Phillip Hopkins
0 
3965
130
En kunstig nethinde lavet af organisk blæk og guld kan muligvis gendanne synet en dag, antyder en ny undersøgelse.
Den nye enhed er et ekstremt tynd ark med organiske krystalpigmenter, der er vidt brugt til trykning af blæk, kosmetik og tatoveringer. Når disse pigmenter er arrangeret i en bestemt lagdelt geometri, kan krystallerne absorbere lys og konvertere det til elektriske signaler, ligesom de lysfølsomme celler - kaldet fotoreceptorer - i øjetets nethinde og muliggøre syn, ifølge undersøgelsen, offentliggjort maj 2 i tidsskriftet Advanced Materials.
Enheden giver løfte om at gendanne syn for de millioner af mennesker med sygdomme som retinitis pigmentosa, en genetisk øjensygdom og aldersrelateret makuladegeneration, en førende årsag til blindhed blandt ældre.
Ved disse sygdomme går fotoreceptorer tabt, men andre neuroner i nethinden, der behandler de elektriske signaler og overfører dem til hjernen, bevares. ”Vi har disse neuroner, der er helt sunde og fungerer,” sagde seniorundersøgelsesleder Eric Glowacki, en forsker, der studerer organisk elektronik ved Linköping Universitet i Sverige. "Så det følger, kan vi omgå fotoreceptorerne og bare stimulere neuronerne direkte?" [Super-Intelligent Machines: 7 Robotic Futures]
At omgå fotoreceptorerne i øjet er ikke en ny idé. Der er andre nethindeimplantater, der testes hos mennesker, eller som allerede er på markedet. Nogle bruger eksterne kameraer, der transmitterer til elektroder implanteret i nethinden, og driver enheden ved hjælp af en anden enhed, der er implanteret bag øret. Andre teams undersøger trådløse tilgange ved hjælp af miniaturiserede solceller som stand-ins til fotoreceptorer.
Det, der adskiller det nye implantat, er, at det er trådløst og bruger organiske forbindelser i stedet for siliciumbaseret materiale, hvilket gør det mere sandsynligt, at det accepteres af kroppen.
"Dette er temmelig unikt," sagde Derrick Cheng, en forsker ved Brown University, der studerer biohybridmetoder til nethindenimplantater, men ikke var involveret i den nye undersøgelse. "Øjet har naturligt et pigmenteret lag i sig. Så denne tilgang er mere beslægtet med, hvordan nethinden faktisk ser ud."
Enheden er også ekstremt tynd, hvilket er kritisk for alt, hvad der skal implanteres i det delikate øjenvæv, fortalte Cheng. Faktisk på kun 80 nanometer er det 100 gange tyndere end en enkelt neuron og 500 gange tyndere end de tyndeste siliciumhindimplantater, ifølge undersøgelsen.
Det er vanskeligt at oprette trådløse implantater, der kan generere nok strøm på egen hånd til at aktivere neuroner. For Glowacki og hans kolleger var det at finde løsningen at teste og optimere forskellige kombinationer af pigmenter, der er gode til at absorbere lys. De lægger to lag med to forskellige pigmenter på et lag af guld. Når denne sandwich udsættes for lys, samles elektroner ovenpå, og den positive ladning går i bunden, idet det fylder guldlaget. Når det anbringes i saltvand, der ligner miljøet inde i øjet, genererer enheden et elektrisk felt, der registreres af nabo neuroner.
Da det var tid til at teste enheden på en nethinde, udviste Yael Hanein, en professor i elektroteknik ved Tel Aviv University i Israel, og hendes team nethinder fra kyllingembryoer. Efterhånden som en kylling vokser i ægget, udvikler øjnene sig ved dag 14, men fotoreceptorerne dannes ikke før dag 16. Dette giver forskerne et to-dages vindue for at få hænderne på en "blind" nethinde.
Efter at have fastgjort enheden til den udtrukne kyllingevindhinden, lyste forskerne lys på den og fandt, at den genererede nok elektricitet til at stimulere resten af nethinderne. ”Det var kronen,” fortalte Glowacki .
Holdet tester nu enheden i levende kaniner ved hjælp af frivillige humane nethindekirurger. Selv om kaninerne ikke er blinde, ser de naturligvis ikke røde, fordi de kun har fotoreseptorer til grønne og blå spektrum. Hvis nethindeimplantatet, der opsamler det røde spektrum, fungerer som tilsigtet, ville forskerne kunne se den resulterende neuronale respons i dyrenes visuelle cortex, sagde Glowacki. Med andre ord ville de være i stand til at se, om enheden lod dyrene se rødt.
Original artikel på .