Это исследование было проведено совместно профессором Джанг-Унг Парк материаловедения и инженерии, профессором Чанг Ён Ли из наук о жизни и профессором Франклином Бьеном из электротехники и компьютерной инженерии в UNIST в сотрудничестве с профессором Хонг Кюн Ким из офтальмологии и профессором Квии. Хён Бэ, специалист по внутренним болезням Национального университета Кёнпук (KNU).В ходе исследования группа исследователей представила интеллектуальный датчик контактных линз, который может помочь отслеживать биомаркеры внутриглазного давления (ВГД), сахарного диабета и других состояний здоровья.
Исследовательская группа ожидает, что этот научный прорыв может привести к разработке биосенсоров, способных обнаруживать и лечить различные заболевания человека и использоваться в качестве компонента электронных устройств следующего поколения, связанных с интеллектуальными контактными линзами.Диабет — самая частая причина высокого уровня сахара в крови. Гипергликемия — это состояние, при котором в плазме крови циркулирует чрезмерное количество глюкозы.
Если это состояние сохраняется более двух часов, у пациента диагностируется диабет.Поскольку уровень сахара в крови можно измерить по слезам, было сделано много попыток контролировать диабет с помощью контактных линз.
Несмотря на многочисленные исследования, проведенные за последние несколько десятилетий, самым большим недостатком обычных умных контактных линз считалось плохое ношение. Электроды, используемые в существующих умных контактных линзах, непрозрачны и поэтому закрывают обзор при ношении. Более того, поскольку они имеют форму линз из твердого пластика, многие люди жалуются на проблемы с комфортом при ношении контактных линз, из-за которых их носить невозможно.
Профессор Парк и его исследовательская группа решили эти проблемы, разработав датчик на основе прозрачных и гибких материалов. В их новых датчиках с интеллектуальными контактными линзами используются электроды, изготовленные из легко растягиваемых прозрачных листов графена и металлических нанопроволок.Используя этот датчик, пациенты с диабетом и глаукомой однажды смогут самостоятельно контролировать уровень глюкозы в крови и глазное давление.
Через встроенную беспроводную антенну в датчике контактных линз пациенты также могут передавать информацию о своем здоровье, что также позволяет отслеживать состояние своего здоровья в режиме реального времени. Кроме того, поскольку система использует беспроводную антенну для считывания информации с датчиков, для датчиков с интеллектуальными контактными линзами не требуется отдельный источник питания, например аккумулятор.Измерение внутриглазного давления может быть достигнуто с помощью диэлектрических слоев.
Диэлектрический слой представляет собой электрически непроводящий слой, характеризующийся полярностью, разделяющей как положительные, так и отрицательные заряды. Толщина этого слоя изменяется от утонения при повышении внутриглазного давления до утолщения при понижении внутриглазного давления. Датчик ВГД, встроенный в контактные линзы, определяет это и передает информацию на беспроводную антенну.По словам исследовательской группы, их недавно разработанные умные линзы со встроенными датчиками давления и мониторинга глюкозы все еще могут определять уровень глюкозы в крови и ВГД, несмотря на деформацию контактных линз.
Характеристики сенсора также сохранялись даже при воздействии различных веществ в человеческих слезах.«Было замечено, что живой кролик не демонстрировал никаких отклонений от нормы при ношении датчика контактных линз», — говорит Джухи Ким (студентка факультета материаловедения и инженерии, магистр наук и доктор философии), первый автор исследования.Характеристики сенсора контактной линзы не меняются при деформации линзы.
Даже когда датчик подвергался воздействию различных материалов в человеческих слезах, характеристики сохранялись, а гибкость и растяжимость также были превосходными. Кроме того, поскольку электронный датчик вставлен в мягкую контактную линзу, ощущение от ношения также отличное.«Это исследование может быть использовано для диагностики заболеваний (диабета и глаукомы) путем внедрения двух типов прозрачных электронных датчиков в производство интеллектуальных датчиков контактных линз», — сказал профессор Парк. «Сейчас мы на шаг ближе к воплощению вымышленной идеи умных контактных линз в фильмах, таких как« Отчет меньшинства »и« Миссия невыполнима ».