science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Diamanten met nanogrootte maken vooruitgang in retinale prothesen mogelijk

Onderzoeksgroepen in verschillende landen boeken vooruitgang in de ontwikkeling van netvliesprothesen. Als ze hun doel bereiken, patiënten die blind zijn geworden, door verlies van hun fotoreceptoren, zou een beter vereenvoudigde vorm van gezichtsvermogen kunnen herstellen dan met beschikbare prothesen. Een van de groepen laat zien dat diamanten de weg kunnen wijzen.

Een kunstmatig apparaat in de vorm van een netvliesprothese kan dode fotoreceptorcellen vervangen door de resterende neuronen elektrisch te stimuleren. Twee voorbeelden van netvliesprothesen zijn elektrode-arrays van het digitale cameratype en fotodiode-arrays. Echter, ze hebben een lage output van elektrische stromen vertoond, wat betekent dat externe batterijen nodig zijn, lage gevoeligheid en slechte biocompatibiliteit.

Onderzoekers van de Okayama University Graduate School of Medicine in Japan hebben geprobeerd de prestaties van prothesen te verbeteren door de ontwikkeling van dunne en zachte, op foto-elektrische kleurstof gebaseerde netvliesprothesen, waarbij de gekozen foto-elektrische kleurstof niet giftig was voor cellen. Door gebruik te maken van een gedragstest, ze konden zien dat de implantatie van het subretinale prototype bij ratten leidde tot herstel van het gezichtsvermogen. Deze prothesen absorberen licht en transformeren fotonenergie om elektrische potentialen te produceren.

Wetenschappers van de Universiteit van T?bingen in Duitsland hebben onlangs een andere subretinale prothese ontwikkeld en getest op patiënten. Ze zijn erin geslaagd om te laten zien, Voor de eerste keer, dat micro-elektrode-arrays met 1500 fotodiodes voorheen blinde patiënten een zinvolle en gedetailleerde visuele waarneming kunnen geven. Via een overeenkomstig patroon van 38 x 40 pixels geproduceerd door de chip, de ene patiënt kon bijvoorbeeld grote letters als volledige woorden lezen, personen vrij lokaliseren en benaderen en verschillende soorten fruit beschrijven.

Terwijl een ander team van onderzoekers van Moorfields Eye Hospital, Manchester Royal Eye-ziekenhuis, Quinze-Vingts, Tweede blik, Retina Foundation Southwest en Johns Hopkins University, heeft voor het eerst aangetoond dat een grote groep blinde patiënten met een netvliesprothese letters met succes kan herkennen. De patiënten gebruikten het Argus II netvliesprothesesysteem, maar de onderzoekers werken aan het derde model, verhoging van het aantal elektroden van 60 naar 240.

Onderzoekers verbonden aan het door de Europese Commissie gefinancierde project DREAMS werken in plaats daarvan aan nieuwe soorten nanotransducers, elektrische apparaten die energie van de ene vorm in de andere omzetten, op basis van kunstmatige nanokristallijne diamant. De redenen om diamant te gebruiken om de prothese te coaten zijn dat deze halfgeleider stabiliteit vertoont, biocompatibiliteit en zorgen voor verminderde stimulatiestromen om de resolutie van 60 pixels te verbeteren, waar alleen vormen en kleuren te zien zijn, tot 1000 pixels. De wetenschappers hebben de kleine prothese op netvliescellen getest om te zien dat het de fotoreceptoren kan vervangen en Amerikaanse collega's hebben aangetoond dat een soortgelijk implantaat bij mensen kan functioneren. Echter, er zijn geen klinische onderzoeken uitgevoerd met behulp van de nanodiamond-benadering.

Er is nog veel meer werk nodig voordat een van deze retinale prothesen algemeen beschikbaar kan zijn voor patiënten, maar de resultaten die tot nu toe zijn bereikt, betekenen dat duizenden mensen de mogelijkheid kunnen krijgen om in een niet al te verre toekomst een verbeterde vereenvoudigde vorm van gezichtsvermogen te herstellen.