Wenn wir weinen, sagen wir viel mehr über die Situation als wir denken. Nützliche und quantifizierbare Biomarker sind in unseren Tränen vorhanden - einschließlich Natriumionen, die auf Glukosemoleküle und Erkrankungen des trockenen Auges hinweisen können, zeigen, wie effektiv medikamentöse Behandlungen sein können.und sogar als frühes diagnostisches Instrument zur Erkennung von Diabetes dienen.
Aus diesem Grund hat ein neues Team eine Herstellungsmethode entwickelt, um eine Hydrogel-Kontaktlinse für die Biomarker-Erkennung zu schmieden, gemäß a Blogbeitrag auf der offiziellen Website des Terasaki-Instituts veröffentlicht.
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Kontaktlinsen der nächsten Generation verwenden Tränen als therapeutische Biomarker
Überraschenderweise sind Sekrete wie Schweiß, Tränen und Speichel die beste Quelle für Biomarker - mit Konzentrationen, die denen im Blut nicht unähnlich sind. Tränen sind steril, leicht zu erwerben und weniger anfällig für Schäden oder Veränderungen durch Temperaturverschiebungen.
Aus diesem Grund lohnt es sich, Tränen effektiv zu sammeln und ihren pH-Wert und ihre Biomarkerwerte in Echtzeit zu messen. Das Team hinter diesem neuen Gerät besteht aus einer Gruppe des Terasaki-Instituts für biomedizinische Innovation - und sie begannen mit der Optimierung von HydrogelKomponenten, die elastische Eigenschaften ergaben. Dies wiederum ermöglichte es den Ingenieuren, etwas mit einer glatten und formbaren Form herzustellen.
Als nächstes fügte das Team Mikrokanäle in das Hydrogel ein - über a 3D gedruckt Schimmel. Zuletzt hat das Team eine zusätzliche Schicht Hydrogel auf die Mikrokanaloberfläche geklebt, um sie einzuschließen.
Nach Fertigstellung des Prototyps wurde das Gerät gründlich auf seine Leistung beim Kanalisieren und Sammeln von Flüssigkeiten Risse getestet. Das Team maß die Durchflussraten künstlicher Risse in den geschlossenen Kanälen - bei unterschiedlichen Hydratationsniveaus, wobei bei vollständiger Hydratation kein Durchfluss gemessen wurde, und voller spontaner Fluss bei voller Flüssigkeitszufuhr, lesen Sie den Blog-Beitrag.
Kontaktlinsen mit Biosensoren können bei Diagnoseverfahren hilfreich sein.
Insbesondere als das Hydrogel leicht hydratisiert war, kam der Flüssigkeitsfluss in den Kanälen zum Stillstand - aber unter der Kraft eines rhythmischeren Drucks begann der Fluss wieder. Dies war bedeutsam, weil es der Idee Glaubwürdigkeit verleiht, dass Augenzwinkern kann bei Bedarf auch genügend Druck ausüben, um zusätzliche Feuchtigkeit zu erzeugen, um den Tränenfluss innerhalb der Kontaktlinse und im weiteren Sinne des Auges selbst zu ermöglichen.
"Zusätzlich zu unserer erfolgreichen Herstellung von Mikrokanälen in kommerziellen Kontaktlinsen-Hydrogelen haben wir auch festgestellt, dass der Augenzwinkern-Druck den Tränenaustausch in der Linse durch diese Mikrokanäle erleichtern kann", sagte der Forscher Shiming Zhang vom Terasaki-Institut. Blogbeitrag . "Dies ist ein aufregender Befund, da er die Möglichkeit eröffnet, dass die Linsen ein Mittel zur Vorbeugung von Erkrankungen des trockenen Auges sind, wie sie häufig bei Kontaktlinsenträgern auftreten."
"Wir wollen eine patentierte Kontaktlinse entwickeln, die diesen Zustand aktiv behandelt, indem sie den Tränenfluss im Auge verbessert", fügte Zhang hinzu.
Danach entwickelte das Team Prototypsensoren zum Sammeln, Testen und Messen des pH-Werts in den künstlichen Tränen, während diese durch die geschlossenen Mikrokanäle fließen. Zusätzlich testeten sie Natriumwerte - was einen akzeptablen und erwarteten Bereich für die Natriumdetektion für die Zukunft zeigteDiagnoseverfahren.
Prototyp-Kontaktlinse eröffnet neue Biosensorlösungen
Es gibt weitere Ziele für das Team - einschließlich der Feinabstimmung der Luftfeuchtigkeit, der angewendeten Druckreihenfolge und der Hydrogelhydratation -, um die Durchflussraten zusätzlich zur Dynamik der Kontaktlinsen mit Biosensor zu verbessern. Das Team plant sogar, mit kleineren Kanälen zu experimentierendünnere Hydrogelfilme, bevor das endgültige Design der Kontaktlinsen festgelegt wird.
"Die Produktion des hier beschriebenen erfolgreichen Prototyps und die fortgesetzten Bemühungen, seine Fähigkeiten zu perfektionieren, stellen einen bedeutenden Fortschritt bei der Kontaktlinsen-Biosensierung dar", sagte der CEO und Direktor des Terasaki-Instituts Ali Khademhosseini im Blogbeitrag. "Diese innovative Arbeit passtim Einklang mit der Mission unseres Instituts, Lösungen zu entwickeln, die die Gesundheit des Einzelnen wiederherstellen oder verbessern. "
Wir haben schon früher gesehen, wie Technologie konventionelle Biomarker verfolgt - wie Herzfrequenz und Schritte pro Tag. Apple Watch und zugehörige Apps bieten ähnliche Biosensor-Funktionen - die lange vor dem existierten COVID-19-Krise . Natürlich benötigt das Biomarker-Gerät für Kontaktlinsen wahrscheinlich nicht den starken Tränenfluss, der mit Schluchzen einhergeht. Aber für diejenigen, die es immer vorgezogen haben weinen ihr Weg zum Wohlbefinden, die Antwort wird bald unter uns sein.