Glaukom, skupina nemocí, které poškozují zrakový nerv, postihuje více než dva miliony Američanů a je druhou největší příčinou slepoty na světě.
Ti, kteří jsou ohroženi rozvojem nemoci - obvykle kdokoli nad 60 let nebo s rodinnou anamnézou - obvykle chodí ke svým lékařům na screening třikrát nebo čtyřikrát ročně. Tueng Shen, profesor oftalmologie na University of Washington, říká, že to není dost dobré.
„[Současné metody] omezují naši schopnost kontrolovat lidi a někdy neobjevíme změny až dlouho poté, co k nim dojde, “ říká.
Její řešení, které vyvinula spolu s profesorem Karlem Böhringerem: prototypový implantát, který v reálném čase vyhledává včasné varovné signály, takže lékaři mohou začít s léčbou aktivněji než kdykoli předtím.
Mimo umělých sítnic založených na fotodiodách je to poprvé, co se někdo pokusil implantovat elektronický senzor přímo do oka. Nejbližší vědci a společnosti, které přišli, vkládají inteligenci do kontaktních čoček. Jeden systém vyvinutý na University of Michigan poskytuje noční vidění nositele a jeden od společnosti Google používá senzory ke sledování hladiny glukózy.
Primární příčinou glaukomu je zvýšení tlaku uvnitř oka způsobené nahromaděním tekutiny. Přidaný tlak může způsobit nenapravitelné poškození zrakového nervu a zabránit jeho fungování.
Během tradičního screeningu glaukomu znecitlivuje lékař pacientovo oko a aplikuje malé nadýchnutí vzduchu. Síla tlačí na rohovku, což ukazuje úroveň tlaku v oku.
"Je to velmi podobné tomu, jak vidíš, jak dobře je basketbal nafouknutý, " vysvětluje Shen. "Zmáčkneš to."
Shen však zdůrazňuje, že tlak se může rychle měnit, což znamená, že pacienti by měli mít pravidelnější sledování.
"Je to jako testování krevních cukrů, " říká Shen. "Je to progresivní proces." Poškození způsobí vzestup a pád a vzestup a pád a všeobecná nestabilita. “
Za normálních okolností by pacientovi bylo hodně zjišťovat problém sám. Tlaková nekonzistence by musela být extrémní a prodloužená, než bude mít pacient jakékoli znatelné příznaky, včetně extrémní bolesti a zvracení.
Implantát by lékařům umožnil sledovat problém a zahájit léčbu dříve, než bude příliš pozdě, říká Shen.
Böhringer, který vyvinul zařízení se Shenem, říká, že konstrukce implantátu je velmi jednoduchá: sestává z tlakového senzoru, malého procesoru a antény. Vědci zamýšlejí, aby byla během chirurgického zákalu zabudována do umělé čočky, po které anténa obalená po obvodu čočky přenáší data ze senzoru do vnějšího zařízení.
Stejná anténa také shromažďuje energii pro bezdrátové napájení čipu - podobně jako elektrický kartáček na šťávu.
Vědci navrhli senzor tak, aby se snadno hodil do stávajících implantátů šedého zákalu. (University of Washington) Böhringer předpokládá, že externí ovládací zařízení, možná velikost mobilního telefonu, bude poskytovat energii a shromažďovat a přenášet údaje o tlaku.
"Možná by to mohl mít i budoucí mobilní telefon, " říká, "ale na to bychom se měli podívat."
Protože je systém navržen tak, aby se do něj zavedly stávající implantáty šedého zákalu, pacienti nebudou muset podstoupit další operaci. Je to dobrý výchozí bod, říká Shen, protože rizikové faktory pro obě nemoci jsou podobné. Lékaři každoročně provádějí asi tři miliony operací šedého zákalu, počet, který výzkumy ukazují, se v příštích desetiletích bude neustále zvyšovat.
Oba profesoři rychle zdůrazňují, že jejich implantát je stále prototypem rané fáze nebo důkazem koncepce.
"Teď to není připraveno k implantaci, " říká Böhringer, "Má pouze všechny komponenty, které ukazují, že je to možné."
Jejich prototyp je také mnohem větší, než by musel být implantát in vivo; měří se v centimetrech a bude muset být zmenšena na milimetry, aby se vešla do oka.
Může to být až pět let, než budou připraveny k testování na lidech, říká Böhringer. Ale aplikace pro Shenův a Böhringerův systém se nakonec mohly rozšířit za Glaukom. Senzor již může detekovat změny teploty, takže je bude moci upravit, aby sledoval věci, jako je úroveň kyselosti oka, mimo jiné měření zdraví.
"Tohle je spíš platforma, " říká Shen, "stavíme nadaci - celou skupinu různých způsobů, jak přistupovat ke zdraví."
