211service.com
Synåterställande implantat som passar inuti ögat
En kommande generation av retinala implantat som passar helt inuti ögat kommer att använda elektroniska komponenter i nanoskala för att dramatiskt förbättra synkvaliteten för bäraren, enligt två forskarlag som utvecklar sådana enheter.
Ljus exploderar: Den här illustrationen visar elektroder i nanoskala som stimulerar retinala neuroner med elektriska impulser för att skicka ljusinformation till hjärnan.
Nuvarande näthinneproteser, såsom Second Sight Argus II , återställ endast begränsad och suddig syn för individer som är förblindade av degenerativ ögonsjukdom. Bärare kan vanligtvis skilja ljus från mörker och urskilja former och konturer av föremål, men inte mycket mer.
Argus II, det första bioniska ögat som nådde kommersiella marknader, innehåller en uppsättning av 60 elektroder, liknande 60 pixlar, som är implanterade bakom näthinnan för att stimulera de återstående friska cellerna. Implantatet är anslutet till en kamera, som bärs på sidan av huvudet, som vidarebefordrar ett videoflöde.
Ett liknande implantat, tillverkat av Bionic Vision Australien , innehåller bara 24 elektroder. Med så få elektroder är mängden visuell information som överförs till hjärnan begränsad: text är till exempel svår att läsa. Second Sight tillkännagav nyligen en metod där Argus II-bärare kan visualisera punktskrift istället för traditionell text.
I och med denna begränsning har både Second Sight och Bionic Vision Australia meddelat att de utvecklar nästa generations enheter med 200 plus elektroder. Men uppsättningar av elektroder i nanoskala, som för närvarande införlivas i nya näthinnaenheter, kan en dag ge blinda människor 20/20 syn.
Mindre material har möjlighet att ge bilder med högre upplösning, säger Shawn Kelly, bioingenjör vid Carnegie Mellon University, som utvecklar en näthinneprotes i mikroskala . Mindre elektroder kan komma närmare enskilda nerver, och du kan ha många fler av dem.
Tydligare vy: Ett retinalt implantat, endast tre gånger fyra millimeter stort, fäster på näthinnan bredvid synnerven (vit fläck till höger) i ett grisöga.
I Israel ringde ett företag Nano Retina har utvecklat ett implantat som består av fotosensorer, kretsar och 676 elektroder, alla tillräckligt små för att passa på ett enda implantat som är lika stort som ett barns nagel; till skillnad från Argus II kräver enheten ingen extern kamera eller kablar. Ögat är det mest begränsade utrymmet i kroppen, säger Ra’anan Gefen, vd för Nano Retina. Det är där miniatyrisering behövs.
Företaget har redan testat en prototyp i grisar, och det fungerade utmärkt, säger Gefen. De bygger nu en mänsklig prototyp som borde förbättra både kvaliteten och antalet elektroder, potentiellt nå upp till 5 000. Vårt mål är att nå 20/20 [vision], säger Gefen. Jag är säker på att vi kan komma dit. Företaget hoppas kunna gå in i kliniska prövningar inom två år.
Ett annat team, det här vid University of California, San Diego, använder nanoteknik för att direkt efterlikna celler som finns i ögat. Massoud Khraiche och kollegor konstruerade en implantera av kisel nanotrådar som speglar formen, distributionen och funktionen hos naturliga fotoreceptorer. Unikt kombinerar detta tillvägagångssätt både ljusdetektion och neuronstimulering i ett enda material, utan behov av ytterligare fotosensorer eller en kamera för att fånga ljus.
Nanotrådar är perfekta för ögonen, säger Khraiche. De fångar ljuset bra och är små. han presenterade detaljer om enheten vid årsmötet i Society for Neuroscience i oktober. Teamet testar för närvarande det på kaniner.
Nanotech-implantat lovar mycket för framtida tillämpningar, säger Kelly, som inte är involverad i någon av grupperna, men de måste utformas noggrant. För det första, säger han, finns det säkerhetsproblem när det gäller att applicera nanomaterial direkt på näthinnan, och det kommer att behöva göras pågående studier om hur länge en nanoteknikbaserad enhet säkert kan överleva inuti kroppen.