Peter Tucker
0 
5045
428
En kunstig netthinne laget av organisk blekk og gull kan være i stand til å gjenopprette synet en dag, antyder en ny studie.
Den nye enheten er et ekstremt tynt ark med organiske krystallpigmenter, som er mye brukt til å trykke blekk, kosmetikk og tatoveringer. Når disse pigmentene er ordnet i en spesiell lagdelte geometri, kan krystallene absorbere lys og konvertere det til elektriske signaler, akkurat som de lysfølsomme cellene - kalt fotoreseptorer - i øyets retina og gjøre synet mulig, ifølge studien, publisert mai 2 i tidsskriftet Advanced Materials.
Enheten gir løfte om å gjenopprette syn for millioner av mennesker med sykdommer som retinitis pigmentosa, en genetisk øyesykdom og aldersrelatert makulær degenerasjon, en ledende årsak til blindhet blant eldre.
Ved disse sykdommene går fotoreseptorer tapt, men andre nevroner i netthinnen som behandler de elektriske signalene og overfører dem til hjernen, blir bevart. "Vi har disse nevronene som er perfekt sunne og fungerer," sa seniorstudieetterforsker Eric Glowacki, en forsker som studerer organisk elektronikk ved Linköpings universitet i Sverige. "Så det følger, kan vi omgå fotoreseptorene og bare stimulere nevronene direkte?" [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]
Å omgå fotoreseptorene i øyet er ikke en ny idé. Det er andre netthinnimplantater som testes hos mennesker eller som allerede er på markedet. Noen bruker eksterne kameraer som overfører til elektroder implantert i netthinnen, og får enheten til å bruke en annen enhet implantert bak øret. Andre team undersøker trådløse tilnærminger ved å bruke miniatyriserte solceller som stand-ins for fotoreseptorer.
Det som skiller ut det nye implantatet er at det er trådløst og bruker organiske forbindelser i stedet for silisiumbasert materiale, noe som gjør det mer sannsynlig å bli akseptert av kroppen.
"Dette er ganske unikt," sa Derrick Cheng, en forsker ved Brown University som studerer biohybrid-tilnærminger til netthinneimplantater, men ikke var involvert i den nye studien. "Øyet har naturlig et pigmentert lag i seg. Så denne tilnærmingen er mer beslektet med hvordan netthinnen faktisk ser ut."
Enheten er også ekstremt tynn, noe som er avgjørende for alt som skal implanteres i det delikate øyevevet, fortalte Cheng. På bare 80 nanometer er den faktisk 100 ganger tynnere enn en enkelt nevron og 500 ganger tynnere enn de tynneste silisiumhinneimplantatene, ifølge studien.
Det er vanskelig å lage trådløse implantater som kan generere nok kraft på egen hånd til å aktivere nevroner. For Glowacki og hans kolleger, å finne løsningen innebar å teste og optimalisere forskjellige kombinasjoner av pigmenter som er gode til å absorbere lys. De la to lag med to forskjellige pigmenter på et lag gull. Når denne smørbrødet blir utsatt for lys, samler det seg elektroner på toppen, og den positive ladningen går til bunnen, og lader gulllaget. Når enheten plasseres i saltvann, som ligner på miljøet inne i øyet, genererer enheten et elektrisk felt som blir oppdaget av nærliggende nevroner.
Da det var på tide å teste enheten på en netthinne, hentet Yael Hanein, professor i elektroteknikk ved Tel Aviv University i Israel, og teamet hennes netthinner fra kyllingembryoer. Når en kylling vokser i egget, utvikler øynene seg fra dag 14, men fotoreseptorene dannes ikke før dag 16. Dette gir forskere et to-dagers vindu for å få hendene på en "blind" netthinne.
Etter å ha festet enheten til den ekstraherte kylling netthinnen, lyste forskerne lys på den og fant ut at den genererte nok strøm til å stimulere resten av netthinnene. "Det var kronen oppnådd," fortalte Glowacki .
Teamet tester nå enheten hos levende kaniner, ved hjelp av frivillige menneskelige netthinnekirurger. Selv om kaninene ikke er blinde, ser de naturlig nok ikke røde fordi de bare har fotoreseptorer for grønne og blå spektrum. Hvis netthinnimplantatet, som plukker opp det røde spekteret, fungerer som tiltenkt, ville forskerne kunne se den resulterende neuronale responsen i dyrenes visuelle cortex, sa Glowacki. Med andre ord vil de kunne se om enheten tillot dyrene å se rødt.
Original artikkel på .