Сетчаточный имплантат из нанопроволокон теллура восстановил зрение лабораторным мышам с моделью слепоты. Протез также позволил животным видеть свет в ближнем инфракрасном диапазоне, что открывает возможности для улучшения зрения при слабом освещении.
Потеря зрения вследствие повреждения сетчатки, например при макулярной дегенерации, остаётся одной из самых сложных проблем в офтальмологии. Несмотря на то, что некоторые виды слепоты, такие как вызванные катарактой, успешно лечат, восстановление функций поврежденной сетчатки представляет большие трудности.
Настоящие методы разработки сеточных протезов имеют ряд недостатков: нуждаются в внешнем источнике питания, могут быть громоздкими или не совсем биосовместимыми. Создание безопасного и просто имплантируемого сетчатого протеза, работающего как с видимым, так и с инфракрасным светом, могло бы восстановить утраченное зрение и даже улучшить естественные зрительные способности человека.
Китайские учёные создали сетчаточный нанопротез. Результаты исследования… опубликованы в журнале ScienceВрачи разработали протез из телура.
Выбор теллура для этой задачи не случаен. Этот полупроводник способен напрямую преобразовывать свет в электрические сигналы под действием света, не нуждаясь в дополнительном источнике питания. Электрический ток, генерируемый нанопроволоками, передается на зрительный нерв, откуда сигналы поступают в мозг для обработки. Это свойство делает теллуровые нанопроволоки перспективным материалом для автономных имплантатов.
Эксперименты с новой технологией проводились на мышах, лишенных зрения методами биоинженерии. Нанопротезы вводили в субретинальное пространство глаза, замещая повреждённые фоторецепторы. Эффективность имплантатов оценивали по электрической активности зрительных нервов и зрительной коры головного мозга. Отсутствовавшую у контрольной группы мышей активность регистрировали именно у подопытных с установленным имплантатом.
У мышей с протезами восстановились зрачковые рефлексы на свет и наблюдалась активация нейронов. Имплантированные мыши умели поворачиваться к источнику светодиодного света и реагировать на зрительные паттерны в поведенческих тестах, например, при обучении с водным вознаграждением по визуальной подсказке.
Животные реагировали на свет с интенсивностью почти в 80 раз ниже порога обнаружения для человека. Протез позволял им обрабатывать свет в ближнем инфракрасном диапазоне. Это свойство может привести к разработке устройств с более четким цветовым контрастом и улучшенным ночным зрением.
Биосовместимость и эффективность предлагаемого нанопротеза оценили на макаках-крабоедах. Macaca fascicularisИмплантат плотно прилегал к сетчатке в подсетчаточном пространстве и вызывал стабильную реакцию сетчатки на видимый и инфракрасный свет, не нарушая обычного зрения приматов.
Исследование показало, что сетчаточный нанопротез из теллуровых нанопроволок обладает большим потенциалом для восстановления зрения. Провода естественным образом преобразовывали свет в фотоэлектрические сигналы без внешнего электрического смещения и могли охватывать спектр от видимого до инфракрасного света.
Удачные испытания на животных способствуют проведению будущих клинических испытаний на людях. Это открывает возможность не только вернуть зрение незрячим, но и расширить зрительное восприятие до инфракрасного диапазона. Такое решение может быть более безопасным, эффективным и многоспектрным по сравнению с имеющимися технологиями.
