Os fluidos e secreções do corpo humano contêm moléculas conhecidas como biomarcadores que contêm uma grande quantidade de informações sobre a saúde do corpo e a presença de doenças. Dentre as secreções, as lágrimas são consideradas a melhor fonte de biomarcadores, com concentrações semelhantes às encontradas no sangue. As lágrimas também são estéreis, prontamente disponíveis e menos suscetíveis aos efeitos prejudiciais da mudança de temperatura, evaporação e taxa de secreção.
Uma equipe colaborativa, que também inclui um grupo de Instituto Terasaki de Inovação Biomédica, desenvolveu um método de fabricação para enfrentar todos os desafios na fabricação de lentes de contato de hidrogel diagnósticas e terapêuticas para detecção de biomarcador (aqui você encontra o estudo completo).
A importância dos biomarcadores
Biomarcadores úteis e mensuráveis encontrados em lágrimas incluem íons de sódio, indicadores úteis da síndrome do olho seco (afeta 25% dos italianos) e o moléculas de glicose, uma ferramenta de diagnóstico precoce para diabetes. Além disso, a medição do pH das lágrimas pode ser usada para verificar a viabilidade celular, a eficácia dos medicamentos e os sinais de doença.
Portanto, a capacidade de coletar lágrimas de maneira eficaz e medir seu pH e níveis de biomarcadores em tempo real é muito importante. A abordagem explorada pela equipe do Instituto Terasaki baseia-se na ideia de biossensores para obtenção de lentes de contato diagnósticas e terapêuticas. Essas lentes de contato incluiriam pequenos canais em sua superfície para guiar o fluxo das lágrimas em pequenos reservatórios para coleta e rastreamento. Lente Inteligente com capacidades formidáveis, para colocá-lo resumidamente.
Lentes de contato diagnósticas e terapêuticas: hipótese do hidrogel
Materiais flexíveis e transparentes, conhecidos como hidrogéis, atualmente também são usados comercialmente para fazer lentes de contato. Eles são fáceis de trabalhar e acessíveis. No entanto, até o momento, eles não se mostraram materiais ideais para modelar canais e tanques, pois são sensíveis às técnicas de fabricação necessárias.
Em estudos anteriores, os hidrogéis tiveram menos sorte. Eles são vulneráveis a deformações causadas por solventes ou condições de temperatura e vácuo exigidas por alguns métodos de fabricação. Outros métodos produziram canais de hidrogel com superfícies ásperas ou tamanhos não uniformes.
Pesquisa
A equipe começou otimizando os componentes do hidrogel para alcançar características elásticas que lhes permitiriam moldá-lo em vários formatos com um perfil de superfície liso. Eles então modelaram microcanais no hidrogel com o uso de uma forma impressa em 3D. A etapa final do processo de fabricação foi colher os canais de hidrogel, ligando uma camada adicional de hidrogel à superfície do microcanal.
Depois de concluído, o protótipo foi extensivamente testado no transporte e coleta de fluidos. A taxa de fluxo de lágrimas (artificiais) nos canais foi medida em diferentes níveis de hidratação. Também digno de nota foi que quando o hidrogel estava ligeiramente desidratado, o fluxo de líquido nos canais parou, mas quando uma pressão rítmica adicional foi aplicada, o fluxo foi retomado. Esta foi uma demonstração importante em apoio à hipótese de que piscar também forneceria a pressão necessária e a hidratação adicional para promover o fluxo lacrimal nas lentes de contato e, portanto, no olho.
Além da fabricação bem-sucedida de microcanais de hidrogel para lentes de contato diagnósticas e terapêuticas comerciais, também descobrimos que a pressão do piscar pode facilitar a troca lacrimal na lente através desses microcanais. Esta é uma descoberta emocionante. E abre caminho para prevenir a doença do olho seco, uma condição comumente encontrada em usuários de lentes de contato. Nosso objetivo é desenvolver uma lente de contato patenteada que trate ativamente essa condição, melhorando o fluxo lacrimal nos olhos.
Shiming Zhang, Ph.D., equipe de pesquisa do Instituto Terasaki
Possíveis aplicações de novas lentes de contato terapêuticas e diagnósticas
“A produção do protótipo bem-sucedido descrito aqui e os esforços para refinar suas capacidades marcam um avanço significativo no biossensor de lentes de contato.” Para dizer que é Ali Khadehosseini, Ph.D., diretor e CEO do Instituto Terasaki. “Este trabalho inovador se enquadra bem na missão do nosso instituto de criar soluções que restaurem ou melhorem a saúde das pessoas.”
