Glaukom, skupina bolezni, ki poškodujejo optični živec, prizadene več kot dva milijona Američanov in je drugi vodilni vzrok slepote na svetu.
Tisti, ki jim grozi razvoj bolezni - običajno vsi, starejši od 60 let, ali tisti z družinsko anamnezo - običajno hodijo k zdravnikom na presejalne preglede tri- ali štirikrat letno. Tueng Shen, profesor oftalmologije na Washingtonski univerzi, pravi, da to ni dovolj dobro.
"[Trenutne metode] omejujejo našo zmožnost pregledovanja ljudi in včasih sprememb ne odkrijemo šele dolgo, ko so se pojavile, " pravi.
Njena rešitev, ki jo je razvila s kolegom profesorjem Karlom Böhringerjem: prototip vsadka, ki v realnem času zasloni za zgodnje opozorilne znake, tako da lahko zdravniki začnejo zdravljenje bolj proaktivno kot kdaj koli prej.
Zunaj foto-diodnih umetnih mrežnic je to prvič, da je kdo poskusil vsaditi elektronski senzor neposredno v oko. Najbližji raziskovalci in podjetja prihajajo vgrajevanje inteligence v kontaktne leče. En sistem, ki so ga razvili na univerzi v Michiganu, daje nočni vid uporabnikom, drugi iz Googla pa uporablja senzorje za spremljanje ravni glukoze.
Primarni vzrok glavkoma je povečanje tlaka v očesu, ki ga povzroči nabiranje tekočine. Dodani tlak lahko nepopravljivo poškoduje vidni živec in prepreči njegovo delovanje.
Med tradicionalnim pregledom glavkoma zdravnik otrpne pacientovo oko in nanese majhen zrak. Sila pritiska na roženico, kar kaže na raven pritiska v očesu.
"Zelo je podobno, kako vidite, kako dobro je košarka [napihnjena], " pojasnjuje Shen. "Stisneš ga."
Toda, poudarja Shen, se lahko količina pritiska hitro spremeni, kar pomeni, da bi morali bolniki imeti bolj redno spremljanje.
"To je kot testiranje sladkorja v krvi, " pravi Shen. "To je napredujoč proces. Vzpon in padec, vzpon in padec ter splošna nestabilnost bodo povzročili škodo. "
Običajno bi potrebovali veliko, da pacient sam odkrije težavo. Nedoslednost pritiska bi morala biti skrajna in dolgotrajna, preden bi bolnik lahko opazil simptome, vključno z izjemno bolečino in bruhanjem.
Vsadki bi zdravnikom omogočili, da spremljajo težavo in začnejo zdravljenje, preden bo prepozno, pravi Shen.
Böhringer, ki je napravo razvil s Shen, pravi, da je zasnova vsadka zelo preprosta: Sestavljen je iz tlačnega senzorja, majhnega procesorja in antene. Raziskovalci nameravajo, da bi jo med operacijo katarakte vgradili v umetno lečo, po kateri antena, ovita po obodu leče, podatke iz senzorja prenese v zunanjo napravo.
Ista antena zbira tudi energijo za brezžično napajanje čipa - podobno kot električna zobna ščetka.
Raziskovalci so zasnovali senzor tako, da se zlahka prilega obstoječim vsadkom katarakte. (Univerza v Washingtonu) Böhringer predvideva, da bo zunanja krmilna naprava, morda velikosti mobilnega telefona, zagotavljala napajanje in zbirala in prenašala podatke o tlaku.
"Mogoče bi bil lahko tudi sam mobilni telefon v prihodnosti, " meni, "ampak to bi morali pogledati."
Ker je sistem zasnovan za vgradnjo v obstoječe implantate katarakte, pacientom ne bo treba opraviti dodatnih operacij. To je dobro izhodišče, pravi Shen, saj so dejavniki tveganja za obe bolezni podobni. Zdravniki vsako leto opravijo približno tri milijone operacij katarakte, število raziskav, ki jih kažejo raziskave, se bo v prihodnjih desetletjih vztrajno povečevalo.
Oba profesorja hitro poudarjata, da je njihov implantat še vedno prototip zgodnje faze ali dokaz koncepta.
"Ta trenutek še ni pripravljen za vsaditev, " pravi Böhringerjeva, "ima vse sestavne dele, ki dokazujejo, da je izvedljiv."
Njihov prototip je tudi veliko večji, kot bi bil potreben in vivo implantat; merimo ga v centimetrih, da bi se lahko prilegel v oko, ga bo treba zmanjšati na milimetre.
Böhringer pravi, da bodo lahko pripravljeni na testiranje na ljudeh pet let. Toda vloge za Shen in Böhringerjev sistem bi se lahko sčasoma razširile nad Glaukomo. Senzor lahko že zazna spremembe temperatur, zato ga bo morda lahko spremenil, da bi med drugimi zdravstvenimi ukrepi spremljal stvari, kot je raven kislosti oči.
"To je bolj platforma, " pravi Shen, "gradimo fundacijo - celo skupino različnih načinov za zdravje."
