ایمپلنت انعطاف پذیر پتانسیل بازگرداندن بینایی را پس از دژنراسیون شبکیه نشان می دهد - Physics World

<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="شبکیه مصنوعی نرم شماتیک شبکیه مصنوعی یکپارچه با میکروالکترودهای فلزی مایع سه بعدی را در نزدیکی سطح نامنظم شبکیه نشان می دهد. الکترودهای ستون مانند مستقیماً سلول های گانگلیونی شبکیه (بنفش) را تحریک می کنند. (با احترام: CC BY 3/نات. فناوری نانو 10.1038/s41565-023-01587-w)">

بیماری‌های دژنراتیو شبکیه می‌توانند به سلول‌های گیرنده نور آسیب بزنند یا از بین ببرند و در نتیجه باعث اختلال شدید بینایی شوند. یکی از راه‌های امیدوارکننده برای بازیابی بینایی از دست رفته، کاشت پروتز الکترونیکی شبکیه است که با تشخیص نور خارجی و تحریک نورون‌های داخلی شبکیه مانند سلول‌های گانگلیونی و دوقطبی در پاسخ کار می‌کند.

با این حال، ایمپلنت‌های شبکیه موجود حاوی الکترودهای تحریک سختی هستند که می‌توانند به بافت نرم شبکیه آسیب برسانند. آنها همچنین از عدم تطابق بین الکترودهای سفت و سخت و سطح منحنی شبکیه رنج می برند که می تواند به ویژه در بیماران مبتلا به بیماری تخریب شدید شبکیه نامنظم باشد.

برای رفع این محدودیت‌ها، یک تیم تحقیقاتی به این سمت رفتند دانشگاه یونسی در کره یک پروتز نرم شبکیه ایجاد کرده است که آرایه‌های ترانزیستور نوری بسیار نازک انعطاف‌پذیر را با الکترودهای تحریک ساخته شده از آلیاژ گالیم-ایندیوم یوتکتیک، یک فلز مایع ذاتاً نرم با سمیت کم، ترکیب می‌کند.

برای ایجاد این "شبکیه مصنوعی"، نویسنده اول وون گی چونگ و همکاران با یک آرایه فوتوترانزیستور با وضوح بالا (50 × 50 پیکسل با گام 100 میکرومتر) و الکترودهای فلزی مایع چاپ شده سه بعدی در بالا شروع کردند. الکترودها آرایه ای از پروب های ستون مانند (قطر 3 میکرومتر و ارتفاع 20 میکرومتر) را تشکیل می دهند که وقتی روی سطح شبکیه قرار می گیرند، مستقیماً سلول های گانگلیونی شبکیه (RGCs) را تحریک می کنند.

نوک هر الکترود با نانوخوشه‌های پلاتین پوشیده شده است که زبری در مقیاس نانومتری را اضافه کرده و تزریق بار به نورون‌های شبکیه را بهبود می‌بخشد. روشن کردن ترانزیستورهای نوری یک جریان نوری تولید می کند که بار را از طریق الکترودها به RGCها تزریق می کند. پتانسیل های عمل برانگیخته شده در RGC ها سپس به عصب بینایی می روند تا اطلاعات بصری را ایجاد کنند.

<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="آرایه با وضوح بالا سمت چپ: یک آرایه ترانزیستوری که با میکروالکترودهای فلزی مایع سه بعدی (نوار مقیاس، 3 میلی متر) یکپارچه شده است. سمت راست: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از آرایه 1 × 50 پیکسلی که ریزالکترودهای 50 میکرومتری را نشان می‌دهد (نوار مقیاس، 60 میکرومتر). (با احترام: CC BY 100/نات. فناوری نانو 10.1038/s41565-023-01587-w)” title=”Click to open image in popup” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration-physics-world-1.jpg”>

محققان کارهای مختلفی انجام دادند در داخل بدن تست هایی برای ارزیابی زیست سازگاری دستگاه. پنج هفته پس از کاشت در موش‌های زنده دژنراتیو شبکیه (rd1)، آن‌ها هیچ نشانه‌ای از خونریزی، التهاب یا آب مروارید پیدا نکردند و تأثیر قابل‌توجهی بر ضخامت شبکیه نداشتند. آنها خاطرنشان می‌کنند که قرار دادن دستگاه از طریق شبکیه - در داخل زجاجیه با نوک الکترودهای قرار گرفته روی لایه RGC - ایمن‌تر و کمتر تهاجمی‌تر از کاشت زیر شبکیه‌ای است که توسط ایمپلنت‌های قبلی مورد نیاز است.

