Mikrofluidiska kontaktlinser dyker upp som nästa generations verktyg för ögonvård

Mikrofluidiska kontaktlinser dyker upp som nästa generations verktyg för ögonvård

Tårfilmen som ögat fäller ger ett fönster in i en persons systemiska och okulära hälsa och bär biomarkörer som glukos, elektrolyter och proteiner. Befintliga diagnostiska metoder som tonometri eller tårpalpering är dock ofta invasiva, sällsynta och opraktiska för daglig övervakning. Likaså lider vanliga ögondroppsbehandlingar av dålig retention av läkemedel på grund av blinkning och dränering, vilket begränsar deras terapeutiska effekter. Smarta kontaktlinser har dykt upp som ett övertygande alternativ. Genom att möjliggöra realtidsavkänning och kontrollerad läkemedelsfrisättning direkt på ögat lovar de att revolutionera ögonvården. Att införliva känsliga mikroflödesfunktioner i den böjda, flexibla ytan på mjuka linser utan att kompromissa med syn eller komfort förblir en formidabel ingenjörsutmaning. Att ta itu med dessa hinder kommer att kräva fortsatt innovation inom fabriks- och materialintegration.

I en omfattande recension (doi: 10.1038/s41378-025-00909-3) publicerad den 3 april 2025, iMikrosystem och nanoteknikForskare från Manipal Institute of Applied Physics och Manipal University Jaipur visar utvecklingen av mikrofluidiska kontaktlinser (MCL) från idé till klinisk genomförbarhet. Artikeln undersöker hur tillverkning har avancerad mjuk litografi, lasermönster och 3D-tryckt formreplikering. Det gör det möjligt för objekt att mäta inre tryck, detektera biokemiska markörer och leverera mediciner på begäran. Med dessa funktioner är kontaktlinser redo att bli en allt-i-ett-plattform för diagnos, terapi och patientkomfort.

Översikten belyser två kärntillämpningar för MCL: detektion och behandling. För diagnostik svarar deformerbara mikrokanaler inbäddade i linsen på tryckförändringar genom förskjutningsindikatorvätskor, och klassificerar därigenom korrekta intraokulära tryckmätningar för glaukomhantering. Vissa konstruktioner har uppnått känsligheter på upp till 708 μm/mmHg, vilket är långt över tidigare iterationer. MCL spårar också tårbiomarkörer som pH, glukos, laktat och proteiner via smarttelefonläsbara kolorimetriska eller fluorescerande sensorer. På den terapeutiska fronten dispenserar läkemedelsladdade mikrokammare läkemedel som svar på externa signaler som magneter eller elektriska signaler, eller interna sådana som pH-skiftningar eller blinkande tryck. Dessa innovationer möjliggör leverans på begäran samtidigt som objektivets optiska klarhet och flexibilitet bibehålls. Tillverkningsmetoderna stöder detta framsteg: termoformning och PDMS-replikering ger precision; 3D-utskrift möjliggör personlig design; och femtosekundlasrar erbjuder ultrafina mikrokanalsgravörer. Även om skalbar produktion fortfarande är en utmaning, kommer dessa tekniker att fortsätta att konvergera till praktiska, patientklara lösningar.

MCL representerar en konvergens av synvård och avancerad diagnostik. Vårt mål är att skapa en enda, bärbar enhet som sömlöst kombinerar biosensing, terapeutisk leverans och användarkomfort. Många av dessa tekniker är fortfarande under utveckling, men framstegen inom tillverkning och material är uppmuntrande. Vi närmar oss klinisk översättning. "

Prof. Sajan D. George, motsvarande författare till recensionen

Framtiden för MCL sträcker sig långt bortom ögonläkarens kontor. Inom sjukvården erbjuder de transformativ potential för att behandla kroniska ögonsjukdomar som glaukom och torra ögonsyndrom, samtidigt som de behandlar sjukdomar som diabetisk retinopati genom lokaliserad, ihållande läkemedelsleverans. I kombination med mobila gränssnitt möjliggör de fjärrdiagnostik och personlig behandling. Integrationen av sensorer, läkemedelssystem och till och med displayteknik expanderar till applikationer inom sport, militär och bärbar teknologi. För att fullt ut förverkliga dessa möjligheter kommer fortsatta framsteg inom skalbar tillverkning, regelefterlevnad och långsiktig säkerhet att vara avgörande. Men en sak är säker: smarta linser går snabbt från laboratorieprototyper till praktiska verktyg inom precisionssjukvård.

Källor: