Esnek implant, retina dejenerasyonu sonrası görmeyi geri kazanma potansiyelini gösteriyor - Fizik Dünyası

<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="Yumuşak yapay retina Düzensiz retina yüzeyine yakın 3 boyutlu sıvı metal mikroelektrotlarla entegre edilmiş yapay retinayı gösteren şematik. Sütun benzeri elektrotlar doğrudan retina ganglion hücrelerini (mor) uyarır. (Nezaket: CC BY 4.0/Nat. Nanoteknoloji. 10.1038/s41565-023-01587-w)”>

Retinanın dejeneratif hastalıkları fotoreseptör hücrelerine zarar verebilir veya yok edebilir, bu da ciddi görme bozukluğuna neden olabilir. Kaybedilen görüşü geri kazanmanın umut verici bir yolu, dış ışığı tespit ederek ve yanıt olarak ganglion ve bipolar hücreler gibi iç retina nöronlarını uyararak çalışan bir elektronik retina protezi implante etmektir.

Ancak mevcut retina implantları, yumuşak retina dokusuna zarar verebilecek sert stimülasyon elektrotları içerir. Ayrıca, sert elektrotlar ile kavisli retina yüzeyi arasında, ciddi retinal dejeneratif hastalığı olan hastalarda özellikle düzensiz olabilen bir uyumsuzluktan da muzdariptirler.

Bu sınırlamaları gidermek için bir araştırma ekibi başkanlık etti. Yonsei Üniversitesi Kore'de, esnek ultra ince fototransistör dizilerini, doğası gereği düşük toksisiteye sahip yumuşak bir sıvı metal olan ötektik galyum-indiyum alaşımından yapılmış stimülasyon elektrotlarıyla birleştiren yumuşak bir retina protezi geliştirildi.

Bu “yapay retinayı” yaratmak için, ilk yazar Won Gi Chung ve meslektaşları yüksek çözünürlüklü bir fototransistör dizisi (50 µm aralıklı 50 x 100 piksel) ve üstüne 3D baskılı sıvı metal elektrotlarla başladılar. Elektrotlar, retina yüzeyine yerleştirildiğinde doğrudan retina ganglion hücrelerini (RGC'ler) uyaran bir dizi sütun benzeri prob (20 µm çapında ve 60 µm yüksekliğinde) oluşturur.

Her elektrotun ucu, nanometre ölçeğinde pürüzlülük sağlayan ve retinal nöronlara yük enjeksiyonunu geliştiren platin nanokümelerle kaplanmıştır. Fototransistörlerin aydınlatılması, elektrotlar aracılığıyla RGC'lere yük enjekte eden bir fotoakım üretir. RGC'lerde uyarılan aksiyon potansiyelleri daha sonra görsel bilgiyi oluşturmak için optik sinire gider.

<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="Yüksek çözünürlüklü dizi Sol: 3D sıvı metal mikroelektrotlarla entegre edilmiş bir transistör dizisi (ölçek çubuğu, 1 mm). Sağda: 50 µm yüksekliğindeki mikroelektrotları (ölçek çubuğu, 50 µm) gösteren 60 × 100 piksel dizisinin taramalı elektron mikroskobu görüntüsü. (Nezaket: CC BY 4.0/Nat. Nanoteknoloji. 10.1038/s41565-023-01587-w)” title=”Resmi açılır pencerede açmak için tıklayın” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/flexible-implant-shows-potential- retina-dejenerasyon-fizik-dünya-1.jpg-sonra-görmeyi-geri yüklemek için”>

Araştırmacılar çeşitli in vivo Cihazın biyouyumluluğunu değerlendirmek için testler. Canlı retinal dejeneratif (rd1) farelere implantasyondan beş hafta sonra hiçbir kanama, iltihaplanma veya katarakt belirtisi bulamadılar ve retina kalınlığı üzerinde önemli bir etki bulamadılar. Cihazın, RGC katmanı üzerinde konumlandırılmış elektrot uçları ile vitreusun içine epiretinal yerleştirilmesinin, önceki implantların gerektirdiği subretinal implantasyona göre daha güvenli ve daha az invaziv olduğunu belirtiyorlar.

