Наноалмазы способствуют прогрессу в разработке ретинальных имплантатов

Исследовательские группы в нескольких странах добиваются прогресса в создании ретинальных протезов. Если их цели будут достигнуты, пациенты, ослепшие из-за потери фоторецепторов, смогут восстановить более качественное упрощённое зрение, чем с существующими протезами. Одна из групп показывает, что алмазы могут указать путь.

Искусственное устройство в виде ретинального протеза может заменить погибшие фоторецепторные клетки, электрически стимулируя оставшиеся нейроны. Два примера таких протезов — массивы электродов типа цифровой камеры и массивы фотодиодов. Однако они демонстрируют низкий выходной электрический ток (требуются внешние батареи), низкую чувствительность и плохую биосовместимость.

• Япония (Университет Окаямы): Учёные пытаются улучшить производительность протезов, разрабатывая тонкие и мягкие протезы на основе фотоэлектрического красителя, нетоксичного для клеток. Тесты на крысах показали, что субретинальная имплантация прототипа привела к восстановлению зрения. Эти протезы поглощают свет и преобразуют энергию фотонов для создания электрических потенциалов.
• Германия (Университет Тюбингена): Учёные разработали субретинальный протез и протестировали его на пациентах. Впервые показано, что микроэлектродные массивы, содержащие 1500 фотодиодов, могут дать ранее слепым пациентам осмысленное и детальное визуальное восприятие. С помощью паттерна 38 x 40 пикселей, создаваемого чипом, пациенты могли, например, читать крупные буквы как целые слова, свободно находить и приближаться к людям, описывать разные виды фруктов.
• Международный консорциум (Moorfields Eye Hospital и др.): Впервые показано, что большая группа слепых пациентов с ретинальным протезом может успешно идентифицировать буквы. Пациенты использовали систему Argus II Retinal Prosthesis System, но ведётся работа над третьей моделью с увеличением числа электродов с 60 до 240.

Исследователи проекта DREAMS, финансируемого Европейской комиссией, работают над новыми типами нанотрансдьюсеров (устройств, преобразующих энергию) на основе искусственного нанокристаллического алмаза.

Преимущества алмазного покрытия:

• Стабильность и биосовместимость этого полупроводника.
• Позволяет снизить стимулирующие токи.
• Улучшает разрешение: с 60 пикселей (видны только формы и цвета) до 1000 пикселей.

Учёные протестировали крошечный протез на клетках сетчатки, подтвердив его способность заменять фоторецепторы. Коллеги из США показали, что подобный имплантат может функционировать у людей. Однако клинические испытания с использованием подхода наноалмазов ещё не проводились.

До широкой доступности этих протезов пациентам необходима значительная работа, но уже достигнутые успехи означают, что в не слишком отдалённом будущем тысячи людей могут получить возможность восстановить улучшенное упрощённое зрение.