تُظهر الغرسة المرنة إمكانية استعادة الرؤية بعد تنكس الشبكية – عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration-physics-world-3.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration-physics-world-3.jpg" data-caption="شبكية صناعية ناعمة رسم تخطيطي يوضح شبكية العين الاصطناعية المدمجة مع أقطاب كهربائية دقيقة من المعدن السائل ثلاثي الأبعاد بالقرب من سطح الشبكية غير المنتظم. تعمل الأقطاب الكهربائية الشبيهة بالعمود على تحفيز خلايا العقدة الشبكية (اللون الأرجواني) بشكل مباشر. (مجاملة: CC BY 3/نات. تقنية النانو. 10.1038/s41565-023-01587-ث)">

يمكن للأمراض التنكسية في شبكية العين أن تلحق الضرر أو تدمر الخلايا المستقبلة للضوء، مما يؤدي إلى ضعف شديد في الرؤية. إحدى الطرق الواعدة لاستعادة الرؤية المفقودة هي زرع طرف اصطناعي إلكتروني لشبكية العين، والذي يعمل عن طريق الكشف عن الضوء الخارجي وتحفيز الخلايا العصبية الداخلية في شبكية العين مثل الخلايا العقدية والخلايا ثنائية القطب استجابةً لذلك.

ومع ذلك، تحتوي غرسات الشبكية الحالية على أقطاب تحفيز صلبة يمكن أن تلحق الضرر بأنسجة الشبكية الرخوة. كما أنهم يعانون من عدم التطابق بين الأقطاب الكهربائية الصلبة وسطح الشبكية المنحني، والذي يمكن أن يكون غير منتظم بشكل خاص في المرضى الذين يعانون من مرض تنكس الشبكية الشديد.

ولمعالجة هذه القيود، توجه فريق بحث إلى جامعة يونسي في كوريا، طورت طرفًا اصطناعيًا ناعمًا لشبكية العين يجمع بين مصفوفات الترانزستور الضوئي المرنة فائقة الدقة مع أقطاب التحفيز الكهربائية المصنوعة من سبيكة الغاليوم والإنديوم سهلة الانصهار، وهو معدن سائل ناعم في جوهره وذو سمية منخفضة.

لإنشاء هذه "الشبكية الاصطناعية" المؤلف الأول وون جي تشونغ بدأ وزملاؤه بمصفوفة ترانزستور ضوئي عالية الدقة (50 × 50 بكسل مع خطوة 100 ميكرومتر) وأقطاب معدنية سائلة مطبوعة ثلاثية الأبعاد في الأعلى. تشكل الأقطاب الكهربائية مجموعة من المجسات الشبيهة بالأعمدة (قطرها 3 ميكرومتر وارتفاعها 20 ميكرومتر) والتي، عند وضعها على سطح الشبكية، تحفز بشكل مباشر خلايا العقدة الشبكية (RGCs).

يتم تغليف طرف كل قطب كهربائي بمجموعات نانوية من البلاتين، مما يضيف خشونة بمقياس نانومتر ويحسن حقن الشحنة في الخلايا العصبية في شبكية العين. تولد إضاءة الترانزستورات الضوئية تيارًا ضوئيًا يحقن الشحنة في RGCs من خلال الأقطاب الكهربائية. ثم تنتقل إمكانات الفعل المثارة داخل RGCs إلى العصب البصري لإنشاء المعلومات المرئية.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration-physics-world-1.jpg" data-caption="مجموعة عالية الدقة اليسار: مجموعة ترانزستور مدمجة مع أقطاب كهربائية دقيقة من المعدن السائل ثلاثي الأبعاد (شريط المقياس، 3 مم). على اليمين: صورة المجهر الإلكتروني المسح لمجموعة 1 × 50 بكسل تظهر الأقطاب الكهربائية الدقيقة التي يبلغ ارتفاعها 50 ميكرومتر (شريط المقياس، 60 ميكرومتر). (مجاملة: CC BY 100/نات. تقنية النانو. 10.1038/s41565-023-01587-w)” title=”انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential- استعادة الرؤية بعد تنكس الشبكية فيزياء-world-1.jpg”>

أجرى الباحثون مختلف في الجسم الحي اختبارات لتقييم التوافق الحيوي للجهاز. وبعد خمسة أسابيع من زرعها في فئران حية تنكسية شبكية (rd1)، لم يجدوا أي علامات نزيف أو التهاب أو إعتام عدسة العين ولا تأثير كبير على سمك الشبكية. وقد لاحظوا أن وضع الجهاز فوق الشبكية - داخل الجسم الزجاجي مع وضع أطراف القطب الكهربائي على طبقة RGC - أكثر أمانًا وأقل تدخلاً من عملية الزرع تحت الشبكية التي تتطلبها عمليات الزرع السابقة.

