Thomas Dalton
0 
2578
113
En konstgjord näthinna gjord av organiskt bläck och guld kanske kan återställa synen en dag, antyder en ny studie.
Den nya enheten är ett extremt tunt ark med organiska kristallpigment, som används allmänt för tryckning av bläck, kosmetika och tatueringar. När dessa pigment är anordnade i en viss skiktad geometri, kan kristallerna absorbera ljus och omvandla det till elektriska signaler, precis som de ljuskänsliga cellerna - kallade fotoreceptorer - i ögat näthinnan och möjliggöra syn, enligt studien, publicerad maj 2 i tidskriften Advanced Materials.
Enheten ger ett löfte om att återställa synen för miljoner människor med sjukdomar som retinitis pigmentosa, en genetisk ögonsjukdom och åldersrelaterad makuladegeneration, en ledande orsak till blindhet bland äldre.
Vid dessa sjukdomar försvinner fotoreceptorer, men andra nervceller i näthinnan som bearbetar de elektriska signalerna och överför dem till hjärnan bevaras. "Vi har dessa neuroner som är helt friska och fungerar", säger seniorstudieutredaren Eric Glowacki, en forskare som studerar organisk elektronik vid Linköpings universitet i Sverige. "Så det följer, kan vi kringgå fotoreceptorerna och bara stimulera neuronerna direkt?" [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]
Att kringgå fotoreceptorerna i ögat är inte en ny idé. Det finns andra näthinnimplantat som testas på människor eller som redan finns på marknaden. Vissa använder externa kameror som sänder till elektroder implanterade i näthinnan och driver enheten med en annan enhet som är implanterad bakom örat. Andra team undersöker trådlösa tillvägagångssätt med miniatyriserade solceller som stand-ins för fotoreceptorer.
Det som skiljer det nya implantatet är att det är trådlöst och använder organiska föreningar istället för kiselbaserat material, vilket gör det mer troligt att det accepteras av kroppen.
"Detta är ganska unikt", säger Derrick Cheng, en forskare vid Brown University som studerar biohybridmetoder för näthinnimplantat men inte var involverad i den nya studien. "Ögat har naturligtvis ett pigmenterat skikt i sig. Så detta synsätt är mer besläktat med vad näthinnan verkligen ser ut."
Enheten är också extremt tunn, vilket är avgörande för allt som ska implanteras i den känsliga ögonvävnaden, berättade Cheng. I själva verket är det bara 80 nanometer 100 gånger tunnare än en enda neuron och 500 gånger tunnare än de tunnaste silikonimplantat, enligt studien.
Det är svårt att skapa trådlösa implantat som kan generera tillräckligt med kraft på egen hand för att aktivera neuroner. För Glowacki och hans kollegor var det att hitta lösningen att testa och optimera olika kombinationer av pigment som är bra på att absorbera ljus. De lägger två lager av två olika pigment på ett lager av guld. När denna smörgås utsätts för ljus samlas elektroner på toppen och den positiva laddningen går till botten och laddar upp guldskiktet. När enheten placeras i saltvatten, som liknar miljön i ögat, genererar enheten ett elektriskt fält som avkänns av angränsande nervceller.
När det var dags att testa enheten på näthinnan extraherade Yael Hanein, professor i elektroteknik vid Tel Aviv University i Israel, och hennes team näthinnor från kycklingembryon. När en kyckling växer i ägget utvecklas dess ögon från dag 14, men fotoreceptorerna bildas inte förrän dag 16. Detta ger forskare ett två-dagars fönster för att få sina händer på en "blind" näthinna.
Efter att ha fäst enheten på den extraherade kycklinghinnan strålade forskarna ljus på den och fann att den genererade tillräckligt med el för att stimulera resten av näthinnans nervceller. "Det var krönande resultat", berättade Glowacki .
Teamet testar nu enheten hos levande kaniner med hjälp av frivilliga mänskliga näthinnekirurger. Även om kaninerna inte är blinda ser de naturligtvis inte rött eftersom de har fotoreceptorer endast för gröna och blå spektrum. Om näthinnimplantatet, som tar upp det röda spektrumet, fungerar som avsett, skulle forskarna kunna se det resulterande neuronala svaret i djurens visuella cortex, sade Glowacki. Med andra ord skulle de kunna se om enheten tillät djuren att se rött.
Originalartikel om .