Une équipe de chercheurs dirigée par Hyuck Choo de Caltech a développé un implant oculaire pour les patients atteints de glaucome qui pourrait un jour conduire à un traitement plus rapide et plus efficace.

Si vous avez déjà consulté un ophtalmologiste, vous avez probablement fait contrôler votre pression oculaire :avec le menton appuyé sur un support pour garder la tête immobile, le médecin applique une pression sur votre œil soit via une bouffée d'air chaud, soit en appuyant doucement une sonde contre la surface de l'œil. En mesurant la quantité que la surface se déforme en raison d'une quantité connue de pression, l'ophtalmologiste peut calculer une estimation approximative de la pression intraoculaire.

Bien qu'assez efficace pour les examens de la vue de routine, la technique n'est pas suffisante pour les patients souffrant de glaucome. Le glaucome touche plus de 2 millions de personnes aux États-Unis, et est la deuxième cause de cécité après la cataracte. Il s'agit en fait d'une famille de maladies oculaires qui se caractérisent par une augmentation de la pression du liquide à l'intérieur de l'œil. Cette pression endommage le nerf optique à l'arrière de l'œil.

Les patients atteints de glaucome peuvent éprouver des épisodes de pression oculaire élevée qui surviennent relativement soudainement, en quelques heures. Pour éviter des dommages permanents, il est crucial d'appliquer rapidement des médicaments pour réduire cette pression. En tant que tel, les patients atteints de glaucome bénéficieraient de lectures plus faciles et plus précises, dit Choo, professeur adjoint de génie électrique à la Division de l'ingénierie et des sciences appliquées et chercheur à l'Institut de recherche médicale du patrimoine.

"Pour les patients atteints de glaucome, il est important de pouvoir prendre des mesures régulières et exactes de la pression oculaire. Ce serait bien si cela ne nécessitait pas de visiter constamment le cabinet d'un médecin, " il dit.

Choo dirige une équipe du département d'ingénierie médicale Andrew et Peggy Cherng de Caltech qui a développé un nouvel implant oculaire conçu pour mesurer la pression intraoculaire. Alors qu'il peaufine encore son design, il estime qu'il pourrait être prêt pour l'examen de la FDA dans quelques années.

Des implants oculaires pour mesurer la pression existent déjà, mais ces appareils ont un diamètre de plusieurs millimètres - encombrants pour un objet qui doit être inséré dans l'œil - car ils nécessitent une électronique alimentée par batterie ainsi que des antennes pour transmettre les données qu'ils collectent.

Par contre, Choo a développé un système passif qui évite l'électronique et n'a donc pas besoin de piles et d'antennes. Avec seulement 600 à 800 micromètres de diamètre, le capteur est la largeur de quelques mèches de cheveux. Il se compose d'un cylindre plat, seulement 600 micromètres de hauteur totale, avec une surface réfléchissante à l'arrière et une membrane déformable à l'avant. Le petit gadget est conçu pour être implanté juste sous la surface de l'œil, où il peut détecter les changements de pression dans le liquide oculaire.

Pour mesurer la pression à l'intérieur de l'œil, un appareil portable, conçu par l'équipe, est utilisé pour éclairer l'implant. Le changement de pression oculaire déforme la membrane de l'implant, modifier la distance entre la membrane et la surface réfléchissante; cette, à son tour, modifie la longueur d'onde de la lumière réfléchie par cette surface. Mesurer la longueur d'onde de la lumière réfléchie, alors, donne une mesure directe de la pression intraoculaire.

"Un médecin implante le capteur dans l'œil, et ensuite vous pouvez le scanner à tout moment avec un appareil aussi simple à utiliser qu'un scanner de codes-barres de caisse de supermarché, " dit Vinayak Narasimhan, étudiant diplômé en génie médical.

Un appareil plus petit pourrait être inséré avec une incision plus petite qui permettrait aux patients de récupérer plus rapidement. Plus loin, car ils manquent d'électronique, Les implants de Choo ont une durée de vie potentiellement illimitée.

Un obstacle auquel tous les bioimplants sont confrontés, cependant, est encrassée par les propres mécanismes de défense de l'organisme. A un globule blanc, un implant oculaire qui sauve la vision n'est pas différent d'un microbe destructeur de la vision. Tous deux seront traités comme un envahisseur étranger, et attaqué. Cet assaut du système immunitaire peut conduire à l'accrétion de matériel cellulaire autour des implants, réduisant leur efficacité.

Une solution potentielle, comme Choo et son équipe l'ont rapporté dans un article récent de la revue Matériaux de santé avancés , consiste à utiliser un anneau extérieur en silicium « rugueux » à l'échelle nanométrique, de sorte qu'il diffuse la lumière au lieu de la refléter. Cette surface rugueuse diffusant la lumière - qui donne à l'anneau un aspect noir - décourage également les cellules de s'accrocher à l'appareil, l'empêchant de s'encrasser par le biomatériau après l'implantation. Par ailleurs, le fait que le silicium noir ne réfléchisse pas bien la lumière permet au capteur portable d'obtenir plus facilement une lecture à partir de la surface réfléchissante à l'intérieur de l'appareil.

Prochain, l'équipe prévoit d'explorer d'autres matériaux qui pourraient encore améliorer la fonctionnalité de l'appareil.