Svou práci na vývoji měkkých „chytrých“ kontaktních čoček schopných detekovat glukózu publikovali jihokorejší vědci nedávno on-line v Science Advances (Park et al., Science Advances 24 Jan 2018). Nejsou přitom první, kdo se o vývoj kontaktních čoček, které by měřily koncentraci glukózy u osoby, která je nosí, pokusil. Podle článku publikovaného v Science Advances se o jejich výrobu snažili již před čtyřmi lety Američané, jejich výzkum ovšem ztroskotal na nepohodlnosti čoček plynoucí z tuhosti použitých materiálů a rovněž na nespolehlivosti měření. Tým vedený Jihunem Parkem, vědcem specializujícím se na oblast materiálů působícím v Ulsan National Institute of Science and Technology v Jižní Koreji, tento problém, zdá se, vyřešil.

„Nedávný pokrok v oblasti nositelných elektronických zařízení v kombinaci s bezdrátovou komunikací tvoří základ pro realizaci lékařských aplikací prostřednictvím zdravotnických monitorovacích technologií. Například inteligentní kontaktní čočka, která je schopna sledovat fyziologické informace v oku a slzné tekutině, by mohla poskytovat neinvazivní lékařskou diagnostiku v reálném čase. Předchozí zprávy týkající se inteligentních kontaktních čoček však naznačily, že při vývoji elektronického zařízení byly použity neprůhledné a křehké součástky, což by uživateli mohlo znemožnit vidění a potenciálně poškodit oko. Navíc použití drahého a objemného vybavení pro měření signálů z kontaktních čoček by mohlo narušit vnější činnosti uživatele. Zde (v citovaném článku – pozn. red.) přibližujeme nekonvenční postup, který jsme použili při výrobě měkké inteligentní kontaktní čočky vybavené senzory glukózy, bezdrátovými obvody přenosu energie a displejovými pixely, které vizualizují signály snímání v reálném čase a jsou plně integrovány pomocí průhledných a roztažitelných nanostruktur. Integrace displeje do inteligentního objektivu eliminuje potřebu dalšího objemného měřicího zařízení. Takováto měkká inteligentní kontaktní čočka může být průhledná a poskytuje jasný pohled, neboť má odpovídající indexy lomu. Výsledná měkká inteligentní kontaktní čočka zajišťuje bezdrátový provoz v reálném čase a existují testy in vivo, které slouží k monitoraci koncentrace glukózy v slzách (vhodné pro stanovení hladiny glukózy nalačno u diabetiků) a současně zobrazují výsledky snímání pomocí displeje kontaktních čoček,“ píší Park et al. v abstraktu.

 

U králíků se nošení „chytrých“ čoček osvědčilo

Čočky jsou vybavené anténou a usměrňovačem, které zachycují radiofrekvenční signály z nedalekého vysílače a přeměňují je na malé množství elektrické energie. Tím jsou napájeny čidlo glukózy a drobná zelená světelná dioda (LED), která je viditelná v zrcadle, ale nezasahuje do vidění nositele. Pokud senzor zaznamená zvýšenou koncentraci glukózy, dioda zhasne a varuje uživatele, že zřejmě potřebuje upravit hladinu inzulinu.

Pro Science Advances se Park svěřil, že jeho tým nedocílil flexibility úplně u všech komponent. Například čidlo glukózy obsahuje dvě tuhé křemíkové podložky. Aby vědci dosáhli flexibility celkové čočky, pevné součástky umístili na ultratenké „ostrůvky“ a navzájem je propojili sítí pružných drátů tak tenkých, že pro uživatele zůstávají neviditelné. Propojené ostrůvky se mohou pohybovat a roztahovat, a to nezávisle na sobě, což teoreticky zvyšuje komfortnost čočky. Elektronické součástky jsou natolik tenké, aby si jich uživatel nevšiml – jejich tloušťka dosahuje pouhé jedné setiny tloušťky měkkého kontaktu, do nějž byly zabudovány.

Testy „chytrých“ čoček u lidí zatím neproběhly, nicméně králíci při jejich nošení nevykazovali žádné známky nežádoucích účinků a senzory glukózy podle sdělení J. Parka fungovaly přesně. Před prvním použitím u lidí vědci plánují další vylepšení „chytrých“ komponent.