Close-up shot of young woman wearing contact lens.

智能隱形眼鏡治療糖尿病視網膜病變

▲科技進步,隱形眼鏡將可能治療糖尿病視網膜病變。(示意圖/123RF)

2022 年 3 月 10 日,南韓慶尚北道浦項市的私立著名研究型大學 — 浦項科技大學(Pohang University of Science and Techology)的官網上刊出了該校一個相當成功的產學合作案例,且其成果也已經發表在《Advanced Science》的國際期刊上。此項研究是由材料科學與工程系的韓世光教授(Sei Kwang Hahn)和他的博士生候選人李建輝同學(Geon-Hui Lee)所共同完成的,研究中所使用的智能隱形眼鏡是由首爾市的奮戰生物醫學公司(PHI BIOMED Co.)所生產並提供,該鏡片已獲得專利權的保護。作者通過對兔子的動物模型研究證明,每週 3 次佩戴智能隱形眼鏡 15 分鐘,總共 8 週後,糖尿病兔子身上沒有出現糖尿病視網膜病變,但相反的,不戴鏡片的糖尿病兔子則出現了視網膜病變。這個特殊的智能隱形眼鏡,主要是能發出120 µW(低能量)的紅外線(波長1000~630 nm)到視網膜上面,進行光生物調節治療(Photobiomodulation),進而改善微血管循環系統,提供充足的氧氣和養分,並加速排出代謝物和毒物,最後保護了視網膜,降低病變的發生。因此本篇論文證明了智能型隱形眼鏡對於治療糖尿病視網膜病變的安全性和可行性,日後,將進行人體臨床試驗,並尋求核准上市,造福病友。

▲隱形眼鏡、眼睛、手術、雷射手術、黃斑部病變、視網膜剝離。(示意圖/123RF)
▲該論文證明了智能型隱形眼鏡對於治療糖尿病視網膜病變的安全性和可行性。(示意圖/123RF)

眾所皆知,糖尿病是一種具有許多併發症的長期慢性疾病,需要終生護理,患者得糖尿病的時間越長,罹患視網膜病變的風險就越高,這會逐漸導致視力下降甚至失明。目前,糖尿病視網膜病變是成人失明的重要原因,其治療方法有雷射治療、眼部藥物注射和眼科手術等等。雷射治療是通過照射讓黃斑部水腫減少,視網膜內不正常的新生血管萎縮,同時抑制玻璃體出血,但需要分成多次治療。在眼部注射藥物方面,是將抗新生血管藥物,如「樂明睛」(Lucentis)或「愛亮眼」(Eylea)注射到玻璃體內,防止視網膜病變和黃斑部水腫。手術治療玻璃體切除術,是挽救部分嚴重視網膜病變的方法,也是一個極其精密的顯微手術,病人必須全身麻醉。然而,這些治療都是高度侵入性的,且有些更需要重複進行,病患都感覺不太舒服(Painful),因此,日後如果真的能夠使用這種無創、智能無線紅外線發光的隱形眼鏡,在家就能針對糖尿病視網膜病變進行預防和治療,相信可以大大提高病人的依從性。

▲隱形眼鏡、眼睛、手術、雷射手術、黃斑部病變、視網膜剝離。(示意圖/123RF)
▲視網膜病變其治療方法有雷射治療、眼部藥物注射和眼科手術等等。(示意圖/123RF)

實驗首先誘導兔子產生糖尿病,並確定兔子血中葡萄糖濃度高於 140 mg/dL,這樣維持一週後,開始使用智能無線隱形眼鏡進行光生物調節治療(請參照參考文獻連結),並將兔子分成兩個對照組(正常和糖尿病兔未治療)和一個實驗組(糖尿病兔接受智能隱形眼鏡治療,強度為 120 µW),每天進行 15 分鐘,每週 3 天,持續 8 週後,再進行後續一系列的評估。除了螢光血管攝影外,也同時偵測多項指標來確定智能隱形眼鏡的治療效果,像是: 視網膜內的血管內皮生長因子 (Vascular endothelial growth factor)、補體 3 (Ccomplement 3)和環氧合酶-2 (Cyclooxygenase-2)等等,最後,也進行了視網膜厚度和視網膜電圖(Electroretinogram)的分析,都是呈現了改善的趨勢。

▲隱形眼鏡、眼睛、手術、雷射手術、黃斑部病變、視網膜剝離。(示意圖/123RF)
▲智能型隱形眼鏡也能應用在老年性黃斑部病變中。(示意圖/123RF)

近年來,光生物調節已被廣泛應用到各個領域,像是發光的面罩和頭盔已在美國食品和藥物管理局批准下上市,用來促進皮膚年輕化 和頭髮生長。而使用智能型隱形眼鏡,應用在各個領域也在積極開展中,包括老年性黃斑部病變、視網膜色素變性、視網膜甲醛毒性等等,前途不可限量。

綜上所述,韓國浦項科技大學已成功開發出一種智能紅外線的隱形眼鏡,該隱形眼鏡採用無線電源控制和遠程通信系統,可以用於糖尿病視網膜病變的光照射治療。此外,通過分析多項不同的生物標記物、視網膜厚度和視網膜電圖的信號,證實了智能隱形眼鏡的治療效果。可以預測的是,這種智能隱形眼鏡將可能被用作下一代可方便攜帶的醫療設備,以實現在日常生活中即可進行的醫療保健應用。

▲隱形眼鏡、眼睛、手術、雷射手術、黃斑部病變、視網膜剝離。(示意圖/123RF)
▲光生物調節已被廣泛應用到各個領域,智能型隱形眼鏡也是其中一之。(示意圖/123RF)

參考文獻:
1. Geon‐Hui Lee, Cheonhoo Jeon, Jee Won Mok, Sangbaie Shin, Su‐Kyoung Kim, Hye Hyeon Han, Seong‐Jong Kim, Sang Hoon Hong, Hwanhee Kim, Choun‐Ki Joo, Jae‐Yoon Sim, Sei Kwang Hahn. Smart Wireless Near‐Infrared Light Emitting Contact Lens for the Treatment of Diabetic Retinopathy. Advanced Science, 2022; 2103254 DOI: 10.1002/advs.202103254

關鍵字: 潘懷宗

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