Trên toàn thế giới hiện có hàng trăm triệu người mắc bệnh tiểu đường. Căn bệnh này có thể khiến bệnh nhân có nguy cơ bị mù lòa, hoặc bệnh võng mạc đái tháo đường. Phương pháp điều trị hiện tại mặc dù hiệu quả nhưng gây đau đớn do phải xâm lấn, sử dụng laser điều trị hoặc tiêm thuốc trực tiếp vào nhãn cầu.
Mới đây, kỹ sư Colin Cook, Viên Công nghệ California (Caltech, MS’16) đã nghĩ ra được một phương pháp điều trị tốt hơn so với các phương pháp hiện nay.
Cook, hợp tác với một nhóm các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của Yu-Chong Tai, Anna L. Rosen, giáo sư Kỹ thuật điện và Kỹ thuật y tế của Caltech, đã phát triển một phương pháp điều trị tiềm năng có thể ít đáng sợ và ít xâm lấn hơn, dưới dạng một thấu kính tiếp xúc phát sáng trong bóng tối (kính áp tròng phát quang).
Mất thị lực do bệnh tiểu đường sẽ gây ra khiến cho các mạch máu nhỏ trên khắp cơ thể, bao gồm cả những mạch máu trong mắt bị tổn thương. Các tổn thương này làm giảm lưu lượng máu đến các tế bào thần kinh trong võng mạc và cuối cùng là chúng bị chết đi. Khi phát triển bệnh, cơ thể cố gắng chống lại các tác động của mạch máu bị tổn thương này bằng cách phát triển tăng sinh những tân mạch mới bên trong võng mạc mắt. Tuy nhiên, ở những bệnh nhân bị đái tháo đường, các mạch máu này có khuynh hướng phát triển bất thường, có thể vỡ và tiết dịch vào trong mắt, làm mắt bị mờ và các vấn đề thị lực nghiêm trọng. Khi các mạch máu này vỡ ra gây chảy máu sẽ gây tổn thương thêm cho võng mạc và khi đó cơ thể sẽ khôi phục lại thay vì tạo ra các tế bào nhạy sáng thì chúng thành các mô sẹo trong mắt. Theo thời gian, thị lực của bệnh nhân tiểu đường trở nên mờ và mờ dần trước khi bị mù.
Tổn thương võng mạc đầu tiên là do nguồn cấp oxy không đủ, nên có thể ngăn chặn sự mất thị lực thêm nữa bằng cách giảm nhu cầu ôxy của võng mạc. Cho đến nay, phương pháp điều trị này đã đạt được bằng cách sử dụng tia laser để đốt cháy thiêu hủy các tế bào ở phần ngoại biên của võng mạc, do đó chỉ cấp ôxy đến cho các tế bào tế bào thị lực quan trọng hơn ở vùng trung tâm võng mạc. Phương pháp điều trị khác đòi hỏi phải tiêm thuốc trực tiếp vào nhãn cầu mắt để làm giảm sự tăng sinh các mạch máu mới.
Cook hy vọng thấu kính của ông sẽ cung cấp một giải pháp mới mà bệnh nhân sẽ đón nhận bởi các tác dụng phụ của nó là rất nhỏ.
Tương tự như phương pháp điều trị bằng laser, các thấu kính này làm giảm nhu cầu trao đổi chất của võng mạc, nhưng theo một cách khác. Chìa khóa thành công của họ chính là các tế bào que của mắt, là những tế bào có khả năng cho phép mắt có thể nhìn thấy trong điều kiện thiếu ánh sáng. Các tế bào que này cần và sử dụng nhiều oxy khi ở trong bóng tối hơn là khi chúng ở trong điều kiện ngập ánh sáng. Có một giả thuyết đưa ra trong hai thập kỷ qua là phần lớn những tổn thương ở võng mạc do bệnh võng mạc đái tháo đường xảy ra khi các tế bào que tăng nhu cầu sử dụng oxy vào ban đêm.
Vì lý do này, kính áp tròng được nhóm nghiên cứu thiết kế nhằm làm giảm nhu cầu oxy ban đêm của võng mạc bằng cách cung cấp cho tế bào que một lượng ánh sáng yếu trong lúc bệnh nhân đeo ngủ.
