Intelligente mikrofluidische Kontaktlinsen (MCLs) könnten die Augenheilkunde grundlegend verändern, indem sie Echtzeit-Diagnostik und gezielte Medikamentenabgabe ermöglichen. Eine im Fachblatt Microsystems & Nanoengineering (DOI: 10.1038/s41378-025-00909-3) veröffentlichte Übersichtsarbeit zeigt die Fortschritte bei der Entwicklung, Herstellung und Anwendung dieser innovativen Technologie auf. Forschende des Manipal Institute of Applied Physics und der Manipal University Jaipur beleuchten darin, wie MCLs die Überwachung von Biomarkern und die Behandlung von Augenerkrankungen verbessern.

Der Tränenfilm enthält wertvolle Biomarker wie Glukose, Elektrolyte und Proteine, die Einblicke in die allgemeine und augenspezifische Gesundheit geben. Herkömmliche Diagnosemethoden wie Tonometrie oder Tränenproben sind jedoch invasiv und für den Alltag unpraktisch. Zudem wird die Wirkung von Standard-Augentropfen durch Blinzeln und Tränenfluss oft geschwächt. MCLs bieten eine Lösung: Sie integrieren mikroskalige Kanäle und Sensoren, um Augeninnendruck, pH-Werte, Glukose oder Proteine zu messen, und ermöglichen die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten direkt am Auge.

Die Studie beschreibt zwei Hauptanwendungen: Diagnostik und Therapie. In der Diagnostik erfassen verformbare Mikrokanäle Druckänderungen, die für die Glaukomüberwachung entscheidend sind, mit Empfindlichkeiten von bis zu 708 μm/mmHg – ein deutlicher Fortschritt gegenüber früheren Ansätzen. Sensoren in den Linsen analysieren Tränenflüssigkeit auf Biomarker wie Glukose oder Laktat, wobei kolorimetrische oder fluoreszierende Signale mit Smartphones ausgelesen werden können. Therapeutisch setzen Mikrokammern Medikamente auf externe Signale wie Magnetfelder oder interne Trigger wie pH-Änderungen frei, was eine präzise, bedarfsgerechte Behandlung ermöglicht. Diese Funktionen beeinträchtigen weder die optische Klarheit noch den Tragekomfort der Linsen.

Die Herstellung solcher Linsen ist technisch anspruchsvoll, da empfindliche Mikrostrukturen in die gekrümmte, flexible Oberfläche integriert werden müssen. Fortschritte in der weichen Lithografie, Lasermusterung, 3D-gedruckten Formen und Femtosekundenlaser-Gravur haben jedoch die Präzision erhöht. Techniken wie Thermoformung und PDMS-Replikation gewährleisten feine Strukturen, während 3D-Druck personalisierte Designs ermöglicht. Dennoch bleibt die skalierbare Produktion eine Herausforderung.

Die Anwendungen von MCLs gehen über die Augenheilkunde hinaus. Sie könnten chronische Erkrankungen wie Glaukom, trockenes Auge oder diabetische Retinopathie effektiver behandeln, indem sie Medikamente gezielt und nachhaltig abgeben. In Kombination mit mobilen Schnittstellen ermöglichen sie Ferndiagnosen und personalisierte Therapien. Darüber hinaus könnten sie in Sport, Militär oder Wearable-Tech eingesetzt werden, etwa durch Integration von Displays oder Sensoren. Für eine breite Anwendung sind jedoch weitere Fortschritte bei der Herstellung, Sicherheit und regulatorischen Standards erforderlich.

Die Forschung zeigt, dass MCLs das Potenzial haben, Diagnostik und Therapie zu vereinen und die Augenheilkunde in Richtung Präzisionsmedizin zu führen.

Original Paper:

Microfluidic contact lens: fabrication approaches and applications | Microsystems & Nanoengineering

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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