Proteza siatkówki zasilana światłem

Implanty siatkówki zasilane światłem mogą odwrócić część utraty wzroku za pomocą prostej operacji.

Oczy zasilane światłem: Ta fotowoltaiczna proteza siatkówki to elastyczny arkusz krzemowych pikseli, które przekształcają światło w sygnały elektryczne, które mogą być odbierane przez neurony w oku. Mikrograf skaningowo-elektronowy pokazuje implant w oku świni.

Nowy implant, który działa jak połączenie układu cyfrowego obrazowania i matrycy fotowoltaicznej, wymaga znacznie mniej masywnego sprzętu niż poprzednie projekty. Urządzenia nie zostały jeszcze przetestowane na żywych zwierzętach lub ludziach, ale implanty wzbudzają zainteresowanie naukowców, ponieważ mają większą gęstość pikseli i mogą przywracać więcej widzenia niż inne protezy siatkówki, nad którymi pracuje się.

Osoby cierpiące na zwyrodnienie plamki żółtej (najczęstszą przyczynę ślepoty u osób starszych) i niektóre inne formy ślepoty utraciły komórki wyczuwające światło w siatkówce, ale nadal mają komórki nerwowe, które przekazują informacje wizualne do mózgu. Implanty siatkówki wykorzystują elektrody do stymulacji tych nerwów. Zazwyczaj protezy wymagają masywnej elektroniki, która znajduje się na oku, aby dostarczać energię, dane obrazu lub oba te elementy do chipa wewnątrz siatkówki. Im więcej sprzętu zainstalowanego w ciele, tym większe ryzyko dla pacjenta. A złożoność elektroniki zwykle ogranicza liczbę pikseli w tych systemach.

Nowy projekt, opisany dzisiaj w czasopiśmie Fotonika przyrody , omija te problemy, wykorzystując światło jako obraz i źródło zasilania. Urządzenie, zaprojektowane przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda w Palo Alto w Kalifornii, łączy w sobie gogle do projekcji na podczerwień z małym, bezprzewodowym chipem wszczepionym wewnątrz siatkówki.

Kamera na goglach przesyła wideo do procesora obrazu, który wysyła sygnał z powrotem do ekranów projekcyjnych na podczerwień wewnątrz gogli. Inni badacze próbowali w przeszłości opracować fotowoltaiczne implanty siatkówki, ale to nie zadziałało. Światło, które w słoneczny dzień dociera do tylnej części siatkówki na równiku, nie wystarcza do zasilania implantu siatkówki. James Loudin , naukowiec ze Stanford. Tak więc system Stanford nie polega na świetle wpadającym do oka; wykorzystuje system projekcyjny do generowania znacznie bardziej intensywnych sygnałów. Naukowcy wybrali światło podczerwone, ponieważ nie uszkodzi ani nie nagrzeje żadnej tkanki oka i nie zostanie wychwycone przez żadne pozostałe światłoczułe komórki i zmyli obraz, mówi Loudin.

Obraz w podczerwieni jest rejestrowany przez kompaktową matrycę fotowoltaicznych pikseli wszczepionych dokładnie tam, gdzie komórki wyczuwające światło byłyby w zdrowym oku. Każdy piksel zawiera trzy czułe na podczerwień diody skierowane do wnętrza oka. Diody przekształcają światło w energię elektryczną, która jest wysyłana pulsacyjnie do komórek nerwowych przez elektrody skierowane do tyłu oka.

Naukowcy ze Stanford zmapowali powstałą aktywność nerwową u myszy. Teraz eksperymentują z różnymi projektami, w tym z elastyczną matrycą silikonową, która może zginać się do krzywizny oka. Jak dotąd największa gęstość pikseli ma 178 pikseli na milimetr kwadratowy. Dla porównania, pierwsza proteza siatkówki, która pojawiła się na rynku (w Europie w marcu ubiegłego roku), wyprodukowana przez: Jasnowidzenie firmy Sylmar w Kalifornii ma łącznie 60 pikseli i wymaga większego sprzętu.

Następnym krokiem dla urządzenia Stanford jest kilka lat testów bezpieczeństwa przed próbami klinicznymi.

ukryć