Το γλαύκωμα, μια ομάδα ασθενειών που βλάπτουν το οπτικό νεύρο, επηρεάζει περισσότερα από δύο εκατομμύρια Αμερικανούς και είναι η δεύτερη αιτία τύφλωσης στον κόσμο.
Εκείνοι που διατρέχουν τον κίνδυνο να αναπτύξουν την ασθένεια - συνήθως όσοι είναι άνω των 60 ετών ή αυτοί που έχουν οικογενειακό ιστορικό - συνήθως πηγαίνουν στους γιατρούς τους για προβολές τρεις ή τέσσερις φορές το χρόνο. Ο Tueng Shen, καθηγητής οφθαλμολογίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον, λέει ότι δεν είναι αρκετά καλό.
"Οι [τρέχουσες μέθοδοι] περιορίζουν την ικανότητά μας να προβάλλουμε τους ανθρώπους και μερικές φορές δεν ανακαλύπτουμε αλλαγές μέχρι πολύ μετά την εμφάνισή τους", λέει.
Η λύση της, την οποία ανέπτυξε με τον συνάδελφο καθηγητή Karl Böhringer: ένα πρωτότυπο εμφύτευμα που προβάλλει σήματα έγκαιρης προειδοποίησης σε πραγματικό χρόνο, έτσι ώστε οι γιατροί να μπορούν να ξεκινήσουν τη θεραπεία πιο ενεργά από ποτέ.
Εκτός από τεχνητούς αμφιβληστροειδείς φωτοδιόδους, αυτή είναι η πρώτη φορά που κάποιος επιχείρησε να τοποθετήσει έναν ηλεκτρονικό αισθητήρα απευθείας στο μάτι. Οι πλησιέστεροι ερευνητές και εταιρείες έχουν έρθει είναι η ενσωμάτωση πληροφοριών σε φακούς επαφής. Ένα σύστημα που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν δίνει στο νυχτερινό όραμα του χρήστη και ένα από το Google χρησιμοποιεί αισθητήρες για να παρακολουθεί τα επίπεδα γλυκόζης.
Η κύρια αιτία του γλαυκώματος είναι η αύξηση της πίεσης στο εσωτερικό του οφθαλμού που προκαλείται από τη συσσώρευση υγρού. Η πρόσθετη πίεση μπορεί να προκαλέσει ανεπανόρθωτη βλάβη στο οπτικό νεύρο και να αποτρέψει τη λειτουργία του.
Κατά τη διάρκεια ενός παραδοσιακού διαγνωστικού ελέγχου για το γλαύκωμα, ένας γιατρός μετρά τον οφθαλμό του ασθενούς και εφαρμόζει μια μικρή ριπή αέρα. Η δύναμη ωθεί στον κερατοειδή, που δείχνει το επίπεδο πίεσης μέσα στο μάτι.
"Είναι πολύ παρόμοιο με το πώς βλέπετε πόσο καλά ένα μπάσκετ είναι φουσκωμένο", εξηγεί ο Shen. "Μπορείτε να το συμπιέσετε."
Αλλά, επισημαίνει η Shen, το μέγεθος της πίεσης μπορεί να αλλάξει γρήγορα, πράγμα που σημαίνει ότι οι ασθενείς θα πρέπει να παρακολουθούν πιο τακτικά.
"Είναι σαν να εξετάζουμε τα σάκχαρα του αίματος", λέει ο Shen. "Είναι μια προοδευτική διαδικασία. Είναι η άνοδος και η πτώση, η άνοδος και η πτώση και η γενική αστάθεια που θα προκαλέσει ζημιά ».
Κανονικά, θα χρειαζόταν πολύ για έναν ασθενή να ανιχνεύσει ένα πρόβλημα από μόνο του. Η ασυνέπεια της πίεσης θα πρέπει να είναι ακραία και παρατεταμένη, ώστε ο ασθενής να έχει εμφανή συμπτώματα, όπως ο ακραίος πόνος και ο εμετός.
