Un equipo de investigadores dirigido por Hyuck Choo de Caltech ha desarrollado un implante ocular para pacientes con glaucoma que algún día podría conducir a un tratamiento más oportuno y eficaz.

Si alguna vez ha ido a un oftalmólogo, probablemente le hayan revisado la presión ocular:con la barbilla apoyada en un soporte para mantener la cabeza quieta, el médico aplica presión en el ojo mediante una bocanada de aire caliente o presionando suavemente una sonda contra la superficie del ojo. Midiendo la cantidad que la superficie se deforma como resultado de una cantidad conocida de presión, el oftalmólogo puede calcular una estimación aproximada de la presión intraocular.

Si bien es lo suficientemente eficaz para los exámenes oculares de rutina, la técnica no es suficiente para los pacientes que padecen glaucoma. El glaucoma afecta a más de 2 millones de personas en los Estados Unidos, y es la segunda causa principal de ceguera después de las cataratas. En realidad, es una familia de enfermedades oculares que se caracterizan por un aumento de la presión del líquido dentro del ojo. Esa presión daña el nervio óptico en la parte posterior del ojo.

Los pacientes con glaucoma pueden experimentar episodios de presión ocular elevada que ocurren de forma relativamente repentina, en el transcurso de unas horas. Para evitar daños permanentes, es fundamental aplicar rápidamente la medicación para reducir esa presión. Como tal, los pacientes con glaucoma se beneficiarían de lecturas más fáciles y precisas, dice Choo, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas e investigador del Heritage Medical Research Institute.

"Para los pacientes con glaucoma, es importante poder tomar medidas regulares y exactas de la presión ocular. Sería bueno si eso no requiriera visitar constantemente el consultorio de un médico, " él dice.

Choo dirige un equipo en el Departamento de Ingeniería Médica de Andrew y Peggy Cherng en Caltech que ha desarrollado un nuevo implante ocular diseñado para medir la presión intraocular. Mientras todavía está afinando su diseño, estima que podría estar listo para la revisión de la FDA en unos pocos años.

Ya existen implantes oculares para medir la presión, pero esos dispositivos tienen varios milímetros de diámetro (voluminosos para un objeto que debe insertarse en el ojo) porque requieren dispositivos electrónicos que funcionan con baterías y antenas para transmitir los datos que recopilan.

Por el contrario, Choo ha desarrollado un sistema pasivo que evita la electrónica y, por lo tanto, no necesita baterías y no tiene antenas. Con solo 600 a 800 micrómetros de diámetro, el sensor es el ancho de algunos mechones de cabello. Consiste en un cilindro plano, solo 600 micrómetros de altura total, con una superficie reflectante en la parte trasera y una membrana deformable en la parte delantera. El diminuto dispositivo está diseñado para implantarse justo debajo de la superficie del ojo, donde puede detectar cambios de presión en el líquido ocular.

Para medir la presión dentro del ojo, un dispositivo de mano, diseñado por el equipo, se utiliza para iluminar el implante. Cambiar la presión ocular deforma la membrana del implante, alterar la distancia entre la membrana y la superficie reflectante; esta, Sucesivamente, altera la longitud de onda de la luz que se refleja en esa superficie. Midiendo la longitud de onda de la luz reflejada, luego, da una medida directa de la presión intraocular.

"Un médico implanta el sensor en el ojo, y luego puede escanearlo cuando lo desee con un dispositivo que es tan simple de usar como el escáner de código de barras de una caja de supermercado, "dice Vinayak Narasimhan, estudiante de posgrado en ingeniería médica.

Se podría insertar un dispositivo más pequeño con una incisión más pequeña que permitiría a los pacientes recuperarse más rápidamente. Más lejos, porque carecen de electrónica, Los implantes de Choo tienen una vida potencialmente ilimitada.

Un obstáculo al que se enfrentan todos los bioimplantes, sin embargo, está contaminado por los propios mecanismos de defensa del cuerpo. A un glóbulo blanco, un implante ocular que salva la visión no es diferente a un microbio que destruye la visión. Ambos serán tratados como invasores extranjeros, y atacado. Este ataque al sistema inmunológico puede provocar la acumulación de material celular alrededor de los implantes, reduciendo su eficacia.

Una posible solución, como informaron Choo y su equipo en un artículo reciente en la revista Materiales avanzados para el cuidado de la salud , implica el uso de un anillo exterior hecho de silicio que es "rugoso" a nanoescala, de modo que dispersa la luz en lugar de reflejarla. Esa superficie rugosa que dispersa la luz, que le da al anillo una apariencia negra, también desalienta que las células se enganchen al dispositivo. evitando que se adhiera al biomaterial después de la implantación. Es más, el hecho de que el silicio negro no refleje bien la luz facilita que el sensor de mano obtenga una lectura de la superficie reflectante dentro del dispositivo.

Próximo, el equipo planea explorar otros materiales que podrían mejorar aún más la funcionalidad del dispositivo.