Research press release

生物工学:眼圧を測定して緑内障治療薬を送達するコンタクトレンズ

Nature Communications

Biotechnology: Contact lens measures pressure and delivers glaucoma drug

ワイヤレスで眼圧を感知し、必要なときに抗緑内障薬を送達するコンタクトレンズについて報告する論文が、Nature Communications に掲載される。このコンタクトレンズは、柔軟性があり、電池を必要とせず、コンパクトな設計で、有望な緑内障治療システムとなる可能性を秘めている。

緑内障(とその関連疾患)は、回復不能な失明を引き起こすことがあり、その病因は、眼球内の液体の循環異常による眼圧上昇であることが多い。眼圧は、ヒトの活動や概日リズムによって変動するため、緑内障の治療には、眼の状態を長期的かつ継続的に追跡することが必要で、治療の難度が高い。治療と診断を組み合わせたセラノスティックデバイスは、設定された状態にあるかを監視し、適切な治療法を適用することができる。

今回、Xi Xie、Cheng Yangたちは、電気センサーを用いて眼圧を測定し、必要に応じて薬物を投与できるセラノスティック・コンタクトレンズを開発した。このコンタクトレンズは、ブタとウサギの眼で検証され、眼圧の変化を検出できることが確認された。また、眼圧の測定値がハイリスクのレベルに達すると、薬物送達モジュール(ワイヤレス給電で駆動する)が、抗緑内障薬を角膜のバリアを通過して眼の前房へと送達する。

Xieたちは、このコンタクトレンズの製造は大規模で費用効果の高い既存の製造過程で対応できるという考えを示し、ただし、臨床試験の実施までにさらなる研究が必要だと述べている。

A contact lens capable of wireless intraocular pressure sensing and on-demand anti-glaucoma drug delivery, is reported in Nature Communications. The device is flexible and battery-free, with a compact design, and may be a promising system for the treatment of glaucoma.

Glaucoma (and its associated diseases) can cause irreversible vision loss, with damage often caused by an increase of intraocular pressure due to the abnormal circulation of fluid within the eye. This pressure can vary with human activities and circadian rhythm, which makes treatment challenging as it requires the long-term and continuous tracking of the eye’s condition. Theranostic devices — which combine therapeutics and diagnostics — are capable of monitoring a determined condition and applying an appropriate treatment.

Xi Xie, Cheng Yang and colleagues developed a theranostic contact lens, which uses electrical sensing to measure intraocular pressure and can deliver a drug on demand. The device was tested in porcine and rabbit eyes and was able to detect changes in intraocular pressure. When the measured intraocular pressure reaches a high-risk level, the drug delivery module (powered by wireless power transfer) has the ability to trigger delivery of an anti-glaucoma drug into the anterior chamber of the eye across corneal barriers.

The authors suggest that fabrication of the device is compatible with existing large-scale and cost-effective manufacturing processes. However, they indicate that further research is needed before it can move towards clinical tests.

doi: 10.1038/s41467-022-29860-x

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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