Mikrofluidné kontaktné šošovky sa objavujú ako nástroje novej generácie pre starostlivosť o oči

Transparenz: Redaktionell erstellt und geprüft.
Veröffentlicht am

Slzný film, ktorý oko vylučuje, poskytuje okno do systémového a očného zdravia človeka a nesie biomarkery, ako je glukóza, elektrolyty a proteíny. Existujúce diagnostické prístupy, ako je tonometria alebo palpácia sĺz, sú však často invazívne, zriedkavé a nepraktické pre každodenné monitorovanie. Podobne aj štandardná liečba očnými kvapkami trpí slabou retenciou liečiva v dôsledku žmurkania a drenáže, čím sa obmedzujú ich terapeutické účinky. Inteligentné kontaktné šošovky sa ukázali ako presvedčivá alternatíva. Umožnením snímania v reálnom čase a riadeného uvoľňovania liečiva priamo do oka sľubujú revolúciu v očnej starostlivosti. Začlenenie citlivých mikrofluidných prvkov do zakriveného, ​​flexibilného povrchu mäkkých šošoviek bez ovplyvnenia videnia alebo...

Mikrofluidné kontaktné šošovky sa objavujú ako nástroje novej generácie pre starostlivosť o oči

Slzný film, ktorý oko vylučuje, poskytuje okno do systémového a očného zdravia človeka a nesie biomarkery, ako je glukóza, elektrolyty a proteíny. Existujúce diagnostické prístupy, ako je tonometria alebo palpácia sĺz, sú však často invazívne, zriedkavé a nepraktické pre každodenné monitorovanie. Podobne aj štandardná liečba očnými kvapkami trpí slabou retenciou liečiva v dôsledku žmurkania a drenáže, čím sa obmedzujú ich terapeutické účinky. Inteligentné kontaktné šošovky sa ukázali ako presvedčivá alternatíva. Umožnením snímania v reálnom čase a riadeného uvoľňovania liečiva priamo do oka sľubujú revolúciu v očnej starostlivosti. Začlenenie jemných mikrofluidných prvkov do zakriveného, ​​flexibilného povrchu mäkkých šošoviek bez ohrozenia videnia alebo pohodlia zostáva obrovskou inžinierskou výzvou. Riešenie týchto prekážok si bude vyžadovať neustálu inováciu v integrácii tovární a materiálov.

V komplexnej recenzii (doi: 10.1038/s41378-025-00909-3) zverejnenej 3. apríla 2025 v r.Mikrosystémy a nanoinžinierstvoVýskumníci z Manipal Institute of Applied Physics a Manipal University Jaipur demonštrujú vývoj mikrofluidných kontaktných šošoviek (MCL) od konceptu po klinickú realizovateľnosť. Článok skúma, ako výroba pokročila v mäkkej litografii, laserovom vzorovaní a 3D tlačenej replikácii foriem. Umožňuje objektom merať vnútorný tlak, detegovať biochemické markery a podávať lieky na požiadanie. Vďaka týmto vlastnostiam sú kontaktné šošovky pripravené stať sa univerzálnou platformou pre diagnostiku, terapiu a pohodlie pacienta.

Prehľad zdôrazňuje dve základné aplikácie pre MCL: detekciu a liečbu. Na diagnostiku reagujú deformovateľné mikrokanály zabudované v šošovke na zmeny tlaku prostredníctvom indikačných tekutín vytesnenia, čím klasifikujú presné merania vnútroočného tlaku pre liečbu glaukómu. Niektoré návrhy dosiahli citlivosť až 708 μm/mmHg, čo ďaleko prevyšuje predchádzajúce iterácie. MCL tiež sledujú biomarkery sĺz, ako je pH, glukóza, laktát a proteíny, prostredníctvom kolorimetrických alebo fluorescenčných senzorov čitateľných smartfónom. Na terapeutickej fronte mikrokomôrky naplnené liekmi vydávajú lieky v reakcii na vonkajšie podnety, ako sú magnety alebo elektrické signály, alebo vnútorné, ako sú posuny pH alebo blikajúci tlak. Tieto inovácie umožňujú dodanie na požiadanie pri zachovaní optickej čistoty a flexibility šošovky. Výrobné metódy podporujú tento pokrok: tvarovanie za tepla a replikácia PDMS poskytujú presnosť; 3D tlač umožňuje personalizované návrhy; a femtosekundové lasery ponúkajú ultrajemné mikrokanálové gravírovače. Hoci škálovateľná výroba zostáva výzvou, tieto technológie sa budú naďalej zbližovať do praktických riešení pripravených pre pacienta.

MCL predstavujú konvergenciu starostlivosti o zrak a pokročilej diagnostiky. Naším cieľom je vytvoriť jediné nositeľné zariadenie, ktoré hladko kombinuje biosnímanie, terapeutické podávanie a užívateľský komfort. Mnohé z týchto technológií sú stále vo vývoji, ale pokrok vo výrobe a materiáloch je povzbudivý. Blížime sa ku klinickému prekladu. “

Sajan D. George, korešpondent autor recenzie

Budúcnosť MCL siaha ďaleko za hranice ordinácie oftalmológov. V zdravotníctve ponúkajú transformačný potenciál na liečbu chronických očných chorôb, ako je glaukóm a syndróm suchého oka, a zároveň liečia choroby, ako je diabetická retinopatia, prostredníctvom lokalizovaného, ​​trvalého podávania liekov. V kombinácii s mobilnými rozhraniami umožňujú vzdialenú diagnostiku a personalizovanú liečbu. Integrácia senzorov, liekových systémov a dokonca aj zobrazovacích technológií sa rozširuje do aplikácií v oblasti športu, armády a nositeľnej techniky. Na úplné využitie týchto možností bude rozhodujúci neustály pokrok v škálovateľnej výrobe, súlad s predpismi a dlhodobá bezpečnosť. Jedna vec je však istá: inteligentné šošovky sa rýchlo presúvajú z laboratórnych prototypov na praktické nástroje v presnej zdravotnej starostlivosti.


Zdroje:

Journal reference:

Aravind, M.,a kol.(2025). Mikrofluidné kontaktné šošovky: výrobné prístupy a aplikácie. Mikrosystémy a nanoinžinierstvo. doi.org/10.1038/s41378-025-00909-3.