Uma solução em tempo real para o Glaucoma
O glaucoma é uma doença ocular que provoca lesões no nervo ótico e, como consequência, comprometimento visual. Se não tratada de forma eficiente e precoce, pode levar ao comprometimento grave da visão, chegando à cegueira.
Sua principal causa, a elevação da pressão intraocular (PIO), é normalmente imperceptível, e por isso a doença é quase sempre assintomática no início. A perda visual ocorre em fases mais avançadas e compromete primeiro a visão periférica.
O tratamento é relativamente simples. Embora existam medicamentos de uso oral (receitados em casos emergenciais), o tratamento clínico é baseado na utilização de colírios. Ainda assim, a doença tem sido historicamente difícil de tratar devido a mudanças (aparentemente aleatórias) na PIO, que fazem com que os pacientes não sintam seu aumento e, portanto, utilizem o colírio de maneira não tão eficaz.
Com isso em mente, um grupo de pesquisadores da Sun Yat-Sen University desenvolveu uma lente de contato capaz de medir a pressão ocular e instilar a medicação sempre que necessária.
Lente de contato teranóstica sem fio
De modo geral, dois sinais merecem a atenção para o diagnóstico do glaucoma: pressão intraocular acima da média e alterações no nervo ótico, perceptíveis no exame de fundo de olho. Como o segundo sinal está associado ao primeiro, é quase sempre mais interessante identificar a pressão intraocular elevada precocemente, o que permite barrar a degradação do nervo ótico.
O glaucoma e suas doenças oftálmicas combinadas podem causar perda irreversível da visão nos pacientes, que muitas vezes é agravada pela elevação da pressão intraocular, devido à circulação anormal do humor aquoso. Como a PIO varia associada às atividades humanas e ao ritmo circadiano, é preciso rastreamento contínuo e de longo prazo para analisar as flutuações críticas.
Atualmente, muitos tipos de (oftalmo)tonômetros fornecem medições instantâneas da PIO para diagnóstico de glaucoma em hospitais, mas as operações geralmente exigem médicos treinados e não coletam muitas flutuações críticas. Por outro lado, as administrações medicamentosas para tratamentos de glaucoma têm se baseado na aplicação tópica de compostos terapêuticos, por meio de colírios para reduzir a pressão e suspender a deterioração da visão. Entretanto, o tratamento convencional apresenta muitos desafios, principalmente a falta comprometimento de pacientes.
Neste contexto, o grupo de pesquisadores da Sun Yat-Sen University utilizou uma plataforma que mantém contato íntimo com o olho humano: as lentes de contato. No trabalho em questão, foi desenvolvida uma lente de contato teranóstica sem fio (do inglês, wireless theranostic contact lens, ou WTCL) integrada, para monitoramento in situ da PIO e administração de drogas acionadas eletricamente em condições de PIO de alto risco.
Estrutura e desempenho
A lente desenvolvida é de camada dupla com uma bolsa de ar entre as camadas. A bolsa de ar serve como parte de um sistema elétrico, em que a pressão intraocular aperta a bolsa de ar, estimulando os componentes eletrônicos da necessidade de administrar Brimonidina – administrada por uma pequena corrente elétrica da parte inferior da lente através da córnea e no olho. A camada externa é feita com seis placas de cobre que servem como ativadores dispostos em um anel ao redor da pupila.
Primeiro, o desempenho do WTCL foi testado ex vivo usando globos oculares suínos, onde com características semelhantes aos globos oculares humanos, amplamente empregados em muitos experimentos fisiológicos. Em seguida, experimentos in vivo foram conduzidos em coelhos.
A PIO dos coelhos foi monitorada com o WTCL e tonometria comercial (referência padrão), e a administração de Brimonidina foi realizada para reduzir a PIO via iontoforese sem fio de WTCL e comparada com a via convencional (por gotejamento).
A medição da PIO via WTCL permitiu observar a flutuação da pressão (dentro de um intervalo de 10-15 mmHg), similar às leituras com tonometria comercial, seguido por uma redução após administração do colírio. Os resultados também mostraram que a iontoforese via WTCL reduziu rapidamente a PIO com efeitos pronunciados (redução de cerca de 43%) e prolongados (cerca de 2h), gerando uma resposta terapêutica melhor do que a convencional.
Novas possibilidades
O sistema WTCL desenvolvido, além de permitir o rastreamento in situ da PIO e administração de medicamentos sob demanda, é minimamente invasivo e não necessita bateria. O design delicado para o layout da estrutura e dos circuitos do dispositivo permitiu a integração em uma área limitada e superfície curva sem causar bloqueio de visão e possíveis irritações.
Caracterizações sistemáticas de detecção de PIO, administração de medicamentos iontoforéticos e experimentos in vivo demonstraram a viabilidade e promessa desta plataforma WTCL para monitoramento em tempo real e intervenção médica controlada sem fio em pacientes com glaucoma, permitindo o tratamento precoce e reduzindo as chances de danos irreversíveis à visão.
Além disso, este sistema inteligente fornece metodologias promissoras que podem ser expandidas para outras doenças oftálmicas, o que promoveria positivamente o surgimento de uma nova geração de um sistema teranóstico para gestão de saúde personalizada.
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Referências:
Cheng Yang, Qianni Wu, Junqing Liu et al. Intelligent wireless theranostic contact lens for electrical sensing and regulation of intraocular pressure, Nature Communications (2022).
Bob Yirka. A contact lens that monitors eye pressure and administers glaucoma drugs when needed, Medical Xpress (2022).
