В мае 2024 года группа исследователей под руководством профессора Такео Мияке (Takeo Miyake) из Высшей школы информационных, производственных и системных наук Университета Васэда (Waseda University), Япония, представила новую мягкую мультиэлектродную систему для электроретинографии (ЭРГ), предназначенную для повышения точности и комфорта при мониторинге сетчатки.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.

Передовая конструкция и методология


Исследовательская группа, включая соавторов Самана Азхари (Saman Azhari) из Университета Васэда, а также Ацусиге Асимори (Atsushige Ashimori) и Кадзухиро Кимуру (Kazuhiro Kimura) из кафедры офтальмологии Университета Ямагути (Yamaguchi University), разработала систему на основе коммерчески доступной мягкой одноразовой контактной линзы. Линзу погружали в раствор, содержащий мономер 3,4-этилендиокситиофен (EDOT).


Затем на внутреннюю поверхность линзы помещали золотые сетчатые электроды с соединительными проводами. Пропускание тока через раствор EDOT приводило к образованию из мономеров переплетенного полимера PEDOT, который надежно закреплялся на линзе и фиксировал золотые компоненты.

Инновации в изоляции и проводимости


Ключевым новшеством данного подхода стала возможность переокисления слоя PEDOT с использованием постоянного напряжения в сухих условиях, что создает высокоизолирующий слой на подводящем проводе. Такая изоляция необходима для предотвращения интерференции между различными сигналами сетчатки и сигналами из других областей глаза. Золотые сетчатые электроды были тщательно спроектированы для распределения токов в процессе переокисления, что обеспечивает сохранение проводимости PEDOT, инкапсулирующего область сетки, и поддержание хорошего электрического контакта с глазом.

Результаты и биосовместимость


Итогом работы стала гибкая, высокопрозрачная мультиэлектродная система для ЭРГ-измерений, обеспечивающая тот же уровень комфорта, что и коммерческие одноразовые контактные линзы. Исследовательская группа изучила оптоэлектрические свойства мультиэлектродов и провела эксперименты на кроликах. Профессор Мияке отметил: "Наше устройство было использовано в экспериментах на животных, что подтвердило его биосовместимость и позволило предположить наличие корреляции между расположением электродов и интенсивностью регистрируемых ЭРГ-сигналов. Иными словами, наша конструкция может обеспечить точное пространственное измерение множественных ЭРГ-сигналов одновременно".

Перспективы применения и потенциал


Эти результаты, по мнению авторов, способны значительно продвинуть понимание и диагностику глазных заболеваний. Профессор Мияке подчеркнул потенциальные области применения: "Использование устройств дополненной и виртуальной реальности быстро растет, и точный непрерывный мониторинг состояния глаз станет необходимостью. Умная контактная линза, подобная разработанной в этой работе, может быть подключена к локальной сети для передачи информации о здоровье глаз офтальмологу или специалисту в то время, когда пользователь выполняет свои повседневные дела. Такие системы могут предотвратить необратимое повреждение глаз".


Данное инновационное исследование не только открывает путь к улучшению мониторинга здоровья глаз, но и соответствует растущей интеграции умных технологий в повседневную жизнь, потенциально меняя подходы к лечению и контролю офтальмологических заболеваний.

Источник:
Lunjie Hu et al, Multi Electrode Electroretinography with Transparent Microelectrodes Printed on a Soft and Wet Contact Lens, Advanced Materials Technologies (2024). DOI: 10.1002/admt.202400075