A passive pressure sensor for continuously measuring the intraocular pressure in glaucomatous patients

ObjectiveThe main risk factor for the development of glaucoma, a retinal disease leading to blindness, is an increase in the intraocular pressure (IOP). Reducing this IOP can be obtained by eye drops but unfortunately the disease can still progress because IOP increases are painless, can fluctuate and, thus remain undetected during a visit to an ophthalmologist. The “MATEO” ANR project aims to develop sensors embedded in a contact lens for continuously IOP monitoring.Materials and methodsPressure sensors were produced by MEMS technology and tested with pig eyes obtained at a local slaughterhouse. Solution was injected by 50 μL steps in the eye with a Hamilton syringe while IOP was monitored in parallel with a TonoVET system and an industrial pressure transducer inserted in the injection tubing system.ResultsOur first pressure sensor prototypes were generated and inserted in a lens compatible with eye application. A wireless system was developed to excite the sensor. At same time, it was recorded the data in components inserted into spectacles and a pocket recorder. In parallel, we showed that injecting a solution in the eye anterior chamber triggered an IOP increase smaller and more stable than injections in the posterior chamber. Finally, a direct correlation was observed between IOP measured on the corneal surface with the TonoVET and the pressure transducer placed close to eye injection point.DiscussionOur results indicate that our in vitro model on pig eyes is adequate to test our new lens sensor. Finally, the pressure sensor was successfully inserted in contact lens opening the way for their in vitro and in vivo preclinical validation.

RésuméObjectifsL’augmentation de pression intraoculaire (PIO) est le principal facteur de risque du glaucome - une pathologie cécitante. Bien qu’une réduction de la PIO puisse être obtenue par des gouttes oculaires, la maladie peut tout de même progresser car l’augmentation de PIO est indolore, fluctue dans le temps et par conséquent reste indétectable à l’examen ophtalmologique. Le projet ANR « MATEO » vise à produire des capteurs intégrés dans des lentilles de contact pour mesurer en continu la PIO.Matériels et méthodesDes capteurs de pression ont été produits par la technologie MEMS et testés sur des yeux de porc obtenus à un abattoir local. Une solution a été injectée dans l’œil par dose de 50 μL grâce à une seringue Hamilton pendant que la PIO était mesurée en parallèle avec un TonoVET et un capteur (transducteur) de pression industriel, inséré dans le dispositif d’injection.RésultatsNos prototypes de capteurs de pression ont été intégrés avec succès dans des lentilles compatibles avec l’œil. Un système électronique sans fil embarqué sur une lunette a été développé pour exciter le capteur et enregistrer des données image de la PIO. Parallèlement, nous avons montré que l’injection d’une solution dans la chambre antérieure de l’œil produit une augmentation de PIO plus faible et plus stable que les injections dans la chambre postérieure. Enfin, nous avons observé une corrélation directe entre la PIO mesurée sur la surface cornéenne avec le TonoVET et le capteur de pression placé prêt du point d’injection sur l’œil.DiscussionNos résultats montrent que notre modèle in vitro sur l’œil de porc est adapté pour tester le nouveau capteur de PIO. Ce capteur de pression a été inséré avec succès dans une lentille ouvrant ainsi la voie à sa validation préclinique in vitro et in vivo.