Βέλγιο: Επιστήμονες ανέπτυξαν ηλεκτρονικό φακό που μιμείται την ίριδα του ματιού

Επιστήμονες από το βελγικό ερευνητικό κέντρο imec και το Πανεπιστήμιο της Γάνδης (UGent), ανέπτυξαν έναν ηλεκτρονικό φακό επαφής που μιμείται την ανθρώπινη ίριδα και τον τρόπο λειτουργίας της. Ο πρωτοποριακός αυτός φακός προορίζεται για άτομα με κατεστραμμένη ή μη υπάρχουσα ίριδα. Αυτός ο νέος φακός θα μπορούσε να βοηθήσει περίπου 20 εκατομμύρια ανθρώπους με διαταραχές στην ίριδα, σε όλο τον κόσμο.

«Όταν ξεκινήσαμε αυτό το έργο πριν από περίπου έξι χρόνια, εστιάσαμε στις οπτικές διορθώσεις που σχετίζονται με την ευκρίνεια της όρασης», λέει ο Andrés Vásquez Quentero, καθηγητής έρευνας στο imec και το UGent. «Ζητήσαμε από ασθενείς με οφθαλμικές διαταραχές και γιατρούς να μας μιλήσουν για τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν. Έτσι καταλήξαμε σε αυτή την ιδέα».

Η λειτουργία της ίριδας

Η ίριδα του ανθρώπινου ματιού ρυθμίζει την ποσότητα φωτός που εισέρχεται σε αυτό προσαρμόζοντας το μέγεθος της κόρης. Στο έντονο φως, η κόρη συστέλλεται και στο μάτι εισέρχεται ελάχιστο φως, ενώ στο σκοτάδι, διαστέλλεται για να μπορέσει να εισέλθει όσο το δυνατόν περισσότερο φως.

Η ίριδα ρυθμίζει και το βάθος πεδίου στο εξωτερικό φως. Το βάθος πεδίου είναι το εύρος απόστασης όπου η εικόνα εστιάζει. Η ίριδα έχει δύο σημαντικούς μύες – τον μυ σφιγκτήρα και τον ακτινικό μυ. Ο μυς του σφιγκτήρα περικυκλώνει την κόρη και την συστέλλει με σκοπό την αύξηση του βάθους πεδίου. Ο ακτινικός μυς μπορεί να διαστείλει τη κόρη, μειώνοντας έτσι το βάθος πεδίου.

Για να μπορέσει να βελτιώσει τη μετάδοση του φωτός και το βάθος πεδίου, η ερευνητική ομάδα του Κέντρου Τεχνολογίας Μικροσυστημάτων στο UGent ανέπτυξε έναν ηλεκτρονικό φακό που μπορεί να αλλάξει δυναμικά το μέγεθος της κόρης του ματιού.

Ο φακός μιμείται την κίνηση της ίριδας χρησιμοποιώντας εικονοστοιχεία σε σχήμα δακτυλίου που είναι εξοπλισμένα με τεχνολογία LCD (Liquid Crystal Display). Η κίνηση της τεχνητής ίριδας ελέγχεται από πολύ λεπτά ηλεκτρονικά. Για παράδειγμα, υπάρχει ένας ανιχνευτής αναλαμπών ματιών και ένας ανιχνευτής φωτός που παρακολουθεί πόσο φως εισέρχεται στο φακό.

Τα ηλεκτρονικά που είναι ενσωματωμένα στον φακό δεν απαιτούν πολλή ενέργεια (148 nanowatts), επομένως θα πρέπει να φορτίζεται μόνο τη νύχτα. Μέσα στον φακό υπάρχει ένα τσιπ NFC (επικοινωνία κοντινού πεδίου), που του επιτρέπει να φορτίζεται ασύρματα.

Παρά την ενσωματωμένη τεχνολογία του, το πάχος του φακού, είναι το ίδιο με ενός σκληρικού. Ο σκληρικός φακός τοποθετείται πάνω από το λευκό του ματιού και όχι στον κερατοειδή, όπως οι μικροί φακοί επαφής και τους χρησιμοποιούν άτομα με ανιριδία, που δεν έχουν δηλαδή ίριδες.

Μια ιατρική λύση

«Πριν ξεκινήσουμε αυτό το έργο, είχαμε ήδη ειδικευτεί στην τεχνολογία ευέλικτων ηλεκτρονικών και υγρών κρυστάλλων. Χρησιμοποιώντας τις προηγούμενες γνώσεις που είχαμε σε αυτόν τον τομέα και την έρευνα που κάναμε σε θέματα οφθαλμού, καταφέραμε να μιμηθούμε την κίνηση της ίριδας σε έναν φακό επαφής», εξηγεί ο Quentero.

«Σε αντίθεση με τις υπάρχουσες λύσεις, αυτός ο φακός καταφέρνει να βελτιώσει την όραση και να ρυθμίσει την ποσότητα φωτός που εισέρχεται», τονίζει ο επιστήμονας. «Αυτό δεν υπήρχε ακόμη στην αγορά, σύμφωνα με γιατρούς και ασθενείς». 

Ο φακός δοκιμάστηκε σε εργαστήριο υπό διάφορες συνθήκες φωτός. Κατά τη διάρκεια αυτών των προσομοιώσεων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τρισδιάστατα δεδομένα από έναν ασθενή με ανιριδία. Τα πλήρη αποτελέσματα αυτής της έρευνας έχουν δημοσιευτεί στο ακαδημαϊκό περιοδικό Nature.

Το σχέδιο είναι να επικυρωθεί κλινικά ο φακός στο εγγύς μέλλον και να επιβεβαιωθεί η ασφάλειά του καθώς και πιθανές παρενέργειες στον οφθαλμικό ιστό. Ο Quentero επισημαίνει ότι πρέπει να γίνουν ορισμένες τροποποιήσεις στον φακό. «Πρέπει να αναζητήσουμε καλύτερο υλικό για το φακό ώστε να φοριέται άνετα από τους χρήστες. Πιστεύουμε πάντως, ότι θα είναι διαθέσιμος στην αγορά μέχρι το τέλος του 2023 και ότι η τιμή του θα είναι παρόμοια με αυτή των ειδικών σκληρών φακών.

ΠΗΓΗ: Innovationorigins