लचीला इम्प्लांट रेटिनल डिजनरेशन के बाद दृष्टि बहाल करने की क्षमता दिखाता है - फिजिक्स वर्ल्ड

<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="नरम कृत्रिम रेटिना अनियमित रेटिना सतह के निकट 3डी तरल धातु माइक्रोइलेक्ट्रोड के साथ एकीकृत कृत्रिम रेटिना को दर्शाने वाला योजनाबद्ध। स्तंभ जैसे इलेक्ट्रोड सीधे रेटिना नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं (बैंगनी) को उत्तेजित करते हैं। (सौजन्य: CC BY 4.0/नेट। Nanotechnol। 10.1038/s41565-023-01587-w)">

रेटिना के अपक्षयी रोग फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकते हैं या नष्ट कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर दृष्टि हानि हो सकती है। खोई हुई दृष्टि को बहाल करने का एक आशाजनक तरीका एक इलेक्ट्रॉनिक रेटिनल प्रोस्थेसिस को प्रत्यारोपित करना है, जो बाहरी प्रकाश का पता लगाकर और प्रतिक्रिया में गैंग्लियन और द्विध्रुवी कोशिकाओं जैसे आंतरिक रेटिना न्यूरॉन्स को उत्तेजित करके काम करता है।

हालाँकि, मौजूदा रेटिनल प्रत्यारोपण में कठोर उत्तेजना इलेक्ट्रोड होते हैं जो नरम रेटिनल ऊतक को नुकसान पहुंचा सकते हैं। वे कठोर इलेक्ट्रोड और घुमावदार रेटिनल सतह के बीच बेमेल से भी पीड़ित हैं, जो विशेष रूप से गंभीर रेटिनल अपक्षयी रोग वाले रोगियों में अनियमित हो सकता है।

इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए, एक शोध दल का नेतृत्व किया गया योंसिंसी यूनिवर्सिटी कोरिया में एक नरम रेटिनल कृत्रिम अंग विकसित किया गया है जो लचीले अल्ट्राथिन फोटोट्रांसिस्टर सरणियों को यूटेक्टिक गैलियम-इंडियम मिश्र धातु से बने उत्तेजना इलेक्ट्रोड के साथ जोड़ता है, जो कम विषाक्तता के साथ आंतरिक रूप से नरम तरल धातु है।

इस "कृत्रिम रेटिना" को बनाने वाले पहले लेखक वोन गी चुंग और सहकर्मियों ने एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन फोटोट्रांजिस्टर सरणी (50 µm पिच के साथ 50 × 100 पिक्सेल) और शीर्ष पर 3डी मुद्रित तरल धातु इलेक्ट्रोड के साथ शुरुआत की। इलेक्ट्रोड खंभे जैसी जांच (व्यास में 20 माइक्रोन और ऊंचाई में 60 माइक्रोन) की एक श्रृंखला बनाते हैं, जो रेटिना की सतह पर रखे जाने पर, सीधे रेटिना गैंग्लियन कोशिकाओं (आरजीसी) को उत्तेजित करते हैं।

प्रत्येक इलेक्ट्रोड की नोक को प्लैटिनम नैनोक्लस्टर के साथ लेपित किया जाता है, जो नैनोमीटर-स्केल खुरदरापन जोड़ता है और रेटिना न्यूरॉन्स में चार्ज इंजेक्शन में सुधार करता है। फोटोट्रांसिस्टर्स को रोशन करने से एक फोटोकरंट उत्पन्न होता है जो इलेक्ट्रोड के माध्यम से आरजीसी में चार्ज इंजेक्ट करता है। आरजीसी के भीतर उत्पन्न होने वाली क्रिया क्षमताएं दृश्य जानकारी बनाने के लिए ऑप्टिक तंत्रिका तक जाती हैं।

<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="उच्च-रिज़ॉल्यूशन सरणी बाएं: 3डी तरल धातु माइक्रोइलेक्ट्रोड (स्केल बार, 1 मिमी) के साथ एकीकृत एक ट्रांजिस्टर सरणी। दाएं: 50 × 50 पिक्सेल सरणी की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी छवि 60 µm उच्च माइक्रोइलेक्ट्रोड (स्केल बार, 100 µm) दिखा रही है। (सौजन्य: CC BY 4.0/नेट। Nanotechnol। 10.1038/s41565-023-01587-w)” title=”पॉपअप में छवि खोलने के लिए क्लिक करें” href=”https://platoblockchin.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-imप्लांट-शो-पोटेंशियल- रेटिनल-डीजनरेशन-भौतिकी-विश्व-1.jpg के बाद-दृष्टि-बहाल करने के लिए">

