Glaukooma, ryhmä sairauksia, jotka vahingoittavat näköhermoa, vaikuttaa yli kahteen miljoonaan amerikkalaiseen ja on maailman toiseksi suurin sokeuden syy.
Taudin kehittymisriskit - yleensä kaikki yli 60-vuotiaat tai joilla on perheen historia - käyvät yleensä lääkärinsä seulonnassa kolme tai neljä kertaa vuodessa. Washingtonin yliopiston oftalmologian professori Tueng Shen sanoo, että se ei ole tarpeeksi hyvä.
"[Nykyiset menetelmät] rajoittavat kykyämme seuloa ihmisiä, ja joskus emme löydä muutoksia kauan sen jälkeen, kun ne ovat tapahtuneet", hän sanoo.
Hänen ratkaisunsa, jonka hän kehitti yhdessä professori Karl Böhringerin kanssa: prototyyppi-implantti, joka seuloo varhaisvaroitusmerkit reaaliajassa, jotta lääkärit voivat aloittaa hoidon ennakoivammin kuin koskaan ennen.
Valodiodipohjaisten keinotekoisten verkkokalvojen ulkopuolella tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on yrittänyt implantoida elektronisen anturin suoraan silmään. Lähimmät tutkijat ja yritykset ovat tulleet integroimaan älykkyyttä piilolinsseihin. Yksi Michiganin yliopistossa kehitetty järjestelmä antaa käyttäjän yönäköä, ja Google-järjestelmän toinen käyttää sensoreita glukoositasojen seurantaan.
Ensisijainen glaukooman syy on silmän sisäisen paineen nousu, joka johtuu nesteen kertymisestä. Lisätty paine voi vahingoittaa näköhermaa korjaamattomasti ja estää sitä toimimasta.
Perinteisen glaukoomaseulonnan aikana lääkäri tunnistaa potilaan silmän ja levittää pienen ilmavoisun. Voima työntää sarveiskalvoa, mikä osoittaa silmän paineen tason.
"Se on hyvin samanlainen kuin kuinka näet kuinka hyvin koripallo on" täytetty ", Shen selittää. "Sinä puristat sitä."
Mutta Shen huomauttaa, että paineen määrä voi muuttua nopeasti, mikä tarkoittaa, että potilaiden on seurattava säännöllisemmin.
"Se on kuin verensokereiden testaaminen", Shen sanoo. ”Se on progressiivinen prosessi. Se on nousu ja lasku ja nousu ja lasku ja yleinen epävakaus, joka aiheuttaa vahinkoa. ”
Tavallisesti potilaalla kuluu paljon, jos hän havaitsee ongelman yksinään. Paineen epäjohdonmukaisuuden on oltava äärimmäistä ja pitkittynyttä, ennen kuin potilaalla voi olla havaittavissa olevia oireita, mukaan lukien voimakas kipu ja oksentelu.
Implantaatti antaisi lääkäreille mahdollisuuden seurata asiaa ja aloittaa hoito ennen kuin on liian myöhäistä, Shen sanoo.
Böhringer, joka kehitti laitteen yhdessä Shenin kanssa, sanoo, että implantin suunnittelu on hyvin yksinkertainen: Se koostuu paineanturista, pienestä suorittimesta ja antennista. Tutkijat aikovat sen upottaa keinotekoiseen linssiin kaihileikkauksen aikana, minkä jälkeen linssin kehän ympärille kääritty antenni siirtää tietoja anturista ulkoiseen laitteeseen.
Sama antenni kerää energiaa myös sirun langattomaan käyttöön - samalla tavalla kuin sähköinen hammasharja mehuu.
Tutkijat suunnittelivat anturin sopimaan helposti olemassa olevien kaihi-implanttien sisään. (Washingtonin yliopisto) Böhringerin mielestä ulkoinen ohjauslaite, ehkä matkapuhelimen kokoinen, tuottaa virtaa ja kerää ja siirtää painetietoja.
"Ehkä tulevaisuuden matkapuhelimella itsessään voisi olla kyky", hän sanoo, "mutta se on jotain, joka meidän on tutkittava."
Koska järjestelmä on suunniteltu upottamaan olemassa oleviin kaihi-implantteihin, potilaiden ei tarvitse tehdä ylimääräistä leikkausta. Se on hyvä lähtökohta, Shen sanoo, koska molempien sairauksien riskitekijät ovat samanlaiset. Lääkärit suorittavat noin kolme miljoonaa kaihileikkausta vuosittain. Luku tutkimusten mukaan kasvaa tasaisesti tulevina vuosikymmeninä.
Molemmat professorit korostavat nopeasti, että heidän implanttinsa on edelleen varhaisen vaiheen prototyyppi tai todiste konseptista.
"Tätä ei ole vielä valmis istuttamaan", Böhringer sanoo. "Siinä on vain kaikki komponentit osoittaa, että se on toteutettavissa."
Niiden prototyyppi on myös paljon suurempi kuin in vivo -istutteen pitäisi olla; se on mitattu senttimetreinä, ja sen on pienennettävä millimetreiksi, jotta se mahtuu silmän sisään.
Voi olla jopa viisi vuotta, ennen kuin he ovat valmiita ihmistesteille, Böhringer sanoo. Mutta Shen- ja Böhringer-järjestelmiä koskevat sovellukset voisivat lopulta ulottua Glaukooman ulkopuolelle. Anturi pystyy jo havaitsemaan lämpötilan muutokset, joten he voivat ehkä muokata sitä seuraamaan esimerkiksi silmän happamuutta muun muassa terveysmittareista.
"Tämä on enemmän alustaa", Shen sanoo, "rakennamme perustaa - kokonaisen joukon erilaisia tapoja lähestyä terveyttä."
