Los lentes de contacto (LC) son prótesis oculares utilizadas por millones de personas en el mundo. Aunque la principal aplicación de estos es la corrección de los defectos visuales, también se utilizan con fines cosméticos y médicos. La creación de un lente de contacto inteligente (LCI) equipado con componentes electrónicos, como sensores y componentes de comunicación inalámbrica, permite medir múltiples datos biométricos que podrían ayudar en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.
Evolución de los lentes de contacto
Los primeros LC se desarrollaron en los años 60 a base de polimetilmetacrilato (PMMA). Este lente era rígido y duro. Uno de los principales inconvenientes de los LC de PMMA era que no permitían que el oxígeno penetrara en la córnea. Cuando el usuario parpadeaba, el desplazamiento del lente permitía que el oxígeno entrara en contacto con la córnea. Con el tiempo, se diseñaron lentes permeables al gas a base de silicona y fluoropolímeros. La creación de los lentes blandos ha revolucionado el sector de los LC y son muy cómodos de usar.
Los LC han evolucionado con los avances tecnológicos y en los materiales, los procesos de fabricación, las propiedades químicas y físicas, así como la reducción de la contaminación microbiana y las complicaciones oculares. A continuación, se analizan algunas áreas clave relacionadas con la evolución de los LC.
Diseño biomimético
Los LC se diseñan y fabrican siguiendo un enfoque biomimético (técnica que imita la naturaleza para crear soluciones innovadoras). Por ejemplo, los LC biomiméticos están recubiertos de ácido hialurónico (AH), una proteína de unión que permite una mejor unión del agua al lente. El AH es un glicosaminoglicano natural que mejora la viscosidad y la lubricación del LC.
Recientemente, se ha creado un polímero que contiene una unidad de 2-metacriloiloxietil fosforilcolina (MPC) que imita la superficie de la córnea. Este material ha mejorado muchos efectos adversos experimentados por los usuarios de lentes de contacto. Sin embargo, el grado de mejora es variable según los usuarios.
Avances en los materiales
Los avances en los materiales utilizados para fabricar LC redujeron los efectos adversos relacionados con su uso, preservaron un metabolismo regular de la córnea y mantuvieron la estabilidad de la película lagrimal. El empleo de hidrogel de silicona para fabricar LC ha optimizado significativamente los resultados, reduciendo al mínimo los problemas relacionados con su uso.
Avances tecnológicos
Algunas tecnologías clave para fabricar y analizar los LCI son la microfluídica, la fotolitografía, el moldeo por inyección, la litografía blanda y la ablación por láser. Recientemente, científicos de la Universidad Estatal de Oregón utilizaron la tecnología de transistores ultrafinos para diseñar LCI capaces de registrar información sobre el estado fisiológico del usuario. Para su desarrollo utilizaron un transistor de óxido de indio, galio y zinc (IGZO) y glucosa oxidasa. Este prototipo ocular puede detectar los niveles de glucosa, lo que lo hace muy útil para controlar a los diabéticos.
Aunque este LC está aún en fase de prototipo, los científicos son muy optimistas sobre la posibilidad de que supere con éxito las pruebas con animales. Varias empresas de biotecnología han mostrado interés en desarrollar este LC, lo que ha aumentado las posibilidades de éxito comercial.
Aplicación de la nueva generación de lentes de contacto inteligentes
El LCI es un dispositivo oftálmico portátil asociado a funciones que van más allá de la corrección de la visión. Los LCI tratan enfermedades oculares mediante la administración de fármacos y la estimulación lumínica, térmica y eléctrica. Estos dispositivos ayudan a diagnosticar y tratar enfermedades.
Como ya se ha dicho, estos lentes d están integrados con sensores, componentes de comunicación inalámbrica y microprocesadores para medir marcadores biológicos, como la glucosa de las lágrimas y controlar la presión intraocular (PIO) las 24 horas del día.
Un LCI también puede tratar múltiples enfermedades oculares como el glaucoma, las cataratas, la enfermedad de ojo seco (EOS), las infecciones oculares y la inflamación. También tiene potencial para tratar la degeneración macular asociada a la edad (DMAE), la retinopatía diabética (RD), la retinitis y la uveítis posterior. A continuación, se exponen algunas de las aplicaciones más recientes del LCI.
Prótesis de retina
Los LCI pueden utilizarse como prótesis de retina, también conocida como retina artificial. Este dispositivo médico puede devolver la visión a personas con determinados tipos de ceguera. Las prótesis de retina se utilizan para tratar a personas con enfermedades degenerativas de la retina, como la DMAE y la retinosis pigmentaria (RP). Aunque este tratamiento no restablece la visión normal, permite cierto grado de percepción visual, como detectar movimientos y reconocer formas.
Estas mejoras visuales ayudan a los pacientes a desenvolverse en su entorno. Cabe señalar que la prótesis de retina se encuentra aún en una fase temprana de desarrollo y es uno de los dispositivos oculares más innovadores.
Diagnóstico de enfermedades corneales
Se ha desarrollado un nuevo LCI multifuncional que utiliza un sistema sensor de malla serpentina basado en transistores de disulfuro de molibdeno. Este sistema de sensores está equipado con un fotodetector y un sensor de temperatura que proporcionan información óptica y miden los niveles de glucosa del líquido lagrimal y la temperatura de la córnea. Además, también puede monitorizar la PIO.
Este dispositivo ocular de electrónica blanda de última generación es extremadamente biocompatible y sensible, y resulta muy prometedor para aplicaciones médicas y sanitarias, sobre todo en el diagnóstico de posibles enfermedades de la córnea. Puede utilizarse para diagnosticar la sequedad ocular y la inflamación.
Tratamiento del glaucoma
Los LCI equipados con un sensor de PIO pueden ofrecer alivio a los pacientes con glaucoma. Científicos de la Facultad de Ciencias Médicas de Nueva Gales del Sur han implantado células madre epiteliales (CME) de un ojo sano en un LC que ayudó a reparar la pérdida de visión debida a una córnea dañada. En 2011, SENSIMED, una empresa suiza de microtecnología médica, diseñó un LC para detectar pacientes con glaucoma. Este dispositivo monitoriza la PIO durante 24 horas. Dado que esta herramienta de diagnóstico ocular es de naturaleza portátil, el usuario puede realizar sus actividades cotidianas sin ningún impedimento.
Perspectivas futuras de los LCI
Los principales retos de los LCI están relacionados con la precisión y la fiabilidad de los datos. Estos desafíos se deben, sobre todo, a las limitaciones de la tecnología de detección. La estabilidad, la comodidad de uso, la comunicación inalámbrica y el suministro de energía son algunos de los aspectos de la fabricación de LCS que requieren mejoras.
En el futuro, los nanogeneradores, en particular el generador nano-triboeléctrico, podrían utilizarse como módulo de suministro de energía para los LC. La inteligencia artificial podría aplicarse para mejorar el efecto terapéutico de las LCI. Este artículo demuestra que las aplicaciones eficaces de los LC de nueva generación podrían mejorar notablemente el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades.
Fuente:
Bose, P. Next-Gen Contact Lenses: Beyond Vision Correction. News-Medical. Retrieved on January 17, 2024 from https://www.news-medical.net/health/Next-Gen-Contact-Lenses-Beyond-Vision-Correction.aspx. Traducido y adaptado por Franja Visual.
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