Forscher der Tohoku-Universität haben eine neue Art intelligenter Kontaktlinsen entwickelt, die trockenen Augen vorbeugen können. Das in der Zeitschrift Advanced Materials Technologies beschriebene selbstbefeuchtende System hält mit einem neuartigen Mechanismus eine Flüssigkeitsschicht zwischen Kontaktlinse und Auge aufrecht.
Intelligente Kontaktlinsen sind tragbare Geräte, die das Sehen über die natürlichen menschlichen Fähigkeiten hinaus beschleunigen könnten. Sie werden für eine breite Palette von Anwendungen entwickelt, von der nicht-invasiven Überwachung über die Sehkorrektur bis hin zur Anzeige der erweiterten Realität.
"Obwohl es in letzter Zeit viele Fortschritte bei neuen Funktionen für intelligente Kontaktlinsen gab, gab es wenig Fortschritte bei der Lösung der Nachteile, die mit dem täglichen Tragen von Kontaktlinsen verbunden sind", sagt Professor Matsuhiko Nishizawa, Ingenieur an der Tohoku-Universität.
Eines der größten Probleme mit Kontaktlinsen ist, dass sie aufgrund des reduzierten Blinzelns und der erhöhten Feuchtigkeitsverdunstung das „Syndrom des trockenen Auges“verursachen können. Das Syndrom des trockenen Auges kann zu Wunden und Entzündungen der Hornhaut sowie zu einem unangenehmen Gefühl führen.
Um dieses wichtige Problem anzugehen, entwickelten die Forscher einen neuen Mechanismus, der die Linse feucht hält. Das System verwendet einen elektroosmotischen Fluss (EOF), der bewirkt, dass Flüssigkeit fließt, wenn eine Spannung über eine geladene Oberfläche angelegt wird. In diesem Fall bewirkt ein an ein Hydrogel angelegter Strom, dass Flüssigkeit aus dem temporären Tränenreservoir des Patienten hinter dem unteren Augenlid nach oben zur Augenoberfläche fließt.
"Dies ist die erste Demonstration, dass EOF in einer weichen Kontaktlinse die Linse feucht h alten kann", sagt Nishizawa.
Die Forscher untersuchten auch die Möglichkeit, eine drahtlose Stromversorgung für die Kontaktlinsen zu verwenden. Sie testeten zwei Batterietypen, eine Magnesium-Sauerstoff-Batterie und eine enzymatische Fruktose-Sauerstoff-Brennstoffzelle, die beide als sicher und ungiftig für lebende Zellen bekannt sind. Sie zeigten, dass das System erfolgreich mit diesen Biobatterien betrieben werden kann, die direkt auf die geladene Kontaktlinse montiert werden können.
Weitere Forschung ist erforderlich, um verbesserte selbstbefeuchtende Kontaktlinsen zu entwickeln, die robuster sind und mit geringeren Strömen arbeiten können.
"In der Zukunft besteht die Möglichkeit, diese Technologie für andere Anwendungen, wie z. B. die Verabreichung von Medikamenten, zu erweitern", sagt Nishizawa.
