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來源：生物世界 2022-05-19 12:48
眼睛是心靈的窗戶，同時也是人類獲取信息的重要媒介。
眼睛是心靈的窗戶，同時也是人類獲取信息的重要媒介。有研究顯示，人獲得的外界信息約80- 90%是通過眼睛輸入的，無論是學(xué)習(xí)、工作還是娛樂，眼睛都是最不可或缺，因此，過度用眼似乎已經(jīng)成為當(dāng)下大多數(shù)人的常態(tài)。
不良用眼習(xí)慣會誘發(fā)一系列的眼部疾病，例如近視、散光、白內(nèi)障和青光眼等等。其中，青光眼是一種很常見的眼部疾病，它會導(dǎo)致不可逆的視力喪失，致盲率相當(dāng)高。青光眼是由眼內(nèi)液體循環(huán)異常引起眼壓升高所致，因此需要對患者眼壓進行長期持續(xù)的監(jiān)測，這也造成了一定的治療難度。
中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國家重點實驗室謝曦教授團隊在 Nature Communications 期刊發(fā)表題為：Intelligent wireless theranostic contact lens forelectrical sensing and regulation of intraocular pressure 的研究論文。
研究團隊發(fā)明了一種能無線感知眼壓并能按需遞送青光眼藥物的隱形眼鏡。這種柔性隱形眼鏡，無需電池，設(shè)計緊湊，這款無需電池、設(shè)計緊湊的智能柔性隱形眼鏡，有望成為極具前景的青光眼治療新系統(tǒng)。
謝曦本科畢業(yè)于中山大學(xué)，博士畢業(yè)于斯坦福大學(xué)，之后在全球生物材料領(lǐng)域頂尖學(xué)者、麻省理工學(xué)院Robert Langer實驗室從事博士后研究。2018年，謝曦回國并加入中山大學(xué)，現(xiàn)為中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國家重點實驗室正教授、中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院雙聘教授。加入中山大學(xué)以來，謝曦致力于發(fā)展“高端生物傳感芯片”（Bio-MEMS），為新一代高精密生物科研儀器與可穿戴智能設(shè)備提供技術(shù)支持。
謝曦
謝曦認為，如果有一種方法能夠提供實時健康評估和醫(yī)療干預(yù)，那么這將大大改善青光眼等頑固性疾病的預(yù)后。青光眼與眼壓相關(guān)，但由于眼壓的變化與人類活動和晝夜節(jié)律有關(guān)，因此需要長期和連續(xù)的跟蹤來分析關(guān)鍵的眼壓波動，以確定最佳的治療條件。
工程可穿戴設(shè)備可以無線跟蹤眼壓并提供實時藥物遞送，這對于青光眼治療非常理想。其中，隱形眼鏡是一種與人眼密切接觸的理想平臺，但由于尺寸有限、無線操作和無線交叉耦合的問題，設(shè)計特殊的治療性隱形眼鏡仍然十分具有挑戰(zhàn)性。
在這項研究中，謝曦團隊基于在柔性材料上的閉環(huán)治療系統(tǒng)開發(fā)了一種集成的無線治療隱形眼鏡（WTCL），用于青光眼患者的原位眼壓監(jiān)測以及在高危眼壓條件下進行電觸發(fā)遞送治療藥物。
這種無線治療隱形眼鏡采用了高度緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路布局，這使得在隱形眼鏡彎曲和有限的表面上實現(xiàn)了眼壓的實時傳感和按需遞送藥物的高度集成，并且不會對佩戴者的視力造成影響。
眼壓傳感器具有LCR串聯(lián)諧振電路的獨特懸臂結(jié)構(gòu)，其中每個夾有超軟空氣介質(zhì)膜的電容感測板都能對佩戴者的眼壓變化做出超靈敏的響應(yīng)，產(chǎn)生可檢測的共振頻率信號，用于無線記錄。
藥物遞送模塊則是利用一種高效的無線電能傳輸（WPT）電路（借助于電磁場或電磁波進行能量傳遞的一種技術(shù)），驅(qū)動涂有涂層的抗青光眼藥物通過電離子透入療法進入房水，這為藥物傳遞和增強藥物滲透角膜提供了一個高效而智能的電開關(guān)。
更關(guān)鍵的是，研究團隊在設(shè)計眼壓傳感器和藥物遞送模塊時采用了不同的工作頻率，實現(xiàn)兩者的信道分離而不存在交叉耦合，以確保無線治療隱形眼鏡中不同模塊的獨立功能。
研究人員在豬和兔子中測試了無線治療隱形眼鏡（WTCL），結(jié)果表明，WTCL的確能實時監(jiān)測實驗動物的眼壓變化，當(dāng)檢測到的眼壓升至高危水平時，藥物遞送模塊就能讓青光眼藥物穿過角膜屏障遞送到眼睛前房。
謝曦教授表示，這種隱形眼鏡的制造能與現(xiàn)有大規(guī)模、高效益比的生產(chǎn)流程相容。雖然在進入臨床試驗前仍需開展進一步研究，但無線治療隱形眼鏡（WTCL）的微創(chuàng)、智能、無線和治療特性使該平臺成為一個非常有前途的工具，可促進實時按需給藥和急性閉角型青光眼的治療。
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