緑内障患者の眼圧変化を検知し治療まで可能なスマートコンタクトレンズが開発された。金属センサーや電子回路を用いず、既存のソフトレンズと同様に柔らかな高分子材料だけで作られているため装用感に優れ、視界を遮らない。動物実験で立証された有効性がヒトを対象とする臨床試験でも確認されれば、緑内障治療に新たな道が開けると期待される。
ヤンジ・ジュウ（Yangzhi Zhu）米国テラサキ生物医学イノベーション研究所教授の研究チームは「眼圧を測定し治療薬を自動放出するスマートコンタクトレンズを開発し、動物実験で有効性と安全性を確認した」と8日（現地時間）に国際学術誌「サイエンス・トランスレーショナル・メディシン」に発表した。診断用試薬と治療薬が眼圧変化に応じて移動するという単純な物理現象を利用するため、従来のスマートコンタクトレンズのような金属製センサーや電子回路、バッテリーが不要だと研究チームは明らかにした。
緑内障は、眼内の体液が十分に排出されずに蓄積し眼圧が高くなる疾患である。強い痛みと視神経損傷を引き起こし、重症の場合は視力を失う可能性がある。現在、世界で7000万人が緑内障を患っており、高齢化の加速に伴い2040年までに患者数は1億3400万人に達すると予想される。緑内障は完治が難しいが、早期診断と治療により視力損失を遅らせ生活の質を維持できる。世界各国は眼圧をリアルタイム追跡し薬剤を自動放出するスマートコンタクトレンズの商用化をめぐり激しい競争を繰り広げている。
◇診断試薬と治療薬のポーチを備える
米国ロサンゼルスにある非営利研究機関のテラサキ研究所は、コンタクトレンズを診断・治療用医療機器として開発した。現在のように6〜12カ月ごとに病院で検査しても、変動が大きい緑内障患者の眼圧を正確に把握するのは難しい。コンタクトレンズは常時装用しているため眼圧をリアルタイムで測定できる。なにより今回のスマートコンタクトレンズは、既存のソフトレンズと同じく高分子材料のみで作られており装用感が同等だと研究チームは述べた。
スマートコンタクトレンズは、外層と内側の保護層の間に診断用試薬と治療薬が入ったポーチを組み込んだ構造である。眼圧が高まると角膜が膨張する。すると試薬のポーチが圧縮され、ヘビの形状をした微小管に沿って移動する。試薬が移動した距離は眼圧の数値に比例する。患者がスマートフォンのカメラで目を撮影すると、人工知能（AI）が正確な眼圧値を知らせる。
ポーチはシルク素材のスポンジ構造で薬剤を多く含有しつつ、微小管が潰れないよう支持して眼圧測定の精度を高める。眼圧が上がると同時に治療薬のポーチも圧縮される。眼圧が基準値を超えると通路が開き、眼圧を下げる薬剤が放出される。外部機器からの信号がなくても薬剤が自動で放出されるということだ。
薬剤はチモロールとブリモニジンの2種類を別々に充填し、眼圧に応じて段階的な治療が可能となるようにした。研究チームは、生体のウサギの眼球にコンタクトレンズを装着し、眼圧を安定的に追跡し、基準圧力値を超えると薬剤が自動的に放出されることを確認した。ジュウ教授は「今回開発した技術は市販中のソフトレンズに直ちに適用でき、さまざまな眼科疾患の診断と治療に活用できるだろう」と明らかにした。
今回の研究には、ソウル大材料工学部のイ・テウ教授とともに中国、香港、英国、カナダの研究チームも参加した。イ・テウ教授は「従来のスマートコンタクトレンズのようにバッテリーと回路、無線モジュール、アクチュエーターに依存せず、レンズ自体の機械的変形だけで眼圧の測定と治療を同時に実現した点が新しい」と述べ、「既存のソフトレンズと互換が可能で商業化の可能性は高いとみられるが、長期装用の安全性と量産工程の最適化、患者別の眼圧基準値の補正などは追加検証が必要だ」と語った。
◇韓国の緑内障スマートレンズ、今年臨床試験
眼科疾患の診断用スマートコンタクトレンズは2010年代から開発されている。米グーグルはスイスの製薬会社ノバルティスと、糖尿病患者の血糖を測定するコンタクトレンズを開発し、スイスのセンシメッドが開発した緑内障患者用コンタクトレンズは2016年に米国で市販許可を受けた。このレンズは眼圧変化のみを測定する。今後は診断のみならず薬剤まで送達するスマートコンタクトレンズが商用化されると期待される。韓国企業がその先頭にいる。
汎省庁前周期医療機器研究開発事業団は昨年2月、「2025年10大代表課題」を選定して発表した。このうちの一つがPHI BIOMEDの緑内障診断治療用スマートコンタクトレンズだ。PHI BIOMEDはポステック新素材工学科のハン・セグァン教授が2014年に設立した会社だ。PHI BIOMEDは緑内障の診断に金ナノワイヤを用いた。
眼圧が上がると角膜の曲率が微細に変化し、これに伴いナノワイヤの形状も変わって電気抵抗が変化する。この抵抗値を無線で測定し、眼圧変化をリアルタイムで検知できる。眼圧が高まるとコンタクトレンズが治療薬であるチモロールを眼に送達する。
ハン教授は、金ナノワイヤセンサーは従来のスマートコンタクトレンズに用いられた金属リングセンサーよりも感度と透明度の双方で優れていると明らかにした。従来のスマートコンタクトレンズに組み込まれた金属リングは肉眼でも見えるが、ナノワイヤセンサーは目に見えない大きさのためレンズはほぼ透明だ。ハン教授は先に2022年にネイチャー・コミュニケーションズに関連研究結果を発表し、世界的な注目を集めた。動物実験はすでに終えており、今年からヒトを対象とする臨床試験を進め、早ければ2027年に商用化する計画だ。
◇日本の研究チーム、センサー感度を183倍に向上
スマートコンタクトレンズのセンサー感度を高める競争も激しい。日本の早稲田大のミヤケ・タケオ（Takeo Miyake）教授の研究チームは1月、眼圧測定の感度を従来研究より183倍高めたスマートコンタクトレンズを発表した。ハン・セグァン教授と同様に、眼圧が上がって角膜が微細に膨張すると金属センサーの電気抵抗が変化するのを無線で検知する原理だ。
コンタクトレンズのセンサーと外部のリーダーは近距離磁気共鳴でエネルギーを授受する。研究チームは「パリティ・時間（PT）対称」という最新技術でセンサー感度を高めた。早稲田大の研究チームは、レンズセンサーの損失回路とリーダーの利得回路が鏡のように対称を成すようにした。ちょうどブランコに乗る人と押す人のように、エネルギーのやり取りのリズムを完全に合わせることで小さな変化を大きく増幅する技術である。
そのおかげで微細な変化も直ちに検知できると研究チームは説明した。一般的なセンサーが非常に重い岩の上にある球を動かすようなものだとすれば、PT対称センサーは尖った鉛筆の先に危うく立っている球に相当する。軽い風でも球が一気に倒れる。微細な眼圧変化も直ちに検知するという意味である。早稲田大の研究チームはウサギの目にレンズを装着して性能を実証した。
参考資料
Science Translational Medicine(2026), DOI: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.ads9541
npj Flexible Electronics(2026), DOI: https://doi.org/10.1038/s41528-025-00507-3
Nature Communication(2022), DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-34597-8