Weiterentwicklung von Kontaktlinsen zu medizinischen Zwecken
Kontaktlinsen könnten in Zukunft nicht nur zur Verbesserung der Sehkraft verwendet werden, sondern auch dabei helfen Krankheiten zu behandeln, digitale Bildschirme ersetzen und sogar Krebs diagnostizieren.
Die aktuelle Übersichtsarbeit zeigt die unglaubliche Vielfalt an neuen Technologien, welche sich bereits in der Entwicklung befinden und die Zukunft der Kontaktlinsen verändern werden, berichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der University of Waterloo von ihrer aktuellen Forschungsarbeit. Die entsprechende Studie wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Contact Lens & Anterior Eye: The Journal of the British Contact Lens Association“ publiziert.
Neue Technologien werden Zukunft von Kontaktlinsen prägen
„Es gibt eine Reihe von verschiedenen Technologien, welche die Zukunft der Kontaktlinsen prägen und in einigen Fällen bereits ihr Potenzial in späten Entwicklungsphasen und sogar in kommerziell erhältlichen Produkten zeigen”, erläutert Studienautor Lyndon Jones vom Centre for Ocular Research & Education (CORE), einer der weltweit führenden Experten auf dem Gebiet der Weiterentwicklung von Kontaktlinsen.
Unglaubliche Fortschritte bei Kontaktlinsen
„Neuartige Biomaterialien, Fortschritte in der Nanotechnologie, einzigartige optische Designs, Entdeckungen im Bereich Biosensorik, antibakterielle Wirkstoffe und sogar die Miniaturisierung von Batterien und die Energieübertragung spielen hierbei eine wichtige Rolle. Die nächsten Jahre werden unglaubliche Fortschritte (…) bringen“, fügt der Experte in einer Pressemitteilung hinzu.
Biomarker im Tränenfilm zur Überwachung von Krankheiten
In der aktuellen Forschungsarbeit wurden verschiedene Bereiche untersucht, in denen Innovationen größere Veränderungen erwarten lassen. Beispielsweise werden diagnostischen Kontaktlinsen anhand von Biomarkern im Tränenfilm bei der Erkennung und Überwachung von systemischen und okulären Krankheiten einschließlich Diabetes, Krebs und trockenen Augen helfen, erläutern die Forschenden.
Die Fortschritte bei den integrierten Schaltkreisen könnten zu einer linseninternen Augeninnendrucküberwachung bei Glaukom und sogar zu einer Bildgebung der Netzhautgefäße zur Früherkennung von Krankheiten wie Bluthochdruck, Schlaganfall und Diabetes führen, fügen die Fachleute hinzu.
Therapien für trockene Augen
Die Behandlung und das Management von Augenkrankheiten kann nach Ansicht des Teams ebenfalls von Fortschritten in der Fluiddynamik, der Materialwissenschaft und der Mikroelektronik profitieren. Dehydrationsresistente Materialien in Kombination mit elektro-osmotischem Fluss und Materialien, die reaktive Sauerstoffspezies abfangen, könnten – wenn sie in Linsen integriert werden – alternative Therapien für trockene Augen bieten, hoffen die Forschenden.
Defizite beim Farbsehen reduzieren
Flüssigkristallzellen könnten zudem die Funktionalität der Pupillen- und Irisanordnung nachbilden und das einfallende Licht autonom filtern, um physiologische Defekte zu überwinden, erläutert das Forschungsteam. Eingebettete, abstimmbare spektrale Filterung habe dies das Potenzial, Defizite beim Farbsehen abzumildern.
Weniger Nebenwirkungen bei Medikamentenabgabe
Medikamente abgebende Kontaktlinsen könnten im Vergleich zu herkömmlichen Augentropfen eine genauere Dosierung ermöglichen, indem sie die Verweildauer eines Medikaments auf der Augenoberfläche verlängern und dabei Elementen wie Blinzeln und unproduktiver Bindehautabsorption weniger ausgesetzt sind, berichtet das Team. Dadurch könnten nach Ansicht der Forschenden viele bekannte Nebenwirkungen von Medikamenten reduziert werden.
Die Verabreichung könnte durch die Einarbeitung von arzneimittelhaltigen Nanopartikeln in Kontaktlinsenmaterialien während des Herstellungsprozesses oder gar durch sogenanntes molekulares Prägen (um Polymeren Gedächtniseigenschaften zu verleihen, welche die Abgabe erleichtern) erfolgen, erklären die Fachleute.
Linsen könnten invasive Verfahren ersetzen
Diese Techniken und damit verwandte Fortschritte eröffnen Möglichkeiten für Kontaktlinsen als sogenannte Theranostik, die Therapeutika und Diagnostika kombiniert, berichtet das Team. Durch die Verbindung von Sensortechnologie und Mikrofabrikation könnten die Linsen geeignete Therapeutika auf der Grundlage kontinuierlicher Überwachungsdaten freisetzen und damit invasivere Verfahren ersetzen, fügen die Forschenden hinzu.
Intelligente Linsen
Zwar werden sogenannte intelligente Linsen vor allem mit Head-up-Displays auf den Augen in Verbindung gebracht, doch könnten die optischen Verbesserungen weit über diese Anwendungsform hinausgehen, erklären die Fachleute. Die Frontfläche einer Linse könnte so geformt werden, dass sie die gemessenen Aberrationen (Abweichungen von der idealen optischen Abbildung) basierend auf der einzigartigen Hornhautform jeder Person reduziert.
Eingebettete Mikroelektronik könnte auch die Blickrichtung der Hornhaut ständig überwachen und die optischen Elemente steuern, um die Alterssichtigkeit (der Alterungsprozess der Augen verschlechtert das Sehen im Nahbereich) in Echtzeit anzugehen, erläutern die Forschenden. Zudem seien Linsen zur Korrektur von Myopie (Kurzsichtigkeit) denkbar und könnten eines der drängendsten Probleme der heutigen Augengesundheit beheben.
Die Fortschritte im Bereich optischer und digitaler Displays haben das Potenzial, Menschen zu helfen, die an Sehschwäche leiden – und können in Zukunft auch für die allgemeine Bevölkerung Vorteile bieten, beispielsweise indem sie traditionelle Bildschirme ersetzen oder ergänzen, berichten die Fachleute.
Verbesserte Hygiene im Umgang mit Kontaktlinsen in Aussicht
Die Forschenden befassten sich abschließend auch mit einem Überblick über Material- und Designentwicklungen bei Verpackungen und Aufbewahrungsbehältern der Kontaktlinsen. Diese können eine verbesserte Hygiene und eine geringere Verschmutzung durch die Nutzenden ermöglichen, fügt das Team hinzu. (as)
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