Глаукомата, група заболявания, които увреждат зрителния нерв, засяга повече от два милиона американци и е втората водеща причина в света за слепота.
Тези, които са изложени на риск от развитие на болестта - обикновено всеки над 60-годишна възраст или такива с фамилна анамнеза - обикновено отиват при своите лекари за преглед три или четири пъти годишно. Туен Шен, професор по офталмология в Университета на Вашингтон, казва, че това не е достатъчно добро.
„[Настоящите методи] ограничават способността ни да екранизираме хората и понякога ние не откриваме промените, докато не са настъпили“, казва тя.
Нейното решение, което тя разработи с колегата си професор Карл Бьорингер: прототип на имплантат, който екранира за ранни предупредителни знаци в реално време, така че лекарите да могат да започнат лечението по-активно от всякога.
Извън изкуствените ретини на базата на фотодиоди, това е първият път, когато някой се опита да имплантира електронен сензор директно в окото. Най-близките изследователи и компании са дошли за вграждане на интелигентност в контактни лещи. Една система, разработена в Мичиганския университет, дава нощно виждане на по-носещите, а една от Google използва сензори, за да следи нивата на глюкозата.
Основната причина за глаукома е повишаване на налягането вътре в окото, причинено от натрупване на течност. Добавеното налягане може да нанесе непоправими щети на зрителния нерв и да попречи на неговото функциониране.
По време на традиционния скрининг за глаукома лекар изтръпва окото на пациента и прилага малък въздух. Силата натиска върху роговицата, което показва нивото на налягане в окото.
„Много прилича на това как виждате колко добре е надут баскетбол“, обяснява Шен. "Стискаш го."
Но, посочва Шен, количеството на налягането може да се промени бързо, което означава, че пациентите трябва да имат по-редовно наблюдение.
„Това е като тестване на кръвни захари“, казва Шен. „Това е прогресивен процес. Това е възходът и падението, покачването и падението и общата неустойчивост, които ще причинят щети. "
Обикновено е необходимо много пациент да открие проблем сам. Несъответствието на налягането трябва да бъде крайно и продължително, преди пациентът да има някакви забележими симптоми, включително силна болка и повръщане.
Имплантът ще позволи на лекарите да наблюдават проблема и да започнат лечение, преди да е станало твърде късно, казва Шен.
Böhringer, който е разработил устройството със Shen, казва, че дизайнът на импланта е много прост: Състои се от сензор за налягане, малък процесор и антена. Изследователите възнамеряват тя да бъде вградена в изкуствена леща по време на операция на катаракта, след което антената, увита около периметъра на лещата, предава данни от сензора към външно устройство.
Същата антена също събира енергия за безжично захранване на чипа - подобно на начина, по който сочи електрическа четка за зъби.
Изследователите са проектирали сензора, за да се впише лесно в съществуващите импланти на катаракта. (Университет във Вашингтон) Böhringer предвижда устройство за външно управление, може би с размерите на мобилен телефон, да осигурява захранване и да събира и предава данни за налягането.
„Може би самият бъдещ мобилен телефон може да има тази способност“, заявява той, „но това е нещо, което би трябвало да проучим.“
Тъй като системата е проектирана да се вгражда в съществуващите имплантанти на катаракта, пациентите няма да трябва да се подлагат на допълнителни операции. Това е добра отправна точка, казва Шен, тъй като рисковите фактори и при двете заболявания са сходни. Лекарите извършват около три милиона операции на катаракта всяка година, брой от които показва, че изследванията ще се увеличават постоянно през следващите десетилетия.
И двамата преподаватели бързо подчертават, че имплантът им все още е прототип на ранен етап или доказателство за концепция.
„Това не е готово за имплантиране в момента“, казва Бьорингер, „Просто разполага с всички компоненти, за да покаже, че е изпълним.“
Техният прототип също е много по-голям, отколкото би трябвало да бъде ин виво имплантант; измерва се в сантиметри и ще трябва да се намали до милиметри, за да се впише в окото.
Може да минат пет години, преди те да са готови за тестове върху хора, казва Бьорингер. Но приложенията за системата на Шен и Бьорингер в крайна сметка може да се простират отвъд Глаукома. Сензорът вече може да открие промените в температурата, така че може да бъде в състояние да го модифицира, за да проследи неща като нивото на киселинност на очите, наред с други здравни мерки.
„Това е по-скоро платформа“, казва Шен, „ние изграждаме фондация - цяла група от различни начини за подход към здравето“.
