對詩人而言，眼睛通向人的靈魂，而生物醫(yī)學(xué)工程師們正通過眼睛了解我們的肉體——他們正在研發(fā)內(nèi)置電路的智能隱形眼鏡。
目前，這些智能隱形眼鏡主要設(shè)計用來診斷、監(jiān)控以及治療一系列病癥。而現(xiàn)在，歐洲市場上已出現(xiàn)兩款幫助眼疾患者的智能眼鏡產(chǎn)品。
早在 2014 年，谷歌就已涉足該領(lǐng)域。谷歌的生命科學(xué)子公司威利生命科學(xué)（Verily Life Sciences）和瑞士制藥巨頭諾華制藥（Novartis）眼科部門阿爾康（Alcon）宣布將攜手為糖尿病患者開發(fā)一款智能隱形眼鏡。但是，就在2016年11月，諾華制藥宣布放棄臨床試驗其產(chǎn)品的目標。
不過，威利和阿爾康并不是唯一瞄準智能眼鏡領(lǐng)域的公司。在全球各大實驗室里，生物醫(yī)學(xué)工程師們已經(jīng)在使用智能眼鏡診斷疾病，得益于新型柔性微型半透明電路的發(fā)展以及水凝膠制造鏡片的可能，這幾種智能隱形眼鏡獲得了巨大的進展，正在走出實驗室。
圖丨Triggerfish
直徑約14 毫米，厚度僅為 100 到 200 微米，這款名叫“Triggerfish”智能隱形眼鏡的小曲面上卻要容納傳感器以及微電子電路，以便實現(xiàn)監(jiān)測、能耗管理以及數(shù)據(jù)傳送。
“Triggerfish”由瑞士洛桑的生物技術(shù)公司Sensimed 制造。這個柔軟的一次性隱形眼鏡使用壓阻應(yīng)變傳感器來測量眼壓。傳感器在液體壓力的作用下延展，檢測眼角膜周邊的細微變化。
此款眼鏡能夠通過提供對眼壓的連續(xù)監(jiān)測，從而使得患者的個性化青光眼治療成為可能：在 24 小時內(nèi)，鏡片會以 5 分鐘一次的頻率檢測眼壓，數(shù)據(jù)將被近場感應(yīng)無線傳輸?shù)浇邮掌髦?。這個接收器在環(huán)繞用戶眼睛的貼片上，通過數(shù)據(jù)線連接到病人掛在脖子上的記錄器，隨后數(shù)據(jù)將通過藍牙被傳送至醫(yī)生的電腦。
另外，這種眼壓測量技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過臨床和實踐檢驗，能夠提供可信賴的壓力數(shù)據(jù)。目前它已可在 33 個國家買到，最近還獲得了美國的監(jiān)管許可。
鑒于臨床和實踐檢驗有效，現(xiàn)在，經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)生們已經(jīng)開始使用 Sensimed 公司的產(chǎn)品通過周期性檢查為青光眼患者診斷病情了。不過，Triggerfish 隱形眼鏡的使用也就僅止于這一天 24 小時的檢查。因為長期更換、佩戴這一套設(shè)備實在是太麻煩了。
圖丨Telltale Tears
Telltale Tears 則是另一種用途的智能隱形眼鏡，能夠通過使用者的眼睛分泌物來檢測血糖水平。一旦研發(fā)成功，就能幫助糖尿病患者擺脫血糖儀。
對于全球 4.22 億糖尿病人來說，這個帶有微傳感器，能持續(xù)測量血糖水平的智能隱形眼鏡將為他們的生活帶來一場革命。因為大多數(shù)糖尿病患者需要每天多次刺破他們的手指來檢測血糖。這種麻煩恐怕是難以避免的，因為血糖會隨著吃飯、運動和其他日?；顒佣兓?。即使將電極植入皮膚下的血糖持續(xù)監(jiān)測也許要每天刺破手指多次來校準。
不過，在實現(xiàn)商業(yè)化之前，研究人員仍需解決一些問題。第一個問題就與基礎(chǔ)淚液中葡萄糖的含量有關(guān)，眼淚中微量的葡萄糖可能不足以用來準確監(jiān)測血糖。此外，科學(xué)家們也在討論血糖和眼淚中葡萄糖的相關(guān)性。最后，用于滋潤眼睛的基礎(chǔ)淚液、由于眼睛受刺激產(chǎn)生的眼淚、由于情緒產(chǎn)生的眼淚，這三種眼淚中的葡萄糖含量是否會有顯著不同？這些問題都需要被論證解決。
圖丨Eye-Mate
無論是治療青光眼的 Triggerfish 還是檢測血糖的 Telltale Tears，它們距離商業(yè)化都有一定的距離。全球第一個實現(xiàn)商業(yè)化的植入式智能鏡片 是 Eye-Mate，它來自德國漢諾威的眼科公司 Implandata，在今年五月份獲得了監(jiān)管批準。
盡管這款需要手術(shù)植入的鏡片看起來似乎沒有一次性隱形眼鏡方便，但這并不是很大的缺點。因為它的植入可以在進行白內(nèi)障手術(shù)的時候完成，而白內(nèi)障手術(shù)是一個每年有數(shù)百萬人做過的小門診手術(shù)。
在白內(nèi)障手術(shù)中，眼睛上會有一個微小切口，白內(nèi)障霧化的晶體會被取走，并由人工晶狀體替代；這個晶體將被放在在虹膜的色環(huán)后面，所以并不可見。對于青光眼患者，外科醫(yī)生可以使用嵌入壓力芯片和微電路的 Eye-Mate 人工晶體。病人此后會帶一個手持設(shè)備回家，時常用它對著眼睛收集即時眼壓數(shù)據(jù)，并使用電感耦合技術(shù)為晶體供電。患者可以通過手持設(shè)備實時讀取保存眼壓數(shù)據(jù)，并為 Eye-Mate 無線充電。
雖然智能隱形眼鏡和植入式鏡片遇到了很多困難，其遠大前景會支持我們繼續(xù)為之努力。在下一個十年，你可以預(yù)見到會有很多醫(yī)療用途的智能眼鏡誕生。
同時，全世界的科研人員還將繼續(xù)研究眼淚中的新生物標記物，研發(fā)新的能量收集和儲存技術(shù)，制造新型柔性電子設(shè)備，并構(gòu)建更可靠的生物傳感器。還有一些研究者在設(shè)計通過微流體成分按需釋放藥物治療疾病的鏡片。在這些新科技的幫助下，我們將比從前任何時候都了解人類生物學(xué)。
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編輯：wyx