Ekip, yapay retinalarını daha ayrıntılı olarak değerlendirmek için şunları gerçekleştirdi: ex vivo cihazı hem vahşi tip hem de rd1 farelerden izole edilmiş retinalara yerleştirerek deneyler. Mavi ışıkla yapılan görsel uyarı (cihaz çalıştırılmadan gerçekleştirilir), vahşi tip retinada bir tepkiye neden oldu, ancak rd1 retinada bir tepki yaratmadı. Cihazın çalışması sırasındaki elektriksel uyarım, her iki retinada da RGC ani artışlarına neden oldu; vahşi tip ve rd1 retinalarda benzer büyüklükte elektriksel olarak uyarılmış potansiyel vardı.

In vivo görüş restorasyonu

Daha sonra ekip, cihazın tamamen dejenere olmuş bir fotoreseptör katmanına sahip rd1 farelerinin görüşünü geri getirip getiremeyeceğini inceledi. Cihazın hayvanın retina yüzeyine takılması kayda değer bir hasara veya kanamaya neden olmadı ve elektrotlar, retina yüzeyine yerleştirildiğinde sağlam kaldı.

Araştırmacılar daha sonra görünür ışığı hayvanın gözüne yansıttılar ve gerçek zamanlı sinirsel tepkileri retinaya kaydettiler. Retinal aktivitenin karmaşıklığı nedeniyle sinyal işleme için denetimsiz makine öğrenimini kullandılar. Aydınlatmanın, hayvanın retinasındaki RGC'lerde ani artış aktivitesine neden olduğunu ve tutarlı potansiyel büyüklük ve ateşleme hızlarına sahip RGC ani artışları yarattığını buldular.

İmplantın nesne tanıma için kullanılıp kullanılamayacağını araştırmak amacıyla araştırmacılar ayrıca desenli bir maske aracılığıyla gözü lazer ışığına maruz bıraktılar ve aydınlatılan alanların karanlıkta kalan alanlara göre daha büyük retinal tepkiler sergilediğini gözlemlediler. Tamamen aydınlatılmış elektrotlardan ve karanlık durum elektrotlarından kaydedilen maksimum ateşleme hızlarının karşılaştırılması, aydınlatılmış alanlardaki RGC aktivitesinin arka plandaki RGC aktivitesinden yaklaşık dört kat daha yüksek olduğunu gösterdi.

Ultrason ışınları, görüşün yeniden sağlanmasına yardımcı olmak için gözdeki nöronları etkinleştirir

" in vivo Deneyler, görünür ışık aydınlatmasından kaynaklanan sinyal amplifikasyonunun, büyük fotoreseptör dejenerasyonu olan canlı rd1 fareler için ışığın geldiği yerel bölgedeki RGC'lerde gerçek zamanlı yanıtları tetiklediğini doğruladı ve bu da onların görüşlerinin geri kazanıldığını gösteriyor" diye yazıyor araştırmacılar. Bu bulguların, düzensiz retina dejenerasyonu olan hastalar için kişiselleştirilmiş yapay retinaların geliştirilmesine yardımcı olmak için kullanılabileceğini belirtiyorlar.

Ekip daha sonra daha büyük hayvanlar üzerinde yapay retina incelemeleri yapmayı planlıyor. Chung, "Cihazımızı daha büyük hayvanlar üzerinde kapsamlı bir şekilde doğruladıktan sonra nihai hedefimiz klinik deneyler yapmaktır" dedi. Fizik dünyası.

Araştırmacılar bulgularını rapor ettiler. Doğa Nanoteknolojisi.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/flexible-implant-shows-potential-to-restore-vision-after-retinal-degeneration/