Jak tusz do tatuażu i złoto mogą (w jeden dzień) pomóc przywrócić wizję

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 3345
  • 359

Nowe badanie sugeruje, że sztuczna siatkówka wykonana z organicznego atramentu i złota może pewnego dnia przywrócić wzrok.

Nowe urządzenie to niezwykle cienki arkusz organicznych pigmentów krystalicznych, które znajdują szerokie zastosowanie w tuszach drukarskich, kosmetykach i tatuażach. Kiedy te pigmenty są ułożone w określonej geometrii warstwowej, kryształy mogą absorbować światło i przekształcać je w sygnały elektryczne, podobnie jak wrażliwe na światło komórki - zwane fotoreceptorami - w siatkówce oka i umożliwiają widzenie - wynika z badania opublikowanego w maju. 2 w czasopiśmie Advanced Materials.

Urządzenie jest obiecujące, jeśli chodzi o przywrócenie wzroku milionom ludzi z chorobami, takimi jak barwnikowe zwyrodnienie siatkówki, genetyczna choroba oczu i związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej, które jest główną przyczyną ślepoty wśród osób starszych..

W przypadku tych chorób fotoreceptory są tracone, ale inne neurony w siatkówce, które przetwarzają sygnały elektryczne i przekazują je do mózgu, są zachowane. „Mamy te neurony, które są doskonale zdrowe i funkcjonują” - powiedział starszy badacz Eric Glowacki, naukowiec, który studiuje elektronikę organiczną na Uniwersytecie Linköping w Szwecji. „A zatem, czy możemy ominąć fotoreceptory i po prostu bezpośrednio stymulować neurony?” [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]

Omijanie fotoreceptorów w oku nie jest nowym pomysłem. Istnieją inne implanty siatkówkowe, które są testowane na ludziach lub są już dostępne na rynku. Niektórzy używają zewnętrznych kamer, które transmitują dane do elektrod wszczepionych do siatkówki i zasilają urządzenie za pomocą innej jednostki wszczepionej za uchem. Inne zespoły badają metody bezprzewodowe, wykorzystując zminiaturyzowane ogniwa słoneczne jako elementy zastępcze dla fotoreceptorów.

Tym, co wyróżnia nowy implant, jest to, że jest bezprzewodowy i wykorzystuje związki organiczne zamiast materiału na bazie krzemu, dzięki czemu jest bardziej prawdopodobne, że zostanie zaakceptowany przez organizm..

„To dość wyjątkowe” - powiedział Derrick Cheng, naukowiec z Brown University, który bada biohybrydowe podejścia do implantów siatkówki, ale nie był zaangażowany w nowe badanie. „Oko ma naturalnie pigmentowaną warstwę. Więc to podejście jest bardziej zbliżone do tego, jak naprawdę wygląda siatkówka”.

Urządzenie jest również niezwykle cienkie, co ma kluczowe znaczenie dla wszystkiego, co ma być wszczepione w delikatną tkankę oka, powiedział Cheng. Rzeczywiście, przy zaledwie 80 nanometrach jest on 100 razy cieńszy niż pojedynczy neuron i 500 razy cieńszy niż najcieńsze silikonowe implanty siatkówkowe, według badań.

Trudno jest stworzyć bezprzewodowe implanty, które mogą samodzielnie wytwarzać wystarczającą moc do aktywacji neuronów. Dla Głowackiego i jego współpracowników znalezienie rozwiązania wymagało przetestowania i optymalizacji różnych kombinacji pigmentów, które dobrze pochłaniają światło. Na warstwę złota nakładali dwie warstwy dwóch różnych pigmentów. Kiedy ta kanapka jest wystawiona na działanie światła, elektrony gromadzą się na górze, a ładunek dodatni przechodzi na dół, ładując warstwę złota. Po umieszczeniu w słonej wodzie, która jest podobna do środowiska wewnątrz oka, urządzenie generuje pole elektryczne, które jest wykrywane przez sąsiednie neurony.

Kiedy nadszedł czas, aby przetestować urządzenie na siatkówce, Yael Hanein, profesor elektrotechniki na Uniwersytecie w Tel Awiwie w Izraelu, wraz ze swoim zespołem wyekstrahowała siatkówki z zarodków kurzych. Gdy kurczak rośnie w jajku, jego oczy rozwijają się do 14 dnia, ale fotoreceptory powstają dopiero w 16 dniu. Daje to badaczom dwudniowe okno na dostanie się do „ślepej” siatkówki.

Po podłączeniu urządzenia do wyekstrahowanej siatkówki kurczaka, naukowcy oświetliły ją światłem i odkryli, że generuje ono wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby stymulować pozostałe neurony siatkówki. „To było ukoronowanie osiągnięcia” - powiedział Głowacki .

Zespół testuje teraz urządzenie na żywych królikach z pomocą chirurgów-ochotników zajmujących się ludzką siatkówką. Chociaż króliki nie są ślepe, naturalnie nie widzą czerwieni, ponieważ mają fotoreceptory tylko dla zielonego i niebieskiego widma. Głowacki powiedział, że gdyby implant siatkówki wychwytujący czerwone widmo działał zgodnie z zamierzeniami, naukowcy byliby w stanie zobaczyć wynikającą z tego odpowiedź neuronalną w korze wzrokowej zwierząt. Innymi słowy, byliby w stanie sprawdzić, czy urządzenie pozwoliło zwierzętom zobaczyć kolor czerwony.

Oryginalny artykuł na .




Jeszcze bez komentarzy

Najciekawsze artykuły o tajemnicach i odkryciach. Wiele przydatnych informacji o wszystkim
Artykuły o nauce, kosmosie, technologii, zdrowiu, środowisku, kulturze i historii. Wyjaśniasz tysiące tematów, abyś wiedział, jak wszystko działa