برای ارزیابی بیشتر شبکیه مصنوعی آنها، تیم انجام داد شرایط ازمایشگاهی آزمایش را با قرار دادن دستگاه روی شبکیه های جدا شده از موش های نوع وحشی و rd1 انجام داد. تحریک بصری با نور آبی (که بدون عملکرد دستگاه انجام شد) باعث ایجاد پاسخ در شبکیه نوع وحشی شد اما نه شبکیه rd1. تحریک الکتریکی در حین کار دستگاه باعث ایجاد سنبله های RGC در هر دو شبکیه شد، با مقدار مشابهی از پتانسیل برانگیخته الکتریکی در شبکیه نوع وحشی و rd1.

در in vivo ترمیم بینایی

سپس، تیم بررسی کردند که آیا این دستگاه می‌تواند بینایی را به موش‌های rd1 با یک لایه گیرنده نوری کاملاً تخریب شده بازگرداند یا خیر. اتصال دستگاه به سطح شبکیه حیوان باعث آسیب یا خونریزی قابل توجهی نشد و الکترودها هنگام کاشت روی سطح شبکیه دست نخورده باقی ماندند.

سپس محققان نور مرئی را بر روی چشم حیوان پرتاب کردند و پاسخ های عصبی را در زمان واقعی روی شبکیه ثبت کردند. به دلیل پیچیدگی فعالیت شبکیه، آنها از یادگیری ماشینی بدون نظارت برای پردازش سیگنال استفاده کردند. آنها دریافتند که روشنایی باعث ایجاد فعالیت اسپک در RGCهای شبکیه چشم حیوان می شود و باعث ایجاد سنبله های RGC با بزرگی بالقوه و نرخ شلیک ثابت می شود.

برای بررسی اینکه آیا ایمپلنت می‌تواند برای تشخیص اشیا استفاده شود، محققان همچنین چشم را از طریق یک ماسک طرح‌دار در معرض نور لیزر قرار دادند و مشاهده کردند که نواحی روشن‌شده پاسخ‌های شبکیه بزرگ‌تری نسبت به مناطق باقی‌مانده در تاریکی نشان می‌دهند. مقایسه حداکثر سرعت شلیک ثبت شده از الکترودهای کاملاً روشن و الکترودهای حالت تاریک نشان داد که فعالیت RGC در مناطق روشن حدود چهار برابر بیشتر از فعالیت RGC پس‌زمینه است.

پرتوهای اولتراسوند نورون های چشم را فعال می کند تا به بازیابی بینایی کمک کند

" در داخل بدن آزمایش‌ها تأیید کردند که تقویت سیگنال ناشی از روشنایی نور مرئی، پاسخ‌های بلادرنگ را در RGC‌های ناحیه محلی که در آن نور برای موش‌های زنده rd1 با انحطاط گیرنده‌های نوری عظیم تابیده می‌شود، ایجاد می‌کند، که نشان‌دهنده بازیابی بینایی آن‌ها است. آنها اشاره می کنند که این یافته ها می تواند برای کمک به توسعه شبکیه مصنوعی شخصی سازی شده برای بیماران مبتلا به انحطاط ناهموار شبکیه مورد استفاده قرار گیرد.

در مرحله بعد، این تیم قصد دارد تا بررسی های شبکیه مصنوعی را روی حیوانات بزرگتر انجام دهد. چانگ می گوید: «پس از تأیید اعتبار کامل دستگاه ما بر روی حیوانات بزرگتر، هدف نهایی ما انجام آزمایشات بالینی است. دنیای فیزیک.

محققان یافته های خود را در نانوتکنولوژی طبیعت.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration/