Investigan el desarrollo de lentes de contacto para la presbicia

Publicado 15/03/2016 7:24:34CET
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   MADRID, 15 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Al aprovechar al máximo la luz baja en los ríos fangosos donde nada, el pez nariz elefante ('Gnathonemus petersii') sobrevive al ser capaz de detectar depredadores entre el lodo con una retina de forma única, la parte del ojo que captura la luz. En un nuevo estudio, investigadores observaron la estructura de la retina de este pez para llevar la información al diseño de una lente de contacto que pueda ajustar su enfoque.

Se trataría de una lente de contacto que autoenfoque en cuestión de milisegundos, lo que podría cambiar la vida de las personas con presbicia, un endurecimiento del cristalino del ojo que hace que sea difícil enfocar objetos cercanos. La presbicia afecta a más de mil millones de personas en todo el mundo, la mitad de las cuales no tienen una corrección adecuada, explica el director del proyecto, Hong Rui Jiang, de la Universidad de Wisconsin, Madison, en Estados Unidos.

   Aunque las gafas, las lentes de contacto convencionales y la cirugía proporcionan alguna mejora, estas opciones implican la pérdida de contraste y sensibilidad, así como dificultad para ver de noche. La idea de Jiang es diseñar lentes de contacto que se ajusten de forma continua en concierto con la propia córnea y el cristalino para recuperar la visión de una persona joven.

   El proyecto, para el que Jiang recibió un premio de 2011 de los Institutos Nacionales de Investigación (NIH, por sus siglas en inglés), de Estados Unidos, requiere superar varios retos de ingeniería. Entre ellos, están el diseño de la lente, sensores guiados por algoritmos y circuitos electrónicos en miniatura que ajustan la forma de la lente, además de la creación de una fuente de alimentación, todo ello incrustado dentro de un material suave y flexible que se coloque sobre el ojo.

   En su último estudio, publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', Jiang y su equipo se centraron en un diseño de sensores de imagen. "Los sensores deben ser extremadamente pequeñas y capaces de adquirir imágenes en condiciones de poca luz, por lo que necesitan ser exquisitamente sensibles a la luz", apunta Jiang.

   El equipo cogió su inspiración de la retina del pez nariz elefante, que tiene una serie de estructuras en forma de profundas copas con paredes laterales reflectantes. Ese diseño ayuda a recoger la luz e intensificar las longitudes de onda específicas que se requieren para que los peces para vean. Aprendiendo de la naturaleza, los investigadores crearon un dispositivo que contiene miles de muy pequeños colectores de luz.

   Estos colectores de luz son protuberancias de vidrio en forma de dedos o franjas, cuyo interior son vasos profundos recubiertos con aluminio reflectante. La luz entrante golpea los dedos y luego es enfocada por las paredes laterales reflectantes. Jiang y su equipo probaron la capacidad de este dispositivo para mejorar las imágenes capturadas por un modelo de ojo mecánico diseñado en un laboratorio. En estudios separados, los científicos han diseñado y probado un par de enfoques diferentes para el material de la lente de contacto.

INSPIRADOS EN EL PEZ Y LOS INSECTOS

   Para un enfoque, formaron una lente de líquido de una gotita de aceite de silicona y agua, que no se mezclan. La gota se encuentra en una cámara encima de una plataforma flexible, mientras que un par de electrodos producen un campo eléctrico que modifica la tensión superficial de cada líquido de manera diferente, lo que resulta en fuerzas que aprietan la gotita en diferentes longitudes focales. La lente es capaz de enfocar objetos tan pequeños como de 20 micrómetros, aproximadamente la anchura de un cabello humano más delgado.

   Estos investigadores desarrollaron otro tipo de lente inspirada en los ojos compuestos de los insectos y otros artrópodos. Los ojos de los insectos comprenden miles de microlentes individuales cada una apuntando en direcciones diferentes para capturar una parte específica de una escena. Jiang y sus colegas desarrollaron un conjunto flexible de microlentes artificiales.

   "Cada microlente está hecha de un bosque de nanocables de silicio", subraya Jiang. En conjunto, las microlentes proporcionan una mayor resolución que el líquido de la lente. La flexibilidad de la matriz hace que sea adecuado no sólo para las lentes de contacto, sino para otros usos potenciales, como un laparoscopio para cirugía, con visión del cuerpo del paciente de 360º.

   Con el fin de cambiar el foco, las lentes de contacto tienen que estar equipadas con una fuente de alimentación extremadamente pequeña y delgada. El trabajo de Jiang encontró la solución: una célula solar que recopile simultáneamente electrones de la luz solar, convirtiéndolos en electricidad, y que también almacene energía dentro de una red de nanoestructuras.

   Funciona igual que un panel solar convencional pero con la novedad de ser capaz de almacenarla en un único dispositivo, detalla Jiang. El dispositivo aún necesita un retoque, pero el equipo es optimista de que será lo suficientemente potente como para llevar a lentes más pequeñas para caber en el espacio disponible.