(Phys.org) —Licht dat op het netvlies achter in het oog valt, is de eerste grote stap in het zichtproces. Maar als de fotoreceptoren in het netvlies degenereren, zoals gebeurt bij maculaire degeneratie, het netvlies reageert niet meer op licht, en de persoon verliest een deel of al zijn gezichtsvermogen. Echter, als het netvlies gevoelig kan worden gemaakt voor licht met behulp van een soort opto-elektronisch implantaat, dan kan het gezichtsvermogen worden hersteld.

De ontwikkeling van kunstmatige netvliezen staat nog voor veel uitdagingen:de implantaten moeten langdurig lichtgevoelig zijn, moet een hoge ruimtelijke resolutie hebben, mag geen draden bevatten, en moet gemaakt zijn van materialen die biocompatibel en mechanisch flexibel zijn. Kandidaat-materialen zijn onder meer geleidende polymeren en kwantumdotfilms, elk met zijn eigen voor- en nadelen op deze gebieden.

Een andere benadering om de lichtgevoeligheid te herstellen, omvat optogenetica, waarbij lichtgevoelige eiwitten (bacteriële opsins) in neuronen in het netvlies worden geïntroduceerd. Echter, deze methode vereist nog steeds een elektrode om te helpen bij door licht geïnduceerde stimulatie van deze neuronen.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Nano-letters , onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv, De Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, en Newcastle University hebben ontdekt dat een film met koolstofnanobuizen en nanostaafjes bijzonder effectief is voor draadvrije retinale fotostimulatie.

"Het grootste belang van ons werk is om aan te tonen hoe nieuwe materialen (kwantumstaven in combinatie met koolstofnanobuisjes) een nieuw systeem kunnen opleveren dat geschikt is voor efficiënte stimulatie van een neuronaal systeem, " co-auteur Yael Hanein, Professor aan de Universiteit van Tel Aviv, vertelde Phys.org .

De onderzoekers toonden aan dat, wanneer de film na 14 dagen ontwikkeling op het netvlies van een kuiken wordt bevestigd (op een moment dat het netvlies nog niet lichtgevoelig is, en dus volledig blind), de netvliezen produceren een door foto gegenereerde stroom - een neuronaal signaal dat vervolgens door de hersenen kan worden geïnterpreteerd.

In de nieuwe filmstructuur de nanostaafjes zijn verspreid over een 3D poreuze koolstof nanobuismatrix, en de resulterende film wordt vervolgens in patroon gebracht op een flexibel substraat voor implantatie. De onderzoekers leggen uit dat de 3D-structuur van de nieuwe film verschillende voordelen biedt, waaronder een hoge lichtabsorptie, sterke binding aan neuronen, en efficiënte ladingoverdracht. Terwijl andere kandidaat-materialen voor kunstmatige netvliezen, zoals silicium, zijn stijf, ondoorzichtig, en een externe stroombron nodig hebben, het nieuwe materiaal heeft deze problemen niet.

Met deze voordelen, de nieuwe films zien er veelbelovend uit voor toekomstige toepassingen van het kunstmatige netvlies. Ook verwachten de onderzoekers dat de films met verder onderzoek nog beter kunnen.

"In het nu, we bestuderen de nieuwe implantaten in vivo , proberen hun prestaties te demonstreren tijdens langdurige implantatie, " zei Hanein. "We werkten samen met een netvlieschirurg om implantatie- en testprocedures te ontwikkelen die compatibel zijn met conventionele chirurgische praktijken om in de toekomst menselijke proeven te proberen."

© 2014 Fys.org