Вчені працюють над імплантацією крихітних сонячних панелей в людські очі

Група австралійських вчених з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) у Сіднеї вивчає можливість імплантації мініатюрних сонячних панелей в очні яблука людей, що може зробити революцію в лікуванні невиліковних захворювань очей.

Нейропротезування – це про пристрої, які відновлюють втрачену функціональність, взаємодіючи з нервовою системою, – пропонують багатообіцяючі шляхи для підвищення якості життя. Концепція проводить паралелі з широко відомим кохлеарним імплантом, який перетворює звук на електричні сигнали для стимуляції слухового нерва у людей з важкими порушеннями слуху.

Дослідники з різних галузей, включаючи інженерів, неврологів, клініцистів і біотехнологів, планують використовувати цю технологію для розв’язання проблем із зором, спричинених пошкодженням фоторецепторів – клітин, що відповідають за розпізнавання світла і кольору.

Доктор Удо Ромер, фахівець з фотовольтаїки, або технології сонячних панелей, очолив дослідження в UNSW. Люди, які страждають на такі захворювання, як пігментна дегенерація сітківки та вікова дегенерація жовтої плями, відчувають поступову втрату зору, оскільки їхні фоторецептори погіршуються. Ромер пропонує новий підхід, який дозволяє обійти пошкоджені фоторецептори, використовуючи сонячні технології для перетворення світла, що потрапляє в око, в електрику, що полегшує передачу зорової інформації до мозку.

Традиційні методи з використанням імплантатів на основі електродів вимагають складних процедур з введенням дротів в око. На відміну від них, концепція Ромера передбачає прикріплення мініатюрної сонячної панелі до очного яблука, що усуває потребу в громіздких дротах. Це портативне рішення з автономним живленням має на меті перетворити світло безпосередньо на електричні імпульси, які мозок інтерпретує як зорові стимули.

У той час як попередні дослідження вивчали інтеграцію сонячних елементів для відновлення зору, Ромер зосередився на напівпровідникових матеріалах, таких як арсенід галію та фосфід галію-індію.

Ці матеріали пропонують більшу гнучкість у налаштуванні властивостей порівняно зі звичайними пристроями на основі кремнію. Ромер підкреслює, що для стимуляції нейронів потрібні вищі напруги, що вимагає об’єднання декількох сонячних елементів. Поточні дослідження знаходяться на стадії підтвердження концепції, а перші експерименти демонструють успішне розміщення двох сонячних елементів на великій площі поверхні в лабораторії.

Наступний етап передбачає мініатюризацію цих елементів до пікселів, придатних для відновлення зору, з подальшою інтеграцією додаткових сонячних елементів для підвищення вихідної напруги. Ромер передбачає, що майбутні ітерації технології матимуть розмір приблизно 2 мм², а розмір пікселя – близько 50 мікрометрів. Однак перед клінічним впровадженням залишаються значні перешкоди, включаючи обширні лабораторні випробування та перевірку на тваринах.

Крім того, проблеми, пов’язані з інтенсивністю сонячного світла, вимагають додаткових пристроїв, таких як окуляри або розумні окуляри для посилення сонячних сигналів для надійної стимуляції нейронів.

Хоча перспектива відновлення зору за допомогою сонячної енергії дає надію людям з дегенеративними захворюваннями очей, її практична реалізація чекає на подальший розвиток і ретельну оцінку. “Слід зазначити, що навіть з урахуванням ефективності сонячних елементів, сонячне світло може бути недостатньо сильним для роботи з цими сонячними елементами, імплантованими в сітківку”, – сказав Ромер у своїй заяві. “Можливо, людям доведеться носити якісь окуляри або розумні окуляри, які працюють в тандемі з сонячними елементами, здатними посилити сонячний сигнал до необхідної інтенсивності, необхідної для надійної стимуляