Soczewki powiedzą, czy jesteś chory

Soczewki wykrywające choroby, monitorujące działanie leków zaaplikowanych pacjentowi, regulujące poziom glukozy w organizmie cukrzyka i w razie konieczności wzywające pomoc. Brzmi futurystycznie? Niekoniecznie. To soczewki kontaktowe przyszłości, które niedługo mają pojawić się na rynku.

Naukowcy pod kierownictwem dr Gregory'ego Hermana, profesora inżynierii chemicznej Uniwersytetu Stanowego w Oregonie w USA opracowali soczewki kontaktowe, które mogą pomóc monitorować poziom glukozy we krwi oraz wiele innych schorzeń bez użycia metod inwazyjnych. Wynalazek został już opatentowany. Lada dzień zostanie skierowany na testy kliniczne.

 

Soczewki kontaktowe przyszłości

 

Soczewki te są oparte na technologii wykorzystującej półprzewodniki IGZO (skrót od nazw pierwiastków: I (indu), G (galu), Z (cynku) i O (tlenu)). Technologii tej już wcześniej użyto w smartfonach i tabletach, rewolucjonizując rynek telefonów komórkowych poprzez poprawę rozdzielczości i jasności ekranów, czułości na dotyk, a także poprzez zmniejszenie zużycia energii.

Dr Herman, z pomocą inżynierów mechaników, inżynierów biomedycznych i chemików, opracował bioczujnik, w którego skład wchodzą wymienione półprzewodniki IGZO oraz enzym – oksydaza glukozowa. Naukowcy prowadzący badania dodawali do czujników glukozę, co powodowało zmianę pH roztworu, mającą wpływ na przepływ ładunków elektrycznych przez tranzystory IGZO. W tradycyjnych czujnikach zmiany elektryczne wykorzystywane są do pomiaru stężeń glukozy w płynie międzytkankowym. Jednak jej ilość w płynie łzowym jest dużo niższa, dlatego czujniki umieszczone w soczewce muszą być wrażliwsze.

 

2,5 tys. biosensorów w soczewce

 

Naukowcom udało się opracować nanotechnologię, pozwalającą na wychwycenie stężenia glukozy już z jednej łzy, a wszystko dzięki możliwości wbudowania nawet do 2,5 tys. biosensorów w soczewce. Soczewka przekazywałaby pomiar do smartfona, a stamtąd np. do lekarza prowadzącego chorego.

Prezentowane soczewki kontaktowe przyszłości pozwolą także na nieinwazyjną kontrolę stanu siatkówki – bez stosowania tradycyjnego badania ze znieczuleniem. Wynalazek z pewnością przyczyni się także do lepszego rozumienia działania siatkówki przez specjalistów, a ponadto uratuje życie i zdrowie wielu pacjentów przez wczesne wykrycie groźnych chorób, takich jak choćby jaskra.

Do tej pory soczewki wykrywające choroby nie mogły zostać stworzone, ponieważ konieczne byłoby zastosowanie w elastycznych soczewkach sztywnych elementów elektronicznych. Nowoczesne technologie umożliwiły „przeskoczenie” tego problemu. Mowa bowiem o cienkich, elastycznych czujnikach, które świetnie łączą się z równie cienką i elastyczną soczewką.

Aktualne metody kontroli stanu organizmu wymagają umieszczenia bioczujnika pod warstwą skórną, co niewątpliwie często związane z odczuwaniem dyskomfortu przez chorego – może on powodować podrażnienia, a nawet prowadzić do infekcji. Soczewki z biosensorami rozwiązywałyby te problemy. Dodatkowo łatwo się je ściąga i są niezauważalne dla otoczenia pacjenta.

Dr Herman nie poprzestaje na badaniu tylko tej funkcjonalności urządzenia. W ciągu najbliższego roku planuje rozpocząć testy technologii do monitorowania poziomu kwasu moczowego oraz wyszukiwania pewnych markerów nowotworowych. Jak mówią twórcy, takie nowoczesne soczewki mają być urzeczywistnieniem marzenia Leonarda da Vinci o noszonych na oczach „medycznych platformach”.

 

Podsumowanie

 

Soczewki wykrywające choroby to wynalazek na miarę XXI wieku. Wzniesie na jeszcze wyższy poziom diagnostykę i leczenie chorób oczu, ale nie tylko – także wielu innych schorzeń całego organizmu, w tym cukrzycy. Pozostaje mieć nadzieję, że proces tworzenia soczewek zakończy się sukcesem i że niedługo będziemy mogli usłyszeć o tych soczewkach, jako o elemencie wyposażenia placówek medycznych w Polsce.