Ένα εμφύτευμα θα επέτρεπε στους γιατρούς να παρακολουθούν το θέμα και να αρχίζουν τη θεραπεία πριν είναι πολύ αργά, λέει ο Shen.
Ο Böhringer, ο οποίος ανέπτυξε τη συσκευή με το Shen, λέει ότι ο σχεδιασμός του εμφυτεύματος είναι πολύ απλός: Αποτελείται από αισθητήρα πίεσης, μικρό επεξεργαστή και κεραία. Οι ερευνητές σκοπεύουν να ενσωματωθούν σε τεχνητό φακό κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης καταρράκτη, μετά την οποία η κεραία, τυλιγμένη γύρω από την περίμετρο του φακού, μεταδίδει δεδομένα από τον αισθητήρα σε εξωτερική συσκευή.
Η ίδια κεραία συγκεντρώνει επίσης ενέργεια για να τροφοδοτήσει ασύρματα το τσιπ - παρόμοιο με τον τρόπο που χύνεται μια ηλεκτρική οδοντόβουρτσα.
Οι ερευνητές σχεδίασαν τον αισθητήρα να προσαρμόζεται εύκολα μέσα στα υπάρχοντα εμφυτεύματα καταρράκτη. (Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον) Ο Böhringer οραματίζεται μια εξωτερική συσκευή ελέγχου, ίσως το μέγεθος ενός κινητού τηλεφώνου, να παρέχει ισχύ και να συλλέγει και να μεταδίδει δεδομένα πίεσης.
"Ίσως ένα μελλοντικό κινητό τηλέφωνο θα μπορούσε να έχει τις δυνατότητες", λέει ο ίδιος, "αλλά αυτό θα έπρεπε να εξετάσουμε".
Επειδή το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να ενσωματώνει υπάρχοντα εμφυτεύματα καταρράκτη, οι ασθενείς δεν θα πρέπει να υποβληθούν σε επιπλέον χειρουργική επέμβαση. Είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης, λέει ο Shen, δεδομένου ότι οι παράγοντες κινδύνου και για τις δύο ασθένειες είναι παρόμοιοι. Οι γιατροί εκτελούν περίπου τρία εκατομμύρια εγχειρήσεις καταρράκτη κάθε χρόνο, αριθμός που η έρευνα δείχνει ότι θα αυξηθεί σταθερά τις επόμενες δεκαετίες.
Και οι δύο καθηγητές είναι γρήγοροι να υπογραμμίσουν ότι το εμφύτευμά τους εξακολουθεί να είναι ένα πρότυπο πρώιμης φάσης ή μια απόδειξη της έννοιας.
"Αυτό δεν είναι έτοιμο για εμφύτευση τώρα, " λέει ο Böhringer, "έχει απλά όλα τα συστατικά για να δείξει ότι είναι εφικτή."
Το πρωτότυπο είναι επίσης πολύ μεγαλύτερο από ότι θα έπρεπε να είναι ένα in-vivo εμφύτευμα. μετράται σε εκατοστά και θα χρειαστεί να μειωθεί σε χιλιοστά για να χωρέσει μέσα στο μάτι.
Θα μπορούσε να είναι όσο και πέντε χρόνια πριν είναι έτοιμοι για ανθρώπινη δοκιμή, λέει ο Böhringer. Αλλά οι εφαρμογές για το σύστημα Shen και Böhringer θα μπορούσαν τελικά να εκτείνονται πέρα από το γλαύκωμα. Ο αισθητήρας μπορεί ήδη να ανιχνεύει αλλαγές θερμοκρασίας, έτσι ώστε να μπορεί να το τροποποιήσει για να παρακολουθήσει πράγματα όπως το επίπεδο οξύτητας του ματιού, μεταξύ άλλων μέτρων υγείας.
"Πρόκειται περισσότερο για πλατφόρμα", λέει ο Shen, "οικοδομούμε ένα ίδρυμα - μια ολόκληρη ομάδα διαφορετικών τρόπων προσέγγισης της υγείας".
