在复旦大学附属眼耳鼻喉科医院，以宋恩名教授为核心的研究团队正以跨学科创新打破传统眼科诊疗的边界。作为光电研究院青年研究员、海外优青获得者，宋恩名教授带领团队将前沿材料科学与临床医学深度融合，针对青光眼这一全球第二大不可逆致盲眼病（预计2040年患者达1.1亿人）展开攻关。他们开发的植入式柔性单晶硅传感器，不仅实现了眼内压的连续动态监测，更开创了多模态生理参数同步追踪的新范式，为早期诊断提供了全新工具。这一突破性进展于2024年登上生物电子领域旗舰期刊《Biosensors and Bioelectronics》，标志着我国在眼科智能诊疗领域取得重大原创性成果。
一、青光眼诊疗的传统困境
传统青光眼诊断严重依赖单次眼内压（IOP）点测量，但IOP本身具有昼夜节律性波动（正常值10~21mmHg），单次测量易遗漏异常峰值。约30患者即使未显示IOP升高，仍出现视神经进行性退化。这提示IOP波动性可能是比升高更关键的风险因素，但受限于监测技术，该假说长期缺乏系统验证。
现有设备如Goldmann压平眼压计仅能提供离散时间点的静态数据，无法捕捉IOP的动态变化规律。而术后疗效评估同样面临挑战：常规检查难以量化视神经损伤进展，医生主要依赖患者主观症状和视野检查，待功能明显受损时往往已错过干预期。宋宗明教授团队在EURETINA 2024大会指出，精准监测是提升青光眼干预效果的核心前提，尤其需解决“何时干预”与“如何量化疗效”两大难题。
二、柔性电子器件的突破创新
宋恩名团队开发的多功能智能角膜接触镜（P&T@DG） 以200纳米厚度的单晶硅纳米薄膜为基底，通过柔性转印工艺实现与眼球曲面的共形贴合。相较于传统金箔或碳纳米材料传感器，单晶硅兼具超高灵敏度（0.03 mmHg⁻¹）与生物兼容性，可同步监测IOP和眼表温度（OST）。OST作为眼部炎症和血流动力学的间接指标，其异常变化与青光眼进展存在潜在关联，双参数协同显著提升诊断维度。
器件的核心创新在于多物理场耦合设计：IOP传感基于压阻效应，当角膜形变引起硅薄膜微应变时，电阻变化反映压力值；OST监测则利用硅材料的热敏特性，在30~50℃范围内灵敏度达1.2 Ω/℃。该设计突破传统角膜接触镜仅矫正视力的局限，使其升级为“眼表智能终端”。团队进一步通过有限元分析优化传感器布局，确保在Δ2~50 mmHg宽压力范围内保持线性响应，避免因眨眼等动作产生信号漂移。
三、技术验证与跨学科协作
研究团队建立了多层次验证体系：体外平台测试证实基础传感性能；离体猪眼球模型模拟生理环境；活体兔眼实验则验证动态IOP波动（通过前房注水调控）的捕捉能力。结果显示，传感器在活体模型中成功追踪到5 mmHg级别的瞬时压力变化，远超临床需求精度。生物相容性实验表明，器件在植入28天后未引发角膜上皮损伤或炎症反应，满足长期佩戴要求。
这一成果得益于深度学科交叉：同济大学毕燕龙教授团队提供临床需求指导和动物模型验证，大连理工大学李锐教授团队承担力学仿真优化，而复旦大学材料科学系则主导器件工艺开发。宋恩名教授作为项目总设计师，整合了“临床问题提出-材料器件实现-动物模型验证”全链条，凸显了医工融合的创新效能。团队更计划引入无线集成电路，实现患者居家远程监测，为青光眼慢病管理提供技术支撑。
四、临床转化与未来展望
该技术有望重构青光眼诊疗路径：对疑似患者，长时程IOP图谱可辅助早期分型诊断；对术后患者，OST趋势分析能预警滤过泡瘢痕化等并发症。宋宗明教授指出，结合人工智能的动态数据分析，可建立个体化IOP安全阈值模型，实现“精准预警-及时干预-疗效量化”的闭环管理。
从实验室到临床仍需突破三大瓶颈：长期生物兼容性验证（>6个月）、大规模临床试验（千例级）、以及低成本量产工艺开发。宋恩名团队正与苏州大学宋鄂教授领衔的眼底病团队合作，探索将传感技术拓展至糖尿病视网膜病变监测领域。宋鄂教授强调：“柔性电子与AI的结合是眼科数字医疗的下一个爆发点，需推动‘诊疗设备微型化、生理参数连续化、数据分析智能化’三位一体发展”。
宋恩名教授团队的突破，标志着青光眼诊疗从“静态离散”迈向“动态连续” 的新纪元。其价值不仅在于提供高精度IOP监测工具，更开创了眼表多模态生理参数实时追踪的新范式，为构建个性化预警模型奠定基础。随着柔性转印工艺与无线传输技术的成熟，这类器件有望成为慢性眼病的普适性监测平台。
未来研究需着力于临床转化闭环：一方面通过医工协作优化器件可靠性与舒适度，另一方面结合多中心临床数据训练AI算法，挖掘IOP波动模式与视神经损伤的量化关联。正如河南省立眼科医院宋宗明教授所言：“眼科诊疗的精准化革命，必然依赖材料科学、电子工程与临床医学的深度协同”。唯有打破学科壁垒，方能实现从“不可逆致盲”到“可防可控”的跨越。
