Glaukom, en gruppe sykdommer som skader synsnerven, rammer mer enn to millioner amerikanere og er verdens nest ledende årsak til blindhet.
De som er i risikosonen for å utvikle sykdommen - vanligvis alle over 60 år eller de med familiehistorie - går vanligvis til legene sine for visning tre eller fire ganger i året. Tueng Shen, professor i oftalmologi ved University of Washington, sier at det ikke er bra nok.
"[Gjeldende metoder] begrenser vår evne til å screene mennesker, og noen ganger oppdager vi ikke endringer før lenge etter at de har skjedd, " sier hun.
Løsningen hennes, som hun utviklet sammen med stipendiat Karl Böhringer: et prototypimplantat som skjermer for tidlige advarselsskilt i sanntid, slik at legene kan begynne behandlingen mer proaktivt enn noen gang før.
Utenfor foto-diode-baserte kunstige netthinner, er dette første gang noen har forsøkt å implantere en elektronisk sensor direkte i et øye. De nærmeste forskere og selskaper har kommet, er å legge intelligens inn i kontaktlinser. Ett system utviklet ved University of Michigan gir brukeren nattsyn, og et fra Google bruker sensorer for å overvåke glukosenivået.
Den primære årsaken til glaukom er en økning i trykket inne i øyet forårsaket av en opphopning av væske. Det ekstra trykket kan gjøre uopprettelig skade på synsnerven og forhindre at den fungerer.
Under en tradisjonell glaukomundersøkelse numbers en lege pasientens øye og påfører en liten puff av luft. Kraften presser på hornhinnen, som indikerer nivået av trykk i øyet.
"Det ligner veldig på hvordan du ser hvor godt en basketball [er oppblåst], " forklarer Shen. "Du klemmer på det."
Men, påpeker Shen, mengden av trykk kan endre seg raskt, noe som betyr at pasienter bør ha mer regelmessig overvåking.
"Det er som å teste blodsukker, " sier Shen. “Det er en progressiv prosess. Det er stigning og fall og stigning og fall og generell ustøhet som vil forårsake skade. ”
Normalt vil det ta mye for en pasient å oppdage et problem på egen hånd. Trykkonsekvens må være ekstrem og langvarig før en pasient kan ha noen merkbare symptomer, inkludert ekstrem smerte og oppkast.
Et implantat vil tillate leger å overvåke problemet og starte behandlingen før det er for sent, sier Shen.
Böhringer, som utviklet enheten med Shen, sier utformingen av implantatet er veldig enkelt: Det består av en trykksensor, en liten prosessor og en antenne. Forskere har til hensikt at den skal være innebygd i en kunstig linse under kataraktoperasjoner, hvoretter antennen, som er pakket rundt linsens omkrets, overfører data fra sensoren til en ekstern enhet.
Den samme antennen samler også energi til trådløs strøm til brikken - på samme måte som en elektrisk tannbørste saft opp.
Forskere designet sensoren slik at den enkelt kan passe inn i eksisterende implantater fra grå stær. (University of Washington) Böhringer ser for seg en ekstern kontrollenhet, kanskje på størrelse med en mobiltelefon, vil gi strøm og samle og overføre trykkdata.
"Kanskje en fremtidig mobiltelefon i seg selv kan ha evnen, " utpeker han, "men det er noe vi må se nærmere på."
Fordi systemet er designet for å legge inn eksisterende kataraktimplantater, vil pasienter ikke måtte gjennomgå ekstra kirurgi. Det er et godt utgangspunkt, sier Shen, siden risikofaktorer for begge sykdommene er like. Leger utfører omtrent tre millioner grå stær som hvert år, noe som forskningen viser vil øke jevnlig de neste tiårene.
Begge professorene er raske med å understreke at implantatet deres fremdeles er en prototype på et tidlig stadium, eller et bevis på konsept.
"Dette er ikke klart til implantasjon akkurat nå, " sier Böhringer, "det har bare alle komponentene som viser at det er mulig."
Prototypen deres er også mye større enn et in-vivo-implantat måtte være; den er målt i centimeter, og den må nedskala til millimeter for å få plass i øyet.
Det kan gå så lenge som fem år før de er klare for test av mennesker, sier Böhringer. Men applikasjoner for Shen og Böhringers system kan til slutt strekke seg utover Glaucoma. Sensoren kan allerede oppdage endringer i temperatur, slik at de kanskje kan endre den for å spore ting som øyets surhetsnivå, blant andre helsemessige mål.
"Dette er mer en plattform, " sier Shen, "vi bygger et fundament - en hel gruppe forskjellige måter å henvende seg til helse på."
