Glaukom, skupina bolesti koja oštećuje optički živac, pogađa više od dva milijuna Amerikanaca i drugi je vodeći svjetski uzrok sljepoće.
Oni koji su u riziku od razvoja bolesti - obično oni stariji od 60 godina ili oni koji imaju obiteljsku anamnezu - obično idu liječnicima na pregled tri ili četiri puta godišnje. Tueng Shen, profesor oftalmologije na Sveučilištu Washington, kaže da to nije dovoljno dobro.
"[Postojeće metode] ograničavaju našu sposobnost pregledavanja ljudi, a ponekad otkrivamo promjene tek nakon što su se dogodile", kaže ona.
Njeno rješenje koje je razvila s kolegom profesorom Karlom Böhringerom: prototip implantata koji se u stvarnom vremenu prikazuje za rane znakove upozorenja kako bi liječnici mogli započeti liječenje proaktivnije nego ikad prije.
Izvan umjetnih mrežnica zasnovanih na diodi, ovo je prvi put da je netko pokušao implantirati elektronički senzor izravno u oči. Najbliži istraživači i tvrtke su ugrađivanje inteligencije u kontaktne leće. Jedan sustav razvijen na Sveučilištu u Michiganu pruža noćni vid nošnji, a jedan s Googlea koristi senzore za praćenje razine glukoze.
Primarni uzrok glaukoma je porast tlaka unutar oka uzrokovan nakupljanjem tekućine. Dodani tlak može učiniti nepopravljivu štetu vidnom živcu i spriječiti njegovo funkcioniranje.
Tijekom tradicionalnog pregleda glaukoma, liječnik udari pacijentovo oko i nanosi mali udisaj zraka. Sila pritiska na rožnicu, što ukazuje na razinu pritiska unutar oka.
"Vrlo je slično načinu na koji vidite kako je košarka [napuhana]", objašnjava Shen. "Stisneš ga."
No, ističe Shen, količina pritiska može se brzo promijeniti, što znači da bi pacijenti trebali redovitije pratiti.
"To je poput ispitivanja šećera u krvi", kaže Shen. "To je progresivan proces. "Uspon i pad, uspon i pad i opća nestabilnost uzrokovat će štetu."
Obično bi trebalo puno da pacijent sam otkrije problem. Nedosljednost pritiska trebala bi biti ekstremna i produljena prije nego što pacijent može imati vidljive simptome, uključujući jaku bol i povraćanje.
Implantat bi omogućio liječnicima da prate problem i započnu liječenje prije nego što bude prekasno, kaže Shen.
Böhringer, koji je uređaj razvio sa Shen, kaže da je dizajn implantata vrlo jednostavan: Sastoji se od senzora tlaka, malog procesora i antene. Istraživači namjeravaju da se ugradi u umjetnu leću tijekom operacije katarakte, nakon čega antena, omotana po obodu leće, prenosi podatke s senzora na vanjski uređaj.
Ista antena također prikuplja energiju za bežično napajanje čipa - slično kao što električna četkica podiže zub.
Istraživači su dizajnirali senzor kako bi se lako uklopio u postojeće implantate katarakte. (Sveučilište u Washingtonu) Böhringer predviđa da će vanjski uređaj za upravljanje, možda veličine mobitela, osigurati napajanje i prikupiti i prenijeti podatke o tlaku.
"Možda bi budući mobilni telefon i sam mogao imati sposobnost, " kaže on, "ali to bismo morali razmotriti."
Budući da je sustav dizajniran za ugrađivanje u postojeće implantate katarakte, pacijenti neće morati podvrći dodatnoj operaciji. To je dobro polazište, kaže Shen, budući da su faktori rizika za obje bolesti slični. Liječnici svake godine izvedu oko tri milijuna operacija katarakte, a broj istraživanja pokazuju kako će se tijekom sljedećih desetljeća neprestano povećavati.
Obojica profesora brzo naglašavaju kako je njihov implantat još uvijek prototip rane faze ili dokaz koncepta.
"Ovo zasad nije spremno za implantaciju", kaže Böhringer, "samo sve komponente pokazuju da je to izvedivo."
Njihov je prototip također mnogo veći nego što bi trebao biti in vivo implantat; mjeri se u centimetrima, a trebat će ga smanjiti na milimetre kako bi se uklopio u oko.
Prošlo bi još pet godina prije nego što budu spremni za testiranje na ljudima, kaže Böhringer. Ali aplikacije za Shen i Böhringerov sustav mogle bi se s vremenom proširiti i izvan Glaukoma. Senzor već može otkriti promjene temperature pa će ga možda moći modificirati da bi pratio stvari poput razine kiselosti očiju, između ostalih mjera zdravlja.
"Ovo je više platforma", kaže Shen, "gradimo temelj - čitavu grupu različitih načina za pristupanje zdravlju."
