近年來，隨著材料科學(xué)、微電子技術(shù)和生物傳感技術(shù)的快速發(fā)展，隱形眼鏡正從單純的視力矯正工具逐漸演變?yōu)橐环N高度集成的可穿戴醫(yī)療設(shè)備。越來越多的研究顯示，隱形眼鏡不僅可以矯正視力，還可以承擔(dān)藥物遞送、疾病監(jiān)測甚至人機交互等多重功能。
在可穿戴醫(yī)療設(shè)備快速發(fā)展的背景下，智能隱形眼鏡（Smart Contact Lenses）逐漸成為床旁診斷（POC）技術(shù)的重要平臺。眼睛與淚液長期接觸，而淚液中又含有豐富的蛋白質(zhì)、離子及代謝物，因此為疾病監(jiān)測提供了理想的無創(chuàng)檢測窗口。近年來，多項研究圍繞材料創(chuàng)新、生物傳感與光學(xué)設(shè)計展開，使智能隱形眼鏡逐漸形成主要的四大應(yīng)用路徑。
01 四大應(yīng)用路徑
1.1 藥物遞送（治療）
傳統(tǒng)滴眼液存在一個長期難以解決的問題——生物利用度極低。研究表明，超過90%的滴眼藥物在數(shù)分鐘內(nèi)就會隨著淚液流失，僅有極少部分能夠真正進入眼組織。因此，研究人員開始嘗試將隱形眼鏡改造為藥物控釋載體，使藥物能夠在眼表長時間停留并持續(xù)釋放。
近期一項研究「1」利用甲基丙烯酸明膠（GelMA+）水凝膠材料開發(fā)出一種酶觸發(fā)釋放的繃帶型隱形眼鏡。該材料可以感知淚液中的炎癥酶 MMP-9，在炎癥環(huán)境中自動降解并釋放藥物，從而實現(xiàn)“按需釋放”。實驗顯示，這種鏡片能夠在約5天內(nèi)持續(xù)釋放抗菌蛋白牛乳鐵蛋白，并且釋放速率會隨著炎癥程度增加而加快。
另一項研究「1」則利用 MXene 材料中的碳化釩（V?C） 對隱形眼鏡進行表面改性，使鏡片同時具備抗菌、抗炎和抗氧化功能。體外實驗顯示，該材料可以有效抑制細菌黏附并阻止生物膜形成，在感染性角膜炎模型中表現(xiàn)出明顯的抗感染效果。
更具前沿性的研究「1」甚至嘗試在鏡片中植入“生物工廠”。研究人員將能夠產(chǎn)生透明質(zhì)酸的細菌封裝在隱形眼鏡水凝膠中，使其持續(xù)分泌潤滑劑，從而降低鏡片表面的摩擦系數(shù)。實驗結(jié)果顯示，該系統(tǒng)可以持續(xù)工作三周以上，為干眼癥患者提供長期潤滑。
這些研究表明，未來隱形眼鏡可能不僅是視力矯正工具，還可能成為眼表治療的重要藥物平臺。
1.2 疾病監(jiān)測（診斷）
另一條快速發(fā)展的方向，是利用智能隱形眼鏡進行無創(chuàng)生物診斷及監(jiān)測。
由于血液中的部分成分可以通過血-淚屏障進入淚液，因此淚液中的葡萄糖、電解質(zhì)和多種蛋白質(zhì)被認(rèn)為具有潛在診斷價值。近年來，多項研究嘗試通過智能隱形眼鏡實時檢測淚液中的生物標(biāo)志物。
例如，一項研究「1」開發(fā)了一種無線軟性智能隱形眼鏡，可以連續(xù)監(jiān)測淚液葡萄糖濃度，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至外部設(shè)備。研究人員通過高頻率數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)淚液葡萄糖與血糖之間存在一定的時間滯后，并提出“個性化滯后時間”的概念，從而提高血糖預(yù)測的準(zhǔn)確性。這一發(fā)現(xiàn)為未來糖尿病無創(chuàng)監(jiān)測提供了新的思路。
在青光眼領(lǐng)域，智能隱形眼鏡也展現(xiàn)出重要潛力。研究人員開發(fā)了一種無線眼壓監(jiān)測隱形眼鏡「1」，通過雙諧振 LCR 傳感系統(tǒng)檢測角膜形變，從而推算眼內(nèi)壓變化。該系統(tǒng)還引入溫度自補償機制，以減少環(huán)境溫度變化對測量精度的影響。
在產(chǎn)業(yè)層面，瑞士公司 Sensimed「2」開發(fā)的連續(xù)眼壓監(jiān)測系統(tǒng) Triggerfish Contact Lens Sensor 已獲得監(jiān)管批準(zhǔn)。該設(shè)備通過感知角膜曲率變化來監(jiān)測24小時眼壓波動，為青光眼治療提供更完整的眼壓曲線信息。
這類設(shè)備的意義在于，它有望將青光眼管理從傳統(tǒng)的“門診測量”升級為全天候監(jiān)測模式。
1.3 人機交互（接口）
除了醫(yī)療應(yīng)用，智能隱形眼鏡在數(shù)字交互領(lǐng)域也受到廣泛關(guān)注。
近期研究「1」提出一種頻率編碼眼動追蹤隱形眼鏡。該系統(tǒng)無需電池和芯片，通過無線頻率信號即可識別眼球運動，并實現(xiàn)角度精度小于0.5°的追蹤能力。實驗中，該鏡片已成功實現(xiàn)多種應(yīng)用場景，例如：眼動控制網(wǎng)頁、眼睛繪圖、控制機器人車輛、操作云臺相機。這種技術(shù)為未來 眼動交互設(shè)備 提供了新的可能性，特別是在增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）領(lǐng)域。
例如「2」，美國公司 Mojo Vision 曾開發(fā) AR 隱形眼鏡原型 Mojo Lens，不過由于資本環(huán)境變化，該項目在2023年暫停，公司目前將重點轉(zhuǎn)向微型 LED 技術(shù)，這個技術(shù)據(jù)稱是系統(tǒng)級工藝融合了先進的 300 毫米硅架構(gòu)、GaN-on-Silicon 發(fā)光體、專有量子點和微透鏡陣列，從而解決了傳統(tǒng)微型 LED 在尺寸、亮度、帶寬密度和功耗方面的權(quán)衡問題，助力 AI 眼鏡和下一代光互連等突破性產(chǎn)品的開發(fā)，也就是說公司戰(zhàn)略走向了上游端。
另一家公司 Innovega 則提出將智能隱形眼鏡與專用眼鏡結(jié)合「2」，實現(xiàn)更廣闊視場的AR顯示系統(tǒng)。
雖然距離大規(guī)模商業(yè)化仍有距離，但可以看出科技企業(yè)對這一領(lǐng)域保持著持續(xù)興趣。
1.4 視覺矯正（本體）
除了智能化功能，隱形眼鏡本身的光學(xué)設(shè)計也在不斷演進。
研究人員提出一種螺旋屈光隱形眼鏡設(shè)計「1，3」。這種鏡片通過自由曲面設(shè)計和光學(xué)渦旋原理形成多焦結(jié)構(gòu)，可在保持光學(xué)質(zhì)量的同時實現(xiàn)多焦點成像。理論上，該技術(shù)不僅適用于老花矯正，也可能應(yīng)用于近視、散光甚至白內(nèi)障術(shù)后視覺優(yōu)化。
02 制備技術(shù)
隱形眼鏡的傳統(tǒng)制備技術(shù)「4」主要包括車床切削法、旋轉(zhuǎn)澆鑄法和模鑄法。
模鑄法的制備流程為：將含光引發(fā)劑的單體溶液注入特定形狀的鏡片模具，經(jīng)紫外線照射引發(fā)固化反應(yīng)，最后對固化后的鏡片進行拋光和研磨，得到最終成品。
旋轉(zhuǎn)澆鑄法中，模具的旋轉(zhuǎn)使液態(tài)單體和光引發(fā)劑均勻分散，后續(xù)步驟與模鑄法類似，經(jīng)紫外聚合后，對產(chǎn)物進行拋光處理，使鏡片表面達到所需的光滑度。
車床切削法是利用車床將圓柱形的鏡片原料切割為所需的形狀和尺寸。
目前，3D 打印、微流控、光刻、激光燒蝕等先進制備技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了傳感器、藥物儲庫、微通道等微機電系統(tǒng)功能微元件與智能隱形眼鏡的集成。
圖：隱形眼鏡的不同制備技術(shù)：（a）模鑄法；（b）旋轉(zhuǎn)澆鑄法；（c）車床切削法；（d）3D 打印「4」
03 多重挑戰(zhàn)
盡管技術(shù)進展迅速，但智能隱形眼鏡距離大規(guī)模應(yīng)用仍存在多項挑戰(zhàn)。
首先是供電問題。由于鏡片空間極其有限，如何為電子元件提供穩(wěn)定電源仍是技術(shù)難點。在這個方向上，我們也曾報道 NTU 研究人員發(fā)明了一種超薄的其厚度與人類角膜相當(dāng)?shù)娜嵝噪姵亍?」，這種新型電池在浸泡在鹽水溶液中時儲存能量，為智能隱形眼鏡供電。
其次是生物相容性與長期佩戴安全性，電子元件和納米材料可能引發(fā)眼表刺激或炎癥。此外，淚液生物標(biāo)志物與血液指標(biāo)之間的相關(guān)性仍需更多臨床研究驗證。
在產(chǎn)業(yè)層面，成本控制、監(jiān)管審批和數(shù)據(jù)安全也都是重要問題。
04 結(jié)語
總體來看，智能隱形眼鏡正在從傳統(tǒng)的視力矯正工具，逐漸發(fā)展為一個高度集成的醫(yī)療與數(shù)字技術(shù)平臺。隨著材料科學(xué)、生物傳感和微電子技術(shù)的持續(xù)進步，未來隱形眼鏡可能同時具備視覺矯正、疾病監(jiān)測、藥物遞送以及數(shù)字交互等多種功能。
圖「4」：電子隱形眼鏡 (E-CL) 概念圖，展示了硬件架構(gòu)和預(yù)期應(yīng)用場景。(a) 軟性隱形眼鏡示意圖，標(biāo)明了主要硬件模塊；(b) 這些組件所實現(xiàn)的代表性應(yīng)用。
從更長遠的角度看，這種技術(shù)或許將成為繼智能手表之后的重要可穿戴醫(yī)療設(shè)備，為個性化醫(yī)療和連續(xù)健康監(jiān)測提供新的入口。
相關(guān)引用：
1. 眼究者 | 8項新型隱形眼鏡主題研究
2. 智能隱形眼鏡的未來
3. 螺旋屈光隱形眼鏡或?qū)硪曈X自由？
4. Adibag Z, Ghanbarzadeh M, Salati MA, Rad ME, Ansari R, Ta CN, Fadel D, Mofidfar M, Abbasi F. Recent advances in smart contact lenses. Biosens Bioelectron X. 2026 Mar;28:100734. doi: 10.1016/j.biosx.2025.100734. Epub 2026 Jan 12. PMID: 41836533; PMCID: PMC12987559.
5.新加坡南洋理工大學(xué)開發(fā)新型隱形眼鏡電池
京公網(wǎng)安備11010802046783號
