Il glaucoma, un gruppo di malattie che danneggiano il nervo ottico, colpisce oltre due milioni di americani ed è la seconda causa al mondo di cecità.
Quelli a rischio di sviluppare la malattia - di solito chiunque abbia più di 60 anni o persone con una storia familiare - in genere vanno dai loro medici per le proiezioni tre o quattro volte l'anno. Tueng Shen, professore di oftalmologia all'Università di Washington, afferma che non è abbastanza buono.
"[I metodi attuali] limitano la nostra capacità di schermare le persone, e talvolta non scopriamo cambiamenti fino a molto tempo dopo che si sono verificati", afferma.
La sua soluzione, che ha sviluppato con il collega professore Karl Böhringer: un prototipo di impianto che controlla i segni premonitori in tempo reale, in modo che i medici possano iniziare il trattamento in modo più proattivo che mai.
Al di fuori delle retine artificiali a base di fotodiodi, questa è la prima volta che qualcuno ha tentato di impiantare un sensore elettronico direttamente in un occhio. I ricercatori e le aziende più vicine sono venuti incorporando l'intelligenza nelle lenti a contatto. Un sistema sviluppato presso l'Università del Michigan offre la visione notturna di chi lo indossa e uno di Google utilizza sensori per monitorare i livelli di glucosio.
La causa principale del glaucoma è un aumento della pressione all'interno dell'occhio causato da un accumulo di liquido. La pressione aggiunta può causare danni irreparabili al nervo ottico e impedirne il funzionamento.
Durante uno screening tradizionale del glaucoma, un medico intorpidisce l'occhio del paziente e applica un piccolo soffio d'aria. La forza spinge sulla cornea, che indica il livello di pressione all'interno dell'occhio.
"È molto simile a come vedi quanto bene un basket [è gonfiato]", spiega Shen. "Lo stringi."
Ma, sottolinea Shen, la quantità di pressione può cambiare rapidamente, il che significa che i pazienti dovrebbero avere un monitoraggio più regolare.
"È come testare gli zuccheri nel sangue", dice Shen. “È un processo progressivo. È l'ascesa e la caduta e l'ascesa e la caduta e l'instabilità generale che causeranno danni. "
Normalmente, ci vorrebbe molto per un paziente per rilevare un problema da solo. L'incoerenza della pressione dovrebbe essere estrema e prolungata prima che un paziente possa manifestare sintomi evidenti, inclusi dolore e vomito estremi.
Un impianto consentirebbe ai medici di monitorare il problema e iniziare il trattamento prima che sia troppo tardi, dice Shen.
Böhringer, che ha sviluppato il dispositivo con Shen, afferma che il design dell'impianto è molto semplice: consiste in un sensore di pressione, un piccolo processore e un'antenna. I ricercatori intendono che sia incorporato in una lente artificiale durante la chirurgia della cataratta, dopo di che l'antenna, avvolta attorno al perimetro della lente, trasmette i dati dal sensore a un dispositivo esterno.
La stessa antenna raccoglie anche energia per alimentare il chip in modalità wireless, in modo simile al modo in cui uno spazzolino da denti elettrico aspira.
I ricercatori hanno progettato il sensore per adattarlo facilmente all'interno degli impianti di cataratta esistenti. (Università di Washington) Böhringer prevede un dispositivo di controllo esterno, forse delle dimensioni di un cellulare, fornirà energia, raccoglierà e trasmetterà dati di pressione.
"Forse un futuro cellulare stesso potrebbe avere le capacità", afferma, "ma è qualcosa che dovremmo esaminare."
Poiché il sistema è progettato per essere incorporato negli impianti di cataratta esistenti, i pazienti non dovranno subire ulteriori interventi chirurgici. È un buon punto di partenza, dice Shen, poiché i fattori di rischio per entrambe le malattie sono simili. I medici eseguono circa tre milioni di interventi chirurgici di cataratta ogni anno, un numero che la ricerca mostra che aumenterà costantemente nei prossimi decenni.
Entrambi i professori sottolineano rapidamente che il loro impianto è ancora un prototipo in fase iniziale o una dimostrazione del concetto.
"Questo non è pronto per l'impianto in questo momento", afferma Böhringer, "Ha solo tutti i componenti per dimostrare che è fattibile".
Il loro prototipo è anche molto più grande di quanto dovrebbe essere un impianto in vivo; è misurato in centimetri e dovrà ridimensionarsi in millimetri per adattarsi all'interno dell'occhio.
Potrebbero essere necessari fino a cinque anni prima che siano pronti per i test sull'uomo, afferma Böhringer. Ma le applicazioni per il sistema di Shen e Böhringer potrebbero eventualmente estendersi oltre il Glaucoma. Il sensore può già rilevare variazioni di temperatura, quindi potrebbe essere in grado di modificarlo per tracciare cose come il livello di acidità dell'occhio, tra le altre misure di salute.
"Questa è più una piattaforma", dice Shen, "stiamo costruendo una fondazione, un intero gruppo di modi diversi di affrontare la salute".
