编者按:青光眼作为主要的眼部神经退行性疾病,是全球不可逆失明的首要原因之一,预计2040年患病率将超1.1亿。其核心危险因素是眼压升高,目前降低眼压仍是唯一经证实的治疗手段。
近期,Terasaki 生物医学创新研究所 (TIBI) 自豪地宣布,首席研究员Yangzhi Zhu博士在《科学转化医学》杂志上发表了他们的研究成果,这标志着该研究所取得了重大里程碑式的成就。
这项题为“全聚合物智能隐形眼镜在临床前模型中实现实时眼压监测和响应式药物递送”的研究发表于《科学转化医学》杂志,介绍了一种创新的智能隐形眼镜,该眼镜集成了人工智能驱动的实时眼压监测和闭环治疗递送功能。通过将连续传感、智能数据解读和响应式药物释放整合到一个可穿戴平台上,这项技术代表了青光眼等眼部疾病治疗领域的一项重大进步。
研究背景
青光眼是全球不可逆失明的主要原因之一,其核心危险因素是眼压升高。然而,现有临床管理长期面临两个老难题:一是患者对滴眼液依从性差,二是门诊压平眼压测量只能提供某个时间点的静态数据,难以捕捉眼压在昼夜节律、体位变化和日常活动中的动态波动。近年来,智能隐形眼镜被寄予厚望,希望实现居家实时眼压监测并联动治疗,但多数方案依赖刚性电子元件、外部供电或复杂无线系统,容易带来异物感、角膜刺激、佩戴不适甚至视觉干扰。于是,能否做出一种真正柔软、无电池、可实时感知眼压并按需释放药物的一体化治疗镜片,成为眼科可穿戴治疗领域非常关键的突破口。
成果简介
2026年4月,Terasaki Institute for Biomedical Innovation的Yangzhi Zhu团队在Science Translational Medicine发表题为《Real-time intraocular pressure monitoring and responsive drug release in preclinical models by an all-polymer smart contact lens》的研究论文。作者开发了一种全聚合物微流控诊疗一体化智能隐形眼镜(AP-TSCL),将无创眼压监测与多级压力门控药物释放架构整合在同一柔性镜片中。该系统无需电池和刚性电子元件,即可在眼压升高时自动触发timolol或brimonidine分级释放,并在体外、离体牛眼和兔高眼压模型中实现与标准眼压计一致的监测效果及接近传统滴眼液的降眼压能力,展示出青光眼个体化居家管理的临床转化潜力。
研究内容
01
不用电池的镜片,也能实时“读懂”眼压
这项工作的第一个亮点,是作者彻底绕开了传统电子智能隐形眼镜对刚性芯片、电源和外部读出模块的依赖,转而采用全聚合物微流控设计来完成眼压监测。镜片中的微通道和储液结构会随着眼压变化发生可预测形变,从而输出可视化或可读出的压力响应信号,实现对眼压变化的连续感知。由于系统本质上是柔性的、轻量的、无电池的,它在舒适性、安全性和视觉兼容性上明显优于依赖电子器件的既有方案。更重要的是,作者并不是只做了一个概念演示,而是在人工眼模型、离体牛眼以及体内兔高眼压模型中都验证了装置的测压能力,并显示其结果与标准眼压测量具有较好一致性,说明这种非电子化设计并不只是“更舒服”,而是真正具备实用监测价值。
02
眼压一高,镜片自己按阈值分级放药
这款镜片更巧妙的地方,在于它不是“只会监测”的可穿戴设备,而是一个真正的诊疗一体化系统。作者在镜片内部设计了多级压力门控释药结构,通过嵌入式微通道和多个药物储库设定不同激活阈值。当眼压升高到预设水平时,镜片发生形变,进而驱动不同储库中的药物按阶段释放,实现timolol或brimonidine等降眼压药物的自动给药。也就是说,这不是简单定时释放,而是“眼压升了才给药,升得更多再进一步响应”,更接近真正意义上的闭环治疗思路。这样的设计有望减少过度用药、改善患者依从性,并避免传统滴眼液在泪液冲刷和频繁点药中的利用率低问题,把青光眼治疗从被动、间断、人工干预模式,推进到主动、连续、个体化响应模式。
03
从体外到动物模型,验证了真实治疗潜力
为了证明这不是停留在材料和工程层面的漂亮原型,作者进一步在多个层级上验证了其治疗性能。在人工眼系统中,AP-TSCL能够准确追踪压力变化;在离体牛眼中,镜片展示出符合预期的形变和药物释放触发行为;而在兔高眼压模型中,这种镜片在眼压升高时释放药物后,降眼压效果与传统局部滴眼液治疗相当。这个结果非常关键,因为它说明该系统不仅能“感知异常”,还能把感知信息转化为有效治疗输出,实现监测—响应—治疗的闭环联动。对青光眼这种需要长期管理的慢病来说,这样的平台如果未来在人眼中验证成功,有望显著减少门诊随访频率、提高药物使用准确性,并为个体化眼科护理提供一种更贴近日常生活场景的技术方案。
小结
这项研究最精彩的地方,是把“实时监测”和“按需治疗”真正装进了一枚柔性隐形眼镜里,而且还不依赖电池和刚性电子模块。作者开发的AP-TSCL通过全聚合物微流控结构实现眼压连续感知,并利用压力门控机制完成多级药物释放,成功在多种前临床模型中证明了其监测准确性和治疗有效性。相比传统滴眼液和电子智能镜片,这种方案在舒适性、可穿戴性、自动化程度和闭环治疗潜力上都有明显优势。它不只是为青光眼管理提供了一个新器械,更像是在重新定义未来眼科可穿戴治疗平台该长什么样。
应用展望
从应用角度看,这种全聚合物智能隐形眼镜非常适合需要长期、精细化管理的青光眼人群。未来如果在人体临床中验证安全性、佩戴舒适度和长期稳定性,它有望成为居家眼压管理和个体化给药的新工具,尤其适用于依从性差、眼压波动明显或需要更频繁随访的患者。更进一步,这一平台并不局限于降眼压药物,理论上还可以拓展到抗炎、抗感染甚至其他眼表或前节疾病的响应性给药。换句话说,这项工作不仅推动了青光眼管理技术升级,也为“无电池、柔性、闭环响应”的眼科可穿戴器件开辟了更广阔的临床和产业化路径。
参考文献
Yuting Cai et al. Real-time intraocular pressure monitoring and responsive drug release in preclinical models by an all-polymer smart contact lens. Science Translational Medicine, 2026. doi: eads9541
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来源:精准医学PM