शोधकर्ताओं ने विभिन्न प्रदर्शन किये vivo में डिवाइस की जैव अनुकूलता का आकलन करने के लिए परीक्षण। जीवित रेटिनल डिजनरेटिव (आरडी1) चूहों में आरोपण के पांच सप्ताह बाद, उन्हें रक्तस्राव, सूजन या मोतियाबिंद का कोई लक्षण नहीं मिला और रेटिनल की मोटाई पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ा। उन्होंने ध्यान दिया कि डिवाइस का एपिरेटिनल प्लेसमेंट - आरजीसी परत पर स्थित इलेक्ट्रोड युक्तियों के साथ कांच के अंदर - पिछले प्रत्यारोपणों के लिए आवश्यक सबरेटिनल इम्प्लांटेशन की तुलना में अधिक सुरक्षित और कम आक्रामक है।

उनके कृत्रिम रेटिना का और अधिक मूल्यांकन करने के लिए, टीम ने प्रदर्शन किया पूर्व विवो डिवाइस को जंगली-प्रकार और आरडी1 चूहों दोनों से पृथक रेटिना पर रखकर प्रयोग किया गया। नीली रोशनी के साथ दृश्य उत्तेजना (डिवाइस ऑपरेशन के बिना किया गया) ने वाइल्ड-टाइप रेटिना में प्रतिक्रिया उत्पन्न की, लेकिन आरडी1 रेटिना में नहीं। डिवाइस ऑपरेशन के दौरान विद्युत उत्तेजना के कारण दोनों रेटिना में आरजीसी स्पाइक्स हो गए, वाइल्ड-टाइप और आरडी1 रेटिना में विद्युतीय रूप से विकसित क्षमता के समान परिमाण के साथ।

विवो में दृष्टि बहाली

इसके बाद, टीम ने जांच की कि क्या डिवाइस पूरी तरह से खराब हो चुकी फोटोरिसेप्टर परत के साथ आरडी1 चूहों की दृष्टि बहाल कर सकता है। उपकरण को जानवर की रेटिना की सतह से जोड़ने से कोई उल्लेखनीय क्षति या रक्तस्राव नहीं हुआ, और रेटिना की सतह पर प्रत्यारोपित करने पर इलेक्ट्रोड बरकरार रहे।

इसके बाद शोधकर्ताओं ने दृश्य प्रकाश को जानवर की आंख पर प्रक्षेपित किया और रेटिना पर वास्तविक समय की तंत्रिका प्रतिक्रियाओं को रिकॉर्ड किया। रेटिना गतिविधि की जटिलता के कारण, उन्होंने सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए बिना पर्यवेक्षित मशीन लर्निंग का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि रोशनी ने जानवर के रेटिना के आरजीसी में स्पाइकिंग गतिविधि को प्रेरित किया, जिससे लगातार संभावित परिमाण और फायरिंग दर के साथ आरजीसी स्पाइक्स का निर्माण हुआ।

यह जांचने के लिए कि क्या इम्प्लांट का उपयोग वस्तु पहचान के लिए किया जा सकता है, शोधकर्ताओं ने एक पैटर्न वाले मास्क के माध्यम से आंख को लेजर प्रकाश में भी उजागर किया, यह देखते हुए कि रोशनी वाले क्षेत्रों ने अंधेरे में रहने वाले क्षेत्रों की तुलना में बड़ी रेटिना प्रतिक्रियाएं प्रदर्शित कीं। पूरी तरह से प्रकाशित इलेक्ट्रोड और डार्क-स्टेट इलेक्ट्रोड से दर्ज की गई अधिकतम फायरिंग दरों की तुलना करने से पता चला कि रोशनी वाले क्षेत्रों में आरजीसी गतिविधि पृष्ठभूमि आरजीसी गतिविधि से लगभग चार गुना अधिक थी।

दृष्टि बहाल करने में मदद करने के लिए अल्ट्रासाउंड बीम आंखों में न्यूरॉन्स को सक्रिय करते हैं

" vivo में प्रयोगों ने पुष्टि की है कि दृश्य-प्रकाश रोशनी के कारण सिग्नल प्रवर्धन स्थानीय क्षेत्र के आरजीसी में वास्तविक समय की प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है जहां प्रकाश बड़े पैमाने पर फोटोरिसेप्टर अध: पतन के साथ जीवित आरडी1 चूहों के लिए घटना है, जो उनकी दृष्टि की बहाली का सुझाव देता है, ”शोधकर्ताओं ने लिखा है। वे बताते हैं कि इन निष्कर्षों का उपयोग असमान रेटिनल विकृति वाले रोगियों के लिए व्यक्तिगत कृत्रिम रेटिना विकसित करने में मदद के लिए किया जा सकता है।

इसके बाद, टीम बड़े जानवरों पर कृत्रिम रेटिना की जांच करने की योजना बना रही है। चुंग बताते हैं, "बड़े जानवरों पर हमारे उपकरण को पूरी तरह से सत्यापित करने के बाद, हमारा अंतिम लक्ष्य नैदानिक ​​​​परीक्षण करना है।" भौतिकी की दुनिया.

शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों में रिपोर्ट की प्रकृति नैनो प्रौद्योगिकी.

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• स्रोत: https://physicsworld.com/a/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration/