās un valkājamās tehnoloģijas. Lai pilnībā realizētu šīs iespējas, izšķiroša nozīme būs pastāvīgam progresam mērogojamā ražošanā, normatīvo aktu atbilstībā un ilgtermiņa drošībā. Taču viena lieta ir skaidra: viedās lēcas ātri pāriet no laboratorijas prototipiem uz praktiskiem instrumentiem precīzā veselības aprūpē.

Avoti: