Inspirées du vivant, ces lentilles de contact intelligentes ajustent la vision et détecte les pathologies

Sur Acuité, nous vous présentons régulièrement les avancées scientifiques susceptibles, à terme, de transformer notre secteur. Pour cette innovation prometteuse, n'ayez pas d'inquiétude : du banc d'essai à la commercialisation en magasin, le parcours réglementaire et industriel reste un temps long.

L'actualité récente met en lumière plusieurs concepts de « lentilles du futur » s'appuyant sur des démarches biomimétiques (qui imitent le vivant). 

De la santé à la robotique, ces recherches ouvrent de séduisantes perspectives :

• Sécheresse oculaire : la déshydratation du film lacrymal modifie la nanostructure d'un matériau et déclenche un changement de couleur préventif avant l'apparition d'une kératite.
• Suivi du glaucome : la déformation de la lentille sous la pression oculaire offre une évaluation visuelle immédiate, sans recourir au tonomètre.
• Aides visuelles : la focale variable par impulsion électrique permet d'envisager des lunettes autofocus pour la presbytie ou la basse vision.
• Optique de pointe et robotique : la suppression des pièces mobiles simplifie les têtes d'analyse en microscopie, facilite l'affichage dynamique miniature pour la réalité augmentée et accélère la mise au point automatique des capteurs industriels.

Ces avancées reposent sur deux axes de recherche bien distincts, menés par des laboratoires différents. On fait le point sur ces technologies.

La mise au point dynamique

Une équipe de chercheurs de la Queen Mary University of London a publié dans la revue Advanced Functional Materials une étude sur un prototype de lentille adaptative souple à mise au point automatique. Le dispositif vise à reproduire le mécanisme naturel d'accommodation de l'œil humain, où le cristallin modifie sa courbure sous l'action des muscles ciliaires.  

Pour concevoir ce « muscle artificiel » optique, les scientifiques ont utilisé des polymères électroactifs associés à un réseau d'électrodes transparentes ultrafines en oxyde de graphène réduit. Lorsqu'une faible impulsion électrique est appliquée, le champ généré étire de manière radiale la membrane souple. La lentille modifie alors immédiatement son rayon de courbure et sa longueur focale, éliminant totalement le besoin de composants mécaniques ou technologiques, ou encore de batteries.

À terme, cette technologie d'actionnement miniature pourrait alimenter les travaux R&D sur des dispositifs visuels autoréglables (notamment pour la presbytie ou la basse vision). Elle ouvre également des perspectives pour la miniaturisation des systèmes d'affichage en réalité augmentée, la microscopie de précision ou encore la vision industrielle (capteurs et « yeux bioniques » à mise au point ultra-rapide).

Le diagnostic passif par couleur structurelle

En parallèle, d'autres travaux menés par des équipes internationales, notamment à la Southeast University et la China Pharmaceutical University (étude publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces) s'inspirent de la couleur structurelle observée sur les ailes de certains papillons.

La couleur du matériau ne provient d'aucun pigment chimique, ce qui écarte tout risque d'allergie ou de toxicité pour la cornée. Elle est générée par la diffraction physique de la lumière au cœur d'une nanostructure d'hydrogel formant des cristaux photoniques. 

Lorsque ce matériau subit une contrainte mécanique, une variation d'hydratation ou la libération progressive d'une molécule thérapeutique, l'espacement microscopique du réseau se modifie. 

Ce décalage nanométrique altère la longueur d'onde renvoyée et provoque un changement de teinte immédiatement décelable à l'œil nu. Ce système agit ainsi comme un indicateur visuel totalement autonome, ne requérant ni puce électronique embarquée ni batterie. 

Les chercheurs entrevoient des applications prometteuses pour le suivi médical de la surface oculaire : alerter visuellement sur une déshydratation critique du film lacrymal avant le stade de la kératite, indiquer en temps réel la libération d'un traitement, ou encore évaluer les variations de la pression intraoculaire pour le suivi du glaucome.