一款无需金属传感器、电子电路或电池的智能隐形眼镜正在改写青光眼诊疗的想象边界。美国特拉萨基生物医学创新研究所(Terasaki Institute for Biomedical Innovation)朱扬志(Yangzhi Zhu)教授团队于当地时间8日在国际学术期刊《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上发表研究成果,宣布成功开发出一款能够测量眼压并自动释放治疗药物的智能隐形眼镜,并在动物实验中确认了其有效性与安全性。
研究团队强调,该镜片完全由与普通软性隐形眼镜相同的高分子材料制成,佩戴感与现有产品无异,且不会遮挡视野。这一突破性设计颠覆了此前业界对智能隐形眼镜必须依赖金属元件的固有认知。
眼压升高触发物理响应,无需外部信号自动给药
青光眼是一种因眼内液体排出不畅、眼压升高而损伤视神经的慢性疾病,严重时可导致**性失明。目前全球约有7000万名青光眼患者,随着老龄化加速,预计至2040年患者人数将突破1.34亿。青光眼无法根治,但早期诊断与持续治疗可有效延缓视力损失、维持患者生活质量。
该智能隐形眼镜的工作原理颇为巧妙:镜片外层与内侧保护层之间嵌入了分别装有诊断试剂和治疗药物的微型囊袋。眼压升高时角膜随之膨胀,囊袋受压,诊断试剂沿蛇形微管移动,移动距离与眼压数值成正比。患者只需用智能手机摄像头拍摄眼部,人工智能(AI)算法便可解读出**的眼压数值。与此同时,治疗药物囊袋同步受压,当眼压超过预设阈值,通道自动开启,降眼压药物随即释放——整个过程无需任何外部设备发出指令。
囊袋采用丝素蛋白海绵结构,既能储存足量药物,又可防止微管塌陷,从而保证眼压测量精度。镜片中分别充填了噻吗洛尔(Timolol)和溴莫尼定(Brimonidine)两种药物,可根据眼压水平实施分阶段治疗。研究团队在活体兔眼上装配镜片后,证实其能稳定追踪眼压,并在压力超标时自动释放药物。朱扬志教授表示,该技术可直接应用于现有商用软性隐形眼镜,未来有望拓展至多种眼科疾病的诊治。
此次研究由中国、香港、英国、加拿大以及韩国首尔大学材料工学系李泰佑(Tae-Woo Lee)教授团队联合参与。李泰佑教授指出,该方案仅凭镜片自身的机械形变即可同步实现眼压测量与治疗,与现有软性隐形眼镜兼容性强,商业化潜力较高,但长期佩戴安全性、量产工艺优化及患者个体化眼压基准校正等问题仍有待进一步验证。
韩国企业最快2027年商业化,金纳米线传感器灵敏度更胜一筹
智能诊疗型隐形眼镜的开发并非一日之功。早在2010年代,谷歌(Google)就曾联合瑞士制药巨头诺华(Novartis)尝试研发可监测糖尿病患者血糖的隐形眼镜;瑞士森斯美德(Sensimed)开发的青光眼专用隐形眼镜则于2016年获得美国市场销售许可,但该产品仅能监测眼压变化,尚不具备给药功能。真正集诊断与治疗于一体的智能眼镜,韩国企业正站在商业化的最前沿。
韩国跨部门前沿医疗器械研发事业团去年2月公布"2025年**代表课题",其中之一便是菲拜奥梅德(PHI BIOMED)研发的青光眼诊疗智能隐形眼镜。菲拜奥梅德由韩国浦项工科大学新材料工学系韩世光(Se-Kwang Hahn)教授于2014年创立。该方案采用金纳米线传感器:眼压升高时角膜曲率微变,带动纳米线形状改变,电阻随之变化,通过无线方式即可实时感知眼压波动;眼压异常升高时,镜片同步向眼部输送噻吗洛尔。
韩世光教授表示,金纳米线传感器在灵敏度和透明度两方面均优于传统金属环传感器——后者肉眼可见,而纳米线尺寸远低于可见光波长,镜片几乎完全透明。韩教授早于2022年在《自然·通讯》(Nature Communications)发表相关成果,引发全球关注。目前动物实验已全部完成,今年起将启动人体临床试验,最快有望于2027年实现商业化。

日本早稻田大学以"宇称-时间对称"技术将传感灵敏度提升183倍
在传感器灵敏度赛道上,日本早稻田大学三宅丈夫(Takeo Miyake)教授团队今年1月发表研究成果,将眼压测量灵敏度较此前同类研究提升了183倍。其基本原理与韩世光教授团队相似:眼压升高导致角膜微膨,金属传感器电阻随之变化,通过近场磁耦合方式无线传输至外部读取器。
突破性进展在于引入了"宇称-时间(PT)对称"这一前沿物理技术。研究团队将镜片传感器的损耗电路与外部读取器的增益电路设计成镜像对称结构,使二者能量交换节律完全同步,从而将微小变化大幅放大——研究团队形象地比喻:普通传感器如同试图推动压在沉重岩石上的球,而PT对称传感器则相当于一枚危立于铅笔尖上的球,轻微一触便会大幅倾倒,极微弱的眼压变化亦能被即时捕捉。早稻田大学团队同样在兔眼上完成了性能验证。
从这场全球竞速可以看出,智能眼科医疗器械正从实验室加速迈向临床。无论是纯高分子机械响应、金纳米线无线传感,还是PT对称信号增强,多条技术路径齐头并进,共同指向同一目标:让眼压监测与给药治疗像佩戴普通隐形眼镜一样自然无感。中国在柔性电子、纳米材料和AI医疗影像领域已积累深厚实力,此次有团队以联合研究方式深度参与其中,未来若能将上述技术与国内眼科医疗场景结合,在产品化路径和成本控制上寻求突破,或可在这一新兴赛道上赢得先机。
