En grupp australiensiska forskare från University of New South Wales (UNSW) i Sydney studerar möjligheten att implantera miniatyrsolpaneler i människors ögonglober, vilket kan revolutionera behandlingen av obotliga ögonsjukdomar.
Neuroprotetik, om enheter som återställer förlorad funktionalitet genom att interagera med nervsystemet, erbjuder lovande vägar för att förbättra livskvaliteten. Konceptet drar paralleller med det välkända cochleaimplantatet, som omvandlar ljud till elektriska signaler för att stimulera hörselnerven hos personer med svår hörselnedsättning.
Forskare från olika områden, inklusive ingenjörer, neurologer, kliniker och bioteknologer, planerar att använda denna teknik för att lösa synproblem orsakade av skador på fotoreceptorer, de celler som är ansvariga för att känna igen ljus och färg.
Dr Udo Romer, specialist på solcellsteknik, eller solpanelsteknik, ledde forskningen vid UNSW. Personer med tillstånd som retinal pigmentdegeneration och åldersrelaterad makuladegeneration upplever en gradvis förlust av synen när deras fotoreceptorer försämras. Romer föreslår ett nytt tillvägagångssätt som kringgår skadade fotoreceptorer genom att använda solteknik för att omvandla ljus som kommer in i ögat till elektricitet, vilket underlättar överföringen av visuell information till hjärnan.
Traditionella metoder som använder implantat baserade på elektroder kräver komplexa procedurer med införande av ledningar i ögat. Däremot innebär Romers koncept att fästa en miniatyrsolpanel på ögongloben, vilket eliminerar behovet av skrymmande ledningar. Denna självdrivna, bärbara lösning syftar till att omvandla ljus direkt till elektriska impulser som hjärnan tolkar som visuella stimuli.
Medan tidigare forskning har utforskat integrationen av solceller för att återställa synen, fokuserade Romer på halvledarmaterial som galliumarsenid och galliumindiumfosfid.
Dessa material erbjuder större flexibilitet i avstämningsegenskaper jämfört med konventionella silikonbaserade enheter. Romer betonar att det behövs högre spänningar för att stimulera neuroner, vilket kräver att flera solceller kombineras. Aktuell forskning är i proof-of-concept-stadiet, och de första experimenten visar den framgångsrika placeringen av två solceller på en stor yta i laboratoriet.
Nästa steg innebär att miniatyrisera dessa celler till pixlar som är lämpliga för synåterställning, följt av integrationen av ytterligare solceller för att öka utspänningen. Romer förutspår att framtida iterationer av tekniken kommer att vara cirka 2 mm² stora, med en pixelstorlek på cirka 50 mikrometer. Det finns dock betydande hinder kvar innan klinisk implementering, inklusive omfattande laboratorie- och djurförsök.
Dessutom kräver problem relaterade till intensiteten av solljus ytterligare enheter som glasögon eller smarta glasögon för att förstärka solsignaler för att tillförlitligt stimulera neuroner.
Även om utsikterna till återställande av solsyn ger hopp för personer med degenerativa ögonsjukdomar, väntar den praktiska implementeringen på ytterligare utveckling och noggrann utvärdering. "Det bör noteras att även med solcellernas effektivitet kan solljus inte vara tillräckligt starkt för att fungera med dessa solceller implanterade i näthinnan", sa Romer i ett uttalande. "Människor kan behöva bära någon form av glasögon eller smarta glasögon som fungerar tillsammans med solceller som kan förstärka solsignalen till den nödvändiga intensiteten som behövs för att tillförlitligt stimulera neuroner i ögat", tillade han.
Läs också: