211service.com
Visieherstellende implantaten die in het oog passen
Een komende generatie netvliesimplantaten die volledig in het oog passen, zullen elektronische componenten op nanoschaal gebruiken om de zichtkwaliteit voor de drager drastisch te verbeteren, volgens twee onderzoeksteams die dergelijke apparaten ontwikkelen.
Lichte uitbarstingen: Deze illustratie toont elektroden op nanoschaal die retinale neuronen stimuleren met elektrische impulsen om lichtinformatie naar de hersenen te sturen.
Huidige netvliesprothesen, zoals Second Sight's Argus II , herstel alleen beperkt en wazig zicht voor personen die verblind zijn door degeneratieve oogziekte. Dragers kunnen doorgaans licht van donker onderscheiden en vormen en contouren van objecten onderscheiden, maar niet veel meer.
De Argus II, het eerste bionische oog dat commerciële markten bereikt, bevat een reeks van 60 elektroden, vergelijkbaar met 60 pixels, die achter het netvlies worden geïmplanteerd om de resterende gezonde cellen te stimuleren. Het implantaat is verbonden met een camera, gedragen aan de zijkant van het hoofd, die een videofeed doorgeeft.
Een soortgelijk implantaat, gemaakt door Bionic Vision Australië , bevat slechts 24 elektroden. Met zo weinig elektroden is de hoeveelheid visuele informatie die naar de hersenen wordt gestuurd beperkt: tekst is bijvoorbeeld moeilijk te lezen. Second Sight heeft onlangs een methode aangekondigd waarmee Argus II-dragers braille kunnen visualiseren in plaats van traditionele tekst.
Zowel Second Sight als Bionic Vision Australia erkennen deze beperking en hebben aangekondigd dat ze apparaten van de volgende generatie met meer dan 200 elektroden ontwikkelen. Maar arrays van elektroden op nanoschaal, die momenteel worden ingebouwd in nieuwe retina-apparaten, kunnen op een dag blinden 20/20 visie geven.
Kleinere materialen hebben de mogelijkheid om afbeeldingen met een hogere resolutie te geven, zegt Shawn Kelly, een bio-ingenieur aan de Carnegie Mellon University, die een netvliesprothese op microschaal . Kleinere elektroden kunnen dichter bij individuele zenuwen komen, en u kunt er veel meer hebben.
Duidelijker beeld: Een netvliesimplantaat, slechts drie bij vier millimeter groot, hecht aan het netvlies naast de oogzenuw (witte vlek rechts) in een varkensoog.
In Israël, een bedrijf genaamd Nano-retina heeft een implantaat ontwikkeld dat bestaat uit fotosensoren, circuits en 676 elektroden, allemaal klein genoeg om op een enkel implantaat ter grootte van de vingernagel van een kind te passen; in tegenstelling tot de Argus II heeft het apparaat geen externe camera of kabels nodig. Het oog is de meest beperkte ruimte in het lichaam, zegt Ra’anan Gefen, directeur van Nano Retina. Dat is waar miniaturisatie nodig is.
Het bedrijf heeft al een prototype getest bij varkens en dat werkte uitstekend, zegt Gefen. Ze bouwen nu een menselijk prototype dat zowel de kwaliteit als het aantal elektroden moet verbeteren, mogelijk tot 5.000. Ons doel is om 20/20 [visie] te halen, zegt Gefen. Ik weet zeker dat we daar kunnen komen. Het bedrijf hoopt binnen twee jaar klinische proeven te kunnen starten.
Een ander team, dit van de Universiteit van Californië, San Diego, gebruikt nanotechnologie om cellen in het oog direct na te bootsen. Massoud Khraiche en collega's ontwikkelden een implantaat van silicium nanodraden die de vorm, distributie en functie van natuurlijke fotoreceptoren weerspiegelen. Uniek is dat deze benadering zowel lichtdetectie als neuronstimulatie combineert in één enkel materiaal, zonder dat er extra fotosensoren of een camera nodig zijn om licht vast te leggen.
Nanodraden zijn perfect voor de ogen, zegt Khraiche. Ze vangen het licht goed op en zijn klein. Hij gepresenteerde details op het apparaat op de jaarlijkse bijeenkomst van de Society for Neuroscience in oktober. Het team test het momenteel bij konijnen.
Nanotech-implantaten zijn veelbelovend voor toekomstige toepassingen, zegt Kelly, die bij geen van beide groepen betrokken is, maar ze moeten zorgvuldig worden ontworpen. Om te beginnen, zegt hij, zijn er veiligheidsproblemen over het rechtstreeks aanbrengen van nanomaterialen op het netvlies, en er zullen lopende onderzoeken moeten zijn over hoe lang een van nanotechnologie afgeleid apparaat veilig in het lichaam kan overleven.