UM LASER NUMA LENTE DE CONTATO

A pressão dentro do olho é um número-chave para diagnosticar e tratar o glaucoma. Mesmo assim, ela só é medida por profissionais de saúde, durante as consultas. Essas leituras ocasionais deixam escapar as oscilações que ocorrem ao longo de um dia — oscilações que os autores descrevem como críticas para um diagnóstico e um tratamento precisos.

Uma lente de contato é um lugar natural para um sensor contínuo: ela fica sobre o olho, e o artigo observa que mais de 140 milhões de pessoas já usam uma. Uma lente macia acompanha a forma da córnea, que se abaula muito levemente quando a pressão sobe — uma deformação de cerca de 0,1% para alguns milímetros de mercúrio (mmHg), a resolução de que os médicos precisam. Medir estiramentos tão pequenos num pedaço fino e transparente de plástico é a parte difícil.

O limite de contar listras

Vários sensores ópticos leem a deformação de uma lente a partir de um padrão regular — uma grade, um cristal fotônico, duas grades sobrepostas — cujo espaçamento muda quando a lente se estica. Sergei Ivanov, Ilia Fradkin e colegas do centro de pesquisa da XPANCEO, em Dubai, apontam um obstáculo fundamental: a precisão de qualquer sensor desse tipo é limitada pelo número de repetições do padrão, uma consequência do princípio da incerteza. Nos poucos milímetros disponíveis numa lente, esse limite fica desconfortavelmente perto do que é necessário.

A ideia deles é ler outra coisa: a cor de um laser.

Um laser que estica

A equipe fez um laser de realimentação distribuída (distributed-feedback laser): um filme de um corante orgânico chamado F8BT, com cerca de 300 nanômetros de espessura, cuja superfície é ondulada a cada 335 nanômetros. As ondulações funcionam como os espelhos do laser. Ao receber pulsos curtos de luz verde, o filme emite uma linha muito estreita de luz amarelo-esverdeada, em torno de 570 nanômetros, que sai quase reta para cima.

O comprimento de onda dessa linha é definido pelo espaçamento das ondulações. Estique a lente, o espaçamento aumenta, e a linha se desloca para o vermelho. A vantagem não é uma resposta maior — essa parte é comum —, mas uma linha muito mais estreita, cuja largura não depende do tamanho da grade. Uma linha mais estreita pode, em princípio, ser localizada com muito mais precisão.

A grade é gravada com luz ultravioleta numa única exposição, copiada no corante e depois depositada por flutuação sobre a lente macia de silicone, à temperatura ambiente, sem cola nem pressão. Os autores dizem que o processo é compatível com a produção em massa de lentes descartáveis.

Teste num olho falso

Para testar o dispositivo, eles construíram um olho artificial: uma membrana de silicone com o formato de córnea e esclera, sobre uma câmara pressurizada por uma seringa motorizada, com óleo de silicone fazendo o papel das lágrimas. Sua córnea sobe cerca de 150 micrômetros a 40 mmHg, e os autores mostram que ela se deforma na mesma escala de um olho real — ressaltando, porém, que é um modelo bastante simplificado.

Com o laser posicionado perto da borda da córnea, onde a lente mais se estica, eles elevaram a pressão até 45 mmHg e a baixaram de volta, uma vez. A linha do laser se deslocou para o vermelho à medida que a pressão subia, em 0,027 nanômetro por mmHg. Em dez pontos de calibração, as leituras se desviaram de uma reta em 1,2 mmHg, em média — a ordem de precisão necessária para o monitoramento.

Os autores são francos sobre o que isso significa. Essa precisão é da mesma ordem que o limite teórico de uma grade passiva do mesmo tamanho; ainda não o supera. Os gargalos atuais são o espectrômetro e o medidor de pressão usados no laboratório, e parte do erro vem da própria montagem de teste.

Ainda longe do olho

A discussão lista o que falta fazer:

• Segurança: cada leitura usa um flash de 8 nanossegundos; estima-se que a luz que chega à retina fique cerca de dez vezes abaixo do limiar de lesão medido.
• Integração: o laser de bombeamento e o espectrômetro hoje são externos; a equipe sugere pequenos diodos laser verdes e leitores de comprimento de onda em miniatura.
• Temperatura: aquecer a lente em um grau desloca a leitura em cerca de 2 mmHg, então um dispositivo real também precisa medir a temperatura.
• Biocompatibilidade: por enquanto, o filme de corante fica na superfície; seria preciso selá-lo dentro da lente e testá-lo.

A validação em olhos de animais, e depois em pessoas, ainda está por vir. Os autores, todos da empresa XPANCEO, declaram não ter conflitos de interesse além de um pedido de patente sobre o trabalho, detido pela empresa.