ولتقييم شبكية العين الاصطناعية بشكل أكبر، قام الفريق بإجراء ذلك خارج الجسم التجارب عن طريق وضع الجهاز على شبكية العين المعزولة من الفئران من النوع البري وRD1. أدى التحفيز البصري بالضوء الأزرق (الذي يتم إجراؤه بدون تشغيل الجهاز) إلى حدوث استجابة في شبكية العين من النوع البري ولكن ليس في شبكية العين rd1. تسبب التحفيز الكهربائي أثناء تشغيل الجهاز في حدوث طفرات RGC في كل من شبكية العين، مع حجم مماثل من الإمكانات المستثارة كهربائيًا في شبكية العين من النوع البري وrd1.

في الجسم الحي استعادة الرؤية

بعد ذلك، قام الفريق بفحص ما إذا كان الجهاز يمكنه استعادة الرؤية لفئران rd1 ذات طبقة مستقبلة للضوء متحللة بالكامل. ولم يتسبب ربط الجهاز بسطح شبكية العين للحيوان في أي ضرر أو نزيف ملحوظ، وظلت الأقطاب الكهربائية سليمة عند زرعها على سطح الشبكية.

ثم قام الباحثون بإسقاط الضوء المرئي على عين الحيوان وسجلوا الاستجابات العصبية في الوقت الحقيقي على شبكية العين. ونظرًا لتعقيد نشاط الشبكية، استخدموا التعلم الآلي غير الخاضع للرقابة لمعالجة الإشارات. ووجدوا أن الإضاءة تسببت في نشاط تصاعدي في الخلايا RGC لشبكية عين الحيوان، مما أدى إلى ظهور طفرات RGC ذات حجم محتمل ثابت ومعدلات إطلاق النار.

وللتحقق من إمكانية استخدام الغرسة للتعرف على الأشياء، قام الباحثون أيضًا بتعريض العين لضوء الليزر من خلال قناع منقوش، ولاحظوا أن المناطق المضيئة أظهرت استجابات شبكية أكبر من المناطق المتبقية في الظلام. أظهرت مقارنة معدلات إطلاق النار القصوى المسجلة من الأقطاب الكهربائية المضيئة بالكامل وأقطاب الحالة المظلمة أن نشاط RGC في المناطق المضيئة كان أعلى بحوالي أربع مرات من نشاط RGC في الخلفية.

تعمل أشعة الموجات فوق الصوتية على تنشيط الخلايا العصبية في العين للمساعدة في استعادة الرؤية

"إن في الجسم الحي أكدت التجارب أن تضخيم الإشارة الناتج عن إضاءة الضوء المرئي يؤدي إلى استجابات في الوقت الفعلي في الخلايا RGCs في المنطقة المحلية حيث يسقط الضوء على فئران rd1 الحية التي تعاني من انحطاط كبير في مستقبلات الضوء، مما يشير إلى استعادة بصرها. ويشيرون إلى أنه يمكن استخدام هذه النتائج للمساعدة في تطوير شبكية عين صناعية مخصصة للمرضى الذين يعانون من تنكس الشبكية غير المتساوي.

بعد ذلك، يخطط الفريق لإجراء فحوصات للشبكية الاصطناعية على الحيوانات الأكبر حجمًا. يقول تشونغ: "بعد التحقق من صحة أجهزتنا بشكل كامل على الحيوانات الأكبر حجمًا، أصبح هدفنا النهائي هو إجراء تجارب سريرية". عالم الفيزياء.

قام الباحثون بالإبلاغ عن نتائجهم في طبيعة التكنولوجيا النانوية.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration/