Чернила татуировки и золото восстановят зрение

Искусственная сетчатка из органических чернил и золота может когда-нибудь восстановить зрение.

Новое устройство представляет собой чрезвычайно тонкий лист органических кристаллических пигментов, которые широко используются в печатных красках, косметике и татуировках. Когда эти пигменты расположены в определенной слоистой геометрии, кристаллы могут поглощать свет и преобразовывать его в электрические сигналы, подобно светочувствительным клеткам, называемым фоторецепторами, в сетчатке глаза и вернуть зрение, согласно исследованию, опубликованному в 2 мая в журнале Advanced Materials.

Искусственная сетчатка

Устройство обещаете восстановить зрение миллионов людей с такими заболеваниями, как пигментный ретинит, генетическая болезнь глаз и возрастная дегенерация желтого пятна, ведущая причина слепоты среди пожилых людей.

При этих заболеваниях фоторецепторы теряются, но сохраняются другие нейроны сетчатки, которые обрабатывают электрические сигналы и передают их в мозг. «У нас есть эти нейроны, которые здоровы и функционируют», — сказал старший исследователь-исследователь Эрик Гловацки, исследователь, изучающий органическую электронику в Университете Линчёпинга в Швеции. «Итак, можно ли обойти фоторецепторы и просто стимулировать нейроны напрямую?»

Обход фоторецепторов в глазу не является новой идеей. Существуют другие имплантаты сетчатки, которые проходят тестирование или которые уже есть на рынке. Некоторые используют внешние камеры, которые передают электроды, имплантированные в сетчатку, и приводят в действие устройство, используя другой блок, имплантированный за ухо. Другие команды изучают беспроводные подходы с использованием миниатюрных солнечных элементов качестве стендов для фоторецепторов.

Что отличает новый имплантат, так это то, что он является беспроводным и использует органические соединения вместо материала на основе кремния, что делает его более вероятным для принятия организмом.

«Это довольно уникально», — сказал Деррик Ченг, исследователь Университета Брауна, который изучает биогибридные подходы к имплантантам сетчатки, но не участвовал в новом исследовании. «У глаза есть пигментированный слой, поэтому этот подход более сродни тому, что похоже на сетчатку».

Устройство также чрезвычайно тонкое, что имеет решающее значение для всего, что должно быть имплантировано в тонкую ткань для глаз, сказал Ченг. По данным исследования, на уровне всего 80 нанометров он в 100 раз тоньше, чем один нейрон, и в 500 раз тоньше, чем тончайшие имплантаты ретинального кремния.

Трудно создавать беспроводные имплантаты, которые могут генерировать достаточную мощность самостоятельно, чтобы активировать нейроны. Для Гловацки и его коллег, поиск решения включал тестирование и оптимизацию различных комбинаций пигментов, которые хорошо поглощают свет. Они наносят два слоя двух разных пигментов на слой золота. Когда этот сэндвич подвергается воздействию света, электроны накапливаются сверху, а положительный заряд уходит на дно. При помещении в соленую воду, которая похожа на окружающую среду внутри глаза, устройство генерирует электрическое поле, которое ощущается соседними нейронами.

Когда пришло время проверить устройство на сетчатке, Яэль Ханейн, профессор электротехники в Тель-Авивском университете в Израиле, и ее команда извлекла сетчатки из куриных эмбрионов. Когда цыпленок растет в яйце, его глаза развиваются к 14-му дню, но фоторецепторы не образуются до 16-го дня. Это дает исследователям двухдневное окно, чтобы получить «слепую» сетчатку.

После прикрепления устройства к экстрагированной куриной сетчатке исследователи обнаружили, что оно генерирует достаточное количество электричества для стимуляции остальной части нейронов сетчатки. «Это было завершающим достижением», — сказал Гловацки в интервью.

Команда теперь тестирует устройство на живых кроликах. Хотя кролики не слепы, они, естественно, не видят красного цвета, потому что у них есть фоторецепторы только для зеленого и синего спектра. Если имплантат сетчатки, который поднимает красный спектр, работает по назначению, исследователи смогут увидеть результат реакции нейронов в зрительной коре животных, сказал Гловацки. Другими словами, они смогут увидеть, способно ли устройство видеть красное.

Оставьте отзыв

70-летняя мексиканка родит 8-го ребенка
Вызов врача на дом: помогают ли частные клиники участковым терапевтам
Отец побрил голову в знак солидарности с дочерью
Исследовали… зубы Гитлера: причины его смерти