本文摘要：近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院医工所纳米调控中心研究员杜学敏团队研发了对湿度和压力信号脆弱的结构色隐形眼镜传感器,未来将会通过肉眼可见颜色变化,动态监测干眼症和低眼压症高风险人群的生理指标,为涉及眼科疾病早于找到早于化疗获取全新思路。

近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院医工所纳米调控中心研究员杜学敏团队研发了对湿度和压力信号脆弱的结构色隐形眼镜传感器,未来将会通过肉眼可见颜色变化,动态监测干眼症和低眼压症高风险人群的生理指标,为涉及眼科疾病早于找到早于化疗获取全新思路。涉及研究成果以StructuralColourContactLensSensorforPoint-of-CareOphthalmicHealthMonitoring为题公开发表在生物材料领域期刊JournalofMaterialsChemistryB上。

杜学敏是该论文通讯作者,王运龙和赵启龙为联合第一作者,深圳先进设备院为唯一通讯单位。结构色隐形眼镜传感器用作干眼症等眼科疾病示警的示意图及实验效果眼科身体健康是目前全球注目的最重要身体健康问题。

对眼科疾病早于找到、早于介入、早于化疗是防止再次发生相当严重视力受损的有效地方案,尤其是泪液分泌量、眼压等眼科最重要生理病理指标的动态监测对于干眼症、低眼压症及青光眼等眼科疾病的早期临床意义根本性。然而,检测泪液分泌量、眼压等指标的传统方法往往须要专业人员通过专业手段或利用简单设备已完成,目前尚难构建对涉及生理病理指标的动态监测,不易造成疾病好转而影响视力。因此,研发可用作眼部最重要生理病理指标动态监测的新策略十分最重要且意义根本性。

为构建对泪液分泌量、眼压等最重要生理病理指标的动态监测,杜学敏团队在前期号召性结构色材料的研究基础上(Adv．Funct．Mater．2020,1909202;Matter2019,1,626;ACSAppl．Mater．Interfaces2017,9,38117;J．Mater．Chem．C,2015,3,3542),顺利研发了具备湿度和压力号召的结构色隐形眼镜传感器,可用作干眼症及低眼压症等眼科疾病的可视化示警。结构色因需要加到任何化学色素或染料,仅有通过周期性微纳结构与光再次发生起到,才可构建艳丽暗淡且平稳的色彩,由此在建构动态监测眼科生理病理指标的隐形眼镜传感器方面具备独有优势。研究团队通过将这种结构色设计到与商品化材质完全一致的隐形眼镜中,顺利建构出有结构色隐形眼镜,而且仅有须要调控微纳结构周期,才可取得红色、绿色、蓝色等艳丽色彩隐形眼镜。

通过体外实验与动物实验更进一步检验,这类结构色隐形眼镜既具备理想的生物相容性又有十分好的配戴舒适度。有一点特别强调的是,研究团队建构的结构色隐形眼镜传感器的微纳周期结构需要随含水率或微小压力变化启动时转变,进而带给肉眼可见的颜色变化。

在此基础上,研究团队建构了体外的干眼症模型和低眼压症模型,找到比较置放长时间眼环境下的隐形眼镜传感器,置放干眼症模型和低眼压症模型下的隐形眼镜传感器的光线光谱皆不会再次发生明显蓝移。尤其是初始颜色为红色的隐形眼镜传感器在置放干眼症模型25分钟后即从肉眼可见的红色变成蓝色,而置放长时间眼模型下的隐形眼镜传感器颜色则会发生变化。这类需要加到化学色素与染料的结构色隐形眼镜,由于其出色的生物安全性与独有的光学特性,未来将会为很快快速增长的美瞳市场获取全新的技术。

而且,利用这种结构色隐形眼镜的传感特性,未来将会通过肉眼可见颜色变化构建对泪液分泌量、眼压等生理病理指标的动态监测,进而对干眼症和低眼压症等眼科疾病构建示警,未来还可以在隐形眼镜中负载上涉及药物,以构建眼睛保健和涉及疾病化疗。这类构建结构色材料的策略未来将会为新一代便携式可穿着生理监测设备的研发和疾病诊断获取新思路,研究团队在涉及技术上已获得多项发明专利许可。

上述研究工作获得国家重点研发计划(2017YFA0701303)、国家自然科学基金(21404116)、广东省、深圳市等的科技项目资助。

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