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Lenti a contatto: una nuova soluzione per la diagnosi delle malattie oculari

Un sensore integrato sulle lenti a contatto potrebbe essere una nuova soluzione per la diagnosi e il monitoraggio delle malattie oculari.

Categorie Dispositivi indossabili · Innovazione

Negli ultimi anni, vari progressi tecnologici hanno permesso di sviluppare lenti a contatto “smart”, un esempio sono le lenti a contatto “smart” di Google. Questo tipo di tecnologie ha permesso in alcuni casi il monitoraggio della pressione intraoculare, in altri casi il monitoraggio di alcuni biomarcatori. Tuttavia, spesso si tratta di lenti più rigide rispetto alle tipiche lenti a contatto, ciò comporta una sensazione di fastidio per chi le indossa.

Un team di ricercatori della Purdue University ha realizzato un sensore ERG, integrabile su delle lenti a contatto, che potrebbe permettere la diagnosi e il monitoraggio di varie malattie oculari, garantendo comunque comfort per l’utente.

lenti a contatto

Lenti a contatto per l’elettroretinografia

L’attività elettrofisiologica della retina, in risposta ad uno stimolo, viene registrata tramite l’elettroretinografia. Questo esame diagnostico è tipicamente usato in ambito oculistico per valutare la sensibilità della retina e per diagnosticare varie malattie oculari come retinite pigmentosa, retinopatia diabetica e glaucoma.

La registrazione ERG viene effettuata applicando un elettrodo sulla cornea, il segnale registrato mostra le variazioni del potenziale elettrico della retina in risposta ad alcuni stimoli luminosi. L’applicazione dell’elettrodo sulla cornea del soggetto avviene in seguito ad anestesia locale, ottenuta mediante un collirio anestetizzante. Tuttavia, talvolta il fastidio da parte del paziente che esegue l’esame è comunque elevato, soprattutto se si tratta di bambini o di adulti poco cooperativi, implicando perciò talvolta anche l’utilizzo dell’anestesia generale.

Il team della Purdue University, costituito da ingegneri biomedici, meccanici e chimici, ha proposto, nello studio pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communication, una tecnologia innovativa per la registrazione ERG. Il team ha ideato un sensore corneale per catturare il segnale ERG, applicabile su lenti a contatto morbide tramite un ancoraggio elettrochimico.

Il dispositivo è in grado di garantire elevata biocompatibilità, morbidezza e trasparenza. Inoltre è possibile adattarlo a varie forme corneali, risultando quindi facilmente tollerabile dall’utente. Questa innovativa tecnologia permette perciò di catturare segnali ERG non richiedendo l’utilizzo dell’anestesia locale.

Lenti a contatto con biosensori

Il dispositivo è costituito dal biosensore ancorato sulla lente a contatto ed include una serpentina circolare collegata ad un filo sottile, applicato sul bordo periferico della lente. Il filo risulta essere leggero e permette il collegamento con il sistema esterno di acquisizione dei dati. Dallo studio emerge che i dati acquisiti dal sensore risultano essere altamente precisi e affidabili.

lenti a contatto con biosensore
Credits: Pete Kollbaum, Purdue University.

Per dimostrare la fattibilità e la validità della misurazione di questo dispositivo, il team di ricercatori ha effettuato una valutazione, condotta da personale esperto, su un partecipante adulto che non aveva alcuna storia di malattia oculare. Il sensore è stato applicato sull’occhio del partecipante senza l’anestesia. Durante il test è stato possibile osservare che la presenza del filo ha avuto poco impatto sul movimento degli occhi grazie alla sua leggerezza, non andando quindi ad influire negativamente sull’acquisizione del segnale.

Dal test quindi è stato possibile osservare che il sensore corneale si adatta bene all’occhio umano e rimane centrato sulla cornea per tutta la durata della registrazione. Confrontando l’acquisizione del segnale ERG con le tecniche convenzionali, l’utilizzo di questo dispositivo è risultato essere più comodo per il soggetto.

L’importanza dello studio

In passato, i sensori o i dispositivi elettronici non erano applicabili sulle tipiche lenti a contatto commerciali a causa delle tecnologie di fabbricazione, le quali richiedevano una superficie rigida e piana, incompatibile con la forma morbida e curva di una lente a contatto. I biosensori ideati in questo studio sono invece ultrasottili e facilmente integrabili sulle lenti a contatto.

La nuova tecnologia proposta nello studio permetterà ai medici di meglio comprendere l’attività elettrofisiologica della retina. Inoltre, potrà essere molto utile per la diagnosi precoce di varie malattie oculari, come il glaucoma. È importante considerare che questa tecnologia permetterebbe una diagnosi indolore e non richiederebbe anestesia topica. Queste lenti a contatto potrebbero anche essere utilizzate a scopo di monitoraggio di varie informazioni clinicamente importanti associate alla salute dell’occhio.