UN LÁSER EN UNA LENTE DE CONTACTO
La presión dentro del ojo es un dato clave para diagnosticar y controlar el glaucoma. Sin embargo, solo la mide el personal sanitario, durante las visitas a la consulta. Esas lecturas ocasionales no captan las oscilaciones que se producen a lo largo del día, oscilaciones que los autores consideran cruciales para un diagnóstico y un tratamiento precisos.
Una lente de contacto es un lugar natural para un sensor continuo: se apoya sobre el ojo y, según el artículo, más de 140 millones de personas ya llevan una. Una lente blanda se adapta a la forma de la córnea, que se abomba muy ligeramente cuando sube la presión: una deformación de aproximadamente un 0,1 % por unos pocos milímetros de mercurio (mmHg), la resolución que necesitan los médicos. Medir estiramientos tan diminutos dentro de una pieza de plástico fina y transparente es lo difícil.
El límite de contar franjas
Varios sensores ópticos leen la deformación de una lente a partir de un patrón regular —una red de difracción, un cristal fotónico, dos redes superpuestas— cuyo espaciado cambia al estirarse la lente. Sergei Ivanov, Ilia Fradkin y sus colegas del centro de investigación de XPANCEO en Dubái señalan un obstáculo fundamental: la precisión de cualquier sensor de este tipo está limitada por el número de repeticiones del patrón, una consecuencia del principio de incertidumbre. En los pocos milímetros disponibles en una lente, ese límite queda incómodamente cerca de lo necesario.
Su idea es leer otra cosa: el color de un láser.
Un láser que se estira
El equipo fabricó un láser de realimentación distribuida (distributed-feedback laser): una película de un colorante orgánico llamado F8BT, de unos 300 nanómetros de grosor, con una superficie ondulada cada 335 nanómetros. Las ondulaciones hacen de espejos del láser. Al recibir pulsos cortos de luz verde, la película emite una línea muy estrecha de luz amarillo verdosa en torno a 570 nanómetros, que sale casi en vertical.
La longitud de onda de esa línea la fija el espaciado de las ondulaciones. Si se estira la lente, el espaciado aumenta y la línea se desplaza hacia el rojo. La ventaja no es una respuesta mayor —esa parte es corriente—, sino una línea mucho más estrecha, cuya anchura no depende del tamaño de la red. Una línea más estrecha puede, en principio, localizarse con mucha más precisión.
La red se graba con luz ultravioleta en una sola exposición, se copia en el colorante y luego se deposita por flotación sobre la lente blanda de silicona a temperatura ambiente, sin pegamento ni presión. Los autores afirman que el proceso es compatible con la producción en masa de lentes desechables.
Prueba en un ojo falso
Para probar el dispositivo, construyeron un ojo artificial: una membrana de silicona con forma de córnea y esclerótica, sobre una cámara presurizada por una jeringa motorizada, con aceite de silicona en lugar de lágrimas. Su córnea se eleva unos 150 micrómetros a 40 mmHg, y los autores muestran que se deforma a la misma escala que un ojo real, aunque subrayan que es un modelo muy simplificado.
Con el parche láser colocado cerca del borde de la córnea, donde la lente más se estira, subieron la presión hasta 45 mmHg y la bajaron de nuevo una vez. La línea del láser se desplazó hacia el rojo al aumentar la presión, a razón de 0,027 nanómetros por mmHg. En diez puntos de calibración, las lecturas se desviaron de una línea recta 1,2 mmHg de media, el orden de precisión necesario para el seguimiento.
Los autores son francos sobre lo que esto significa. Esa precisión es del mismo orden que el límite teórico de una red pasiva del mismo tamaño; todavía no lo supera. Los cuellos de botella actuales son el espectrómetro y el manómetro usados en el laboratorio, y parte del error procede del propio banco de pruebas.
Aún lejos del ojo
La discusión enumera lo que queda por hacer:
- Seguridad: cada lectura usa un destello de 8 nanosegundos; se estima que la luz que llega a la retina está unas diez veces por debajo del umbral de lesión medido.
- Integración: hoy el láser de bombeo y el espectrómetro son externos; el equipo propone pequeños diodos láser verdes y lectores de longitud de onda en miniatura.
- Temperatura: calentar la lente un grado desplaza la lectura unos 2 mmHg, así que un dispositivo real también debe medir la temperatura.
- Biocompatibilidad: por ahora, la película de colorante está en la superficie; habría que sellarla dentro de la lente y probarla.
La validación en ojos de animales, y después en personas, aún está por llegar. Los autores, todos de la empresa XPANCEO, no declaran ningún conflicto de intereses aparte de una solicitud de patente sobre el trabajo a nombre de la empresa.