Ученые разработали телескопическую контактную линзу

Исследователи во главе с Иосифом Фордом, профессором электротехники в Университете Калифорнии Сан-Диего, создали прототип линзы и испытали его на механическом глазном яблоке. Исследователи опубликовали результаты в Optics Express.

Новые линзы могут использоваться для улучшения зрения пациентов, страдающих различными заболеваниями глаз, в том числе возрастной дегенерацией желтого пятна (AMD), состояния, которое приводит к потере способности видеть в центре поля зрения. Обычно пациенты с подобным диагнозом лишаются способности читать и распознавать лица людей.

Текущие исследования в этой области финансируются за счет широкой исследовательской программы. Прошлым летом исследователи университета штата Калифорния в Сан-Диего совместно с партнерами из компании Innovega и компании Paragon Vision Sciences провели клинические испытания предварительной версии линз, предназначенных для использования человеком. Второй этап клинических испытаний состоится в конце этого года.

"Хотя большая часть работы еще впереди, мы видим четкий путь к оказанию помощи людям со слабым зрением, посредством контактных линз, которые помогут значительному числу людей с нарушением зрения", - сказал Форд, главный исследователь проекта.

Контактные линзы, разработанные командой Форда, имеют толщину всего лишь в один миллиметр. Исследователи использовали плотно соединенные алюминиевые зеркала, чтобы создать кольцеобразный телескоп, встроенный в контактную линзу. Центр линзы обеспечивает нормальное зрение, без эффекта увеличения. А его периферия, где находится телескоп, увеличивает изображение в 2,8 раза.

Телескопические контактные линзы с доработкой будут менее опасными, чем современные миниатюрные телескопы, которые имплантируют непосредственно в глаз пациента. Кроме того, разработанная исследователями линза лучше собирает свет. Она также менее громоздкая, чем телескопические линзы в очках, которые в настоящее время предназначены для пациентов с ослабленным зрением. Оптика контактных линз позволяет переключаться между нормальным зрением и зрением с эффектом увеличения путем совмещения контактных линз в очках, таких как очки с "активным затвором", использующиеся для просмотра 3D-фильмов.

Контактные линзы без очков совмещают нормальные и увеличенные изображения. При использовании очков жидкокристаллический затвор переключает зрение на нормальное или телескопическое. Исследователи работают над бесконтактным переключателем, который использует маломощный инфракрасный светодиод для переключения, когда пользователь начинает моргать обоими глазами или одним, чтобы активировать один из двух режимов.

Линзы 3D-очков содержат жидкие кристаллы, которые переключают две секции телескопических контактных линз. Кристаллы изменяют способ, с помощью которого свет преломляется на поляризованной поверхности, встроенной в контактную линзу, так что только свет определенной ориентации или степени поляризации проходит через очки на контактные линзы, попадая или на телескопическую часть линзы, или на область, предназначенную для нормального зрения.

Исследователи протестировали линзу на созданной механической модели глаза натуральной величины. Модель была ориентирована на воссоздание комплексной системы визуализации, которая позволила инженерам увидеть на экране компьютера то, что видело механическое глазное яблоко. Они также протестировали сложные компьютерные модели для увеличения производительности линзы.

Испытания, проведенные на механическом глазном яблоке, показали, что увеличенное изображение линзы обеспечивает гораздо более широкое поле зрения по сравнению с другими подходами к созданию увеличивающего эффекта в настоящее время. Качество изображений также было очень хорошим.

Исследователи создали линзы из материала, который использовался в ранних жестких контактных линзах - полиметилметакрилат, или ПММА, который является непроницаемым для газов. В результате контактные линзы из ПММА можно носить в течение коротких периодов, так как они не могут обеспечить столь необходимый приток кислорода к роговице.

Исследователи выбрали ПММА за его надежность и потому, что им необходимо было вырезать крошечные углубления, искривляющие свет, поступающий на линзы, для коррекции эффекта ошибки.

В настоящее время инженеры работают над конструкцией новой телескопической контактной линзы, с использованием материала, проницаемого для газов, которые можно носить в течение более длительных периодов времени. Они также стремятся устранить эффект ошибки без создания углублений на линзе.

Готовые контактные линзы будут иметь поляризаторы, интегрированные в центре или по краям поверхности контактных линз. В начальных лабораторных тестах поляризаторы были прикреплены снаружи, и пара 3D-очков была изменена таким образом, чтобы совершать переключение.

"В будущем, надеемся, мы сможем справиться с подобной проблемой с помощью эффективных процедур или протезирования сетчатки, - заявляет Эрик Трамбле, соавтор Форда и выпускник его исследовательской группы, в настоящее время работающий в Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL) в Швейцарии. - В идеале увеличительный элемент должен стать ненужным. Однако пока мы этого не достигнем, контактные линзы помогут облегчить возрастную дегенерацию желтого пятна".