我國(guó)研發(fā)新型結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡傳感器，可用于眼疾示警

　　近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所納米調(diào)控中心杜學(xué)敏研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)了對(duì)濕度和壓力信號(hào)敏感的結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡傳感器，有望通過(guò)肉眼可見(jiàn)顏色變化，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)干眼癥和高眼壓癥高風(fēng)險(xiǎn)人群的生理指標(biāo)，為相關(guān)眼科疾病早發(fā)現(xiàn)早治療提供全新思路。相關(guān)研究成果以"Structural Colour Contact Lens Sensor for Point-of-Care Ophthalmic Health Monitoring"為題發(fā)表在生物材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of Materials Chemistry B上。杜學(xué)敏研究員是該論文通訊作者，王運(yùn)龍博士和趙啟龍副研究員為共同第一作者，深圳先進(jìn)院為唯一通訊單位。

結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡傳感器用于干眼癥等眼科疾病示警的示意圖及實(shí)驗(yàn)效果，圖自中科院深圳先進(jìn)院

　　眼科健康是目前全球關(guān)注的重要健康問(wèn)題。對(duì)眼科疾病早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、早治療是避免發(fā)生嚴(yán)重視力損傷的有效方案，特別是淚液分泌量、眼壓等眼科重要生理病理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于干眼癥、高眼壓癥及青光眼等眼科疾病的早期診斷意義重大。然而，檢測(cè)淚液分泌量、眼壓等指標(biāo)的傳統(tǒng)方法往往需專業(yè)人員通過(guò)專業(yè)手段或借助復(fù)雜設(shè)備完成，目前尚難實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)生理病理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，易導(dǎo)致疾病惡化而影響視力。因此，研發(fā)可用于眼部重要生理病理指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的新策略十分重要且意義重大。

　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)淚液分泌量、眼壓等重要生理病理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，杜學(xué)敏研究團(tuán)隊(duì)在前期響應(yīng)性結(jié)構(gòu)色材料的研究基礎(chǔ)上，成功研發(fā)了具有濕度和壓力響應(yīng)的結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡傳感器，可用于干眼癥及高眼壓癥等眼科疾病的可視化示警。結(jié)構(gòu)色因無(wú)需添加任何化學(xué)色素或染料，僅通過(guò)周期性微納結(jié)構(gòu)與光發(fā)生作用，即可實(shí)現(xiàn)鮮艷明亮且穩(wěn)定的色彩，由此在構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)眼科生理病理指標(biāo)的隱形眼鏡傳感器方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)將這種結(jié)構(gòu)色設(shè)計(jì)到與商品化材質(zhì)一致的隱形眼鏡中，成功構(gòu)建出結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡，而且僅需調(diào)控微納結(jié)構(gòu)周期，即可獲得紅色、綠色、藍(lán)色等鮮艷色彩隱形眼鏡。通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，這類結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡既具有理想的生物相容性又有非常好的佩戴舒適度。

　　值得強(qiáng)調(diào)的是，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡傳感器的微納周期結(jié)構(gòu)能夠隨含水率或微小壓力變化觸發(fā)改變，進(jìn)而帶來(lái)肉眼可見(jiàn)的顏色變化。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了體外的干眼癥模型和高眼壓癥模型，發(fā)現(xiàn)相對(duì)置于正常眼環(huán)境下的隱形眼鏡傳感器，置于干眼癥模型和高眼壓癥模型下的隱形眼鏡傳感器的反射光譜均會(huì)發(fā)生顯著藍(lán)移。特別是初始顏色為紅色的隱形眼鏡傳感器在置于干眼癥模型25分鐘后即從肉眼可見(jiàn)的紅色變?yōu)樗{(lán)色，而置于正常眼模型下的隱形眼鏡傳感器顏色則不會(huì)發(fā)生變化。

　　這類無(wú)需添加化學(xué)色素與染料的結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡，由于其優(yōu)異的生物安全性與獨(dú)特的光學(xué)特性，有望為迅速增長(zhǎng)的美瞳市場(chǎng)提供全新的技術(shù)。而且，借助這種結(jié)構(gòu)色隱形眼鏡的傳感特性，有望通過(guò)肉眼可見(jiàn)顏色變化實(shí)現(xiàn)對(duì)淚液分泌量、眼壓等生理病理指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)而對(duì)干眼癥和高眼壓癥等眼科疾病實(shí)現(xiàn)示警，未來(lái)還可以在隱形眼鏡中負(fù)載上相關(guān)藥物，以實(shí)現(xiàn)眼睛保健和相關(guān)疾病治療。這類集成結(jié)構(gòu)色材料的策略有望為新一代便攜式可穿戴生理監(jiān)測(cè)設(shè)備的研發(fā)和疾病診斷提供新思路，研究團(tuán)隊(duì)在相關(guān)技術(shù)上已獲多項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)。