Контактные линзы с 3D - экраном, помогут диабетикам, и людям страдающим глоукомой

Компании Google и Novartis Alcon разрабатывают умные контактные линзы, которые помогут диабетикам следить за уровнем сахара в крови. Они измерят содержание глюкозы в слезах, а данные отправят на мобильное устройство. Микрочип, антенна и электрохимический сенсор так размещены между двумя слоями мягкого полимера, что остаются вне поля зрения. Крошечное отверстие в линзе позволит жидкости с поверхности глаза попасть на сенсор глюкозы. Уровень глюкозы может измеряться раз в секунду.

Умные линзы

В арсенале современной медицины практически найдены лекарства против рака и СПИДа; трансплантация тканей и органов дала тысячам больных шансы на жизнь; инновационные нейротехнологии позволяют парализованным людям двигаться и жить полноценной жизнью; разработки в области геронтологии помогают бороться со старостью.
А сколько ещё открытий совершаются в менее глобальных, но от этого не менее значимых отраслях медицины.

Например, в области офтальмологии.

Современные контактные линзы не только улучшают зрение, но диагностируют и лечат болезни. В скором будущем им предстоит выполнять стандартные лабораторные исследования крови. «И даже очень точно мониторить человеческий организм, — добавляют специалисты, — ведь биомаркеры на холестерол, калий, глюкозу, соду и другие, что находятся в крови, все они есть на поверхности глаза. Результаты таких исследований можно будет считывать через мобильный телефон».

Для вывода умных контактных линз на рынок потребуются годы исследований и тестирований.

Несмотря на то, что умные линзы первого поколения Trigger Fish уже диагностируют глаукому, одну из причин слепоты.

Глаукома характеризуется повышением давления внутри глаз на оптический нерв за счёт накопления жидкости и может привести к необратимым нарушениям зрения без правильного лечения. Высокочувствительные платиновые датчики деформации, вставленные в эти линзы, фиксируют изменения выпуклости роговицы, что является следствием повышения давления внутри глаза. Линза с определённой периодичностью передаёт эту информацию на беспроводное портативное устройство, которое пациент носит с собой. Линзы также содержат в себе крошечные светодиоды, которые позволяют пациенту видеть информацию непосредственно через линзу. Такая технология уже используется в мобильных телефонах, в которых с помощью множества различных программ можно перенести цифровые данные на экран телефона, соединяя вместе реальный физический и виртуальный миры.

Линзы получают энергию от ближайшей рамочной антенны, которая крепится на голове пациента. Антенна передаёт электрические сигналы линзам, которые обращаются к сенсорам, перерабатывают полученную информацию и отправляют данные обратно. Одноразовые контактные линзы могут носиться 24 ч, пациент может затем повторить процедуру дважды в год. Это позволяет исследователям выявлять периоды самого сильного глазного давления, которое меняется в течение дня.

Полученная информация помогает назначать лекарства, которые следует принимать в определённое время.

Дисплей, который всегда с тобой

Но настоящую революцию сотворят контактные линзы, у которых ещё больше неожиданных функций и возможностей. Их задача — даже не коррекция зрения больного, а воспроизведение информации, поступающей от внешних источников.

Что же мы вправе ожидать от такого заманчивого проекта? Во-первых, это универсальный источник информации, использование которого сильно облегчит работу человека в разных областях. Взять хотя бы диспетчеров в аэропортах.

Обилие мониторов вокруг порой приводит к недосмотрам, внимание рассеивается между несколькими источниками информации, сопоставление которых требует значительной концентрации и напряжения. Полупрозрачные линзы могут «наслаивать» картину с линзы на изображение монитора. Это значительно облегчает работу оператора и способствует устранению ошибок в навигации.

Аналогичным образом можно облегчить работу врачей-хирургов. Ведь теперь риск забыть из-за нервного напряжения какую-либо деталь операции сводится к минимуму. В момент тяжёлых сомнений перед глазами всегда может появиться справочный атлас, содержащий жизненно важные подсказки.

Проблемы, поиски, победы

И таких примеров не счесть. Но почему столь замечательные приспособления до сих пор находятся в стадии разработки? Чтобы понять все трудности, попробуем вникнуть в механизм работы подобных устройств.

Контактные линзы с 3D - экраном, помогут диабетикам, и людям страдающим глоукомой

В первую очередь, нужно четко представить себе, что сам орган зрения не способен считывать видеоинформацию с маленького расстояния. Чёткость зависит от фокуса, который, в свою очередь, регулируется кривизной хрусталика. При рассмотрении предметов вблизи его кривизна увеличивается. Однако поверхность хрусталика в естественных условиях не может достигнуть такой кривизны, чтобы сфокусироваться на
поверхности радужной оболочки. А ведь именно такого фокусного расстояния необходимо достичь, чтобы чётко разглядеть картинку на контактной линзе.

Пока трудно представить, каким образом можно помочь глазу разобрать передаваемую информацию.

Другой проблемой является отсутствие достаточного опыта в создании дисплеев таких размеров. Любые микросхемы, так или иначе, проходят этап обработки при высоких температурах. Но если основой для их нанесения является контактная линза, повреждения её поверхности неизбежны. А ведь линза должна сохранять свою прозрачность — иначе невозможно проецировать цифровое изображение на картины из внешнего мира, воспринимаемые естественным путём.

Технологии, позволяющие наносить микросхемы на специально подготовленную поверхность линзы, являются уникальными. Пока что они стали главной победой на пути к созданию рукотворного чуда. Это напрямую связано с успехами в области нанотехнологий. Судя по упорству и настойчивости, с которой работают авторы проекта, успех не за горами.

Итак, если взглянуть в глаза человеку, который носит линзы со встроенными 3D-экранами.

Вы увидите: узкие кольца, обрамляющие радужную оболочку и зрачки, реагирующие на пучки света. Эти умные контактные линзы на самом деле созданы не только для улучшения зрения. Повторимся: они способны воздействовать на уровень сахара в крови у людей, страдающих диабетом, или указать на симптомы глаукомы. Устройство, расположенное в линзе, посылает данные на беспроводное портативное устройство, которое диабетик может носить с собою повсюду, что позволит ему всегда помнить о диете и лекарствах, которые он должен вовремя принять.