“Nếu chúng tôi thay đổi nhu cầu sử dụng oxy để trao đổi chất trong võng mạc, chúng tôi có thể chúng ta sẽ có thể ngăn chặn một số tổn thương xảy ra”, Cook nói.
Để cung cấp ánh sáng cho võng mạc suốt đêm, các thấu kính này bắt chước công nghệ của đồng hồ đeo tay có các điểm rực sáng trên bề mặt. Độ rọi sáng do các lọ siêu nhỏ chứa chất tritium – một phóng xạ đồng vị của khí hydro phát ra các electron khi nó phân dã – phát ra. Những electron này biến đổi thành ánh sáng khi được bọc lớp phủ phát quang. Hệ thống này đảm bảo tín hiệu ánh sáng phát ra liên tục cùng với tuổi thọ của thấu kính này.
Các lọ nhỏ li ti này, có chiều rộng của một vài sợi tóc của người, được cấy vào bên trong thấu kính theo mô hình xuyên tâm giống như hình ông mặt trời chiếu tia nắng. Các lọ này tạo ra một vòng tròn đủ lớn nằm ngoài tầm nhìn của người đeo khi đồng tử bị co rút lại trong các điều kiện ánh sáng. Trong bóng tối, đồng tử nở rộng, và ánh sáng mờ nhạt phát ra từ các lọ này có thể chiếu sáng võng mạc.
Liệu pháp ánh sáng để điều trị bệnh võng mạc tiểu đường đã được cố gắng thử nghiệm trước đây dưới dạng mặt nạ ngủ chiếu sáng, nhưng kết quả thu được không khả quan. Một phần vì bệnh nhân khó chịu với dạng mặt nạ này và phớt lờ nguồn ánh sáng chiếu vào mắt họ khi họ đang ngủ.
Mặt nạ ngủ này không được dán phủ lên mắt, do đó khi mắt di chuyển, người bệnh cảm thấy thấy ánh sáng lập lòe và điều đó rất mất tập trung khi họ đang cố gắng ngủ.
Cook cho biết, thấu kính của ông tránh được vấn đề này khi ông thiết kế đặt nguồn ánh sáng lên bề mặt của mắt, vì vậy khi mắt di chuyển, nguồn sáng di chuyển cùng với nó, và không hoàn toàn có sự nhấp nháy nào gây chú ý cho người đeo nó.
“Khi nguồn sáng liên tục trên mắt, thần kinh sẽ thích nghi ngẫu nhiên. Bộ não bỏ qua tín hiệu đó khỏi tầm nhìn và người đeo sẽ trông thấy bóng tối trở lại chỉ trong vài giây”, ông nói.
Mẫu thấu kính này cũng đảm bảo võng mạc nhận được một lượng ánh sáng thích hợp trong suốt đêm.
“Khi chúng ta ngủ, mắt chúng ta đóng lại. Đối với mặt nạ ngủ thì điều này có nghĩa là mắt sẽ không nhận được nhiều ánh sáng nữa, nhưng thấu kính này di chuyển cùng với mắt, vì vậy hoàn toàn không có vấn đề gì”, Cook nhấn mạnh.
Các thử nghiệm thấu kính này gần đây đã được thực hiện trong phòng thí nghiệm Mark Humayun tại Đại học Nam California cho thấy kết quả đầy hứa hẹn, hoạt động tế bào que giảm tới 90% khi đeo trong bóng tối. Cook cho biết trong vài tháng tới, ông và các nhà nghiên cứu sẽ bắt đầu thử nghiệm các thấu kính này để xem xét nó có khả năng giảm trao đổi chất trong võng mạc để phòng ngừa bệnh võng mạc tiểu đường của nó. Sau những thử nghiệm này, họ sẽ xin giấy phép FDA để bắt đầu thử nghiệm lâm sàng.
Ngoài ra, phát minh của nhóm đã tham gia cuộc thi TigerLaunch, một cuộc thi khởi nghiệp được tổ chức bởi Trường Đại học Princeton. Nghiên cứu của nhóm đã được công nhận là công nghệ y học hàng đầu, và kết quả cuộc thi đứng ở vị trí thứ ba.
P.T.T (NASATI), theo https://techxplore.com/news/2018-04-contact-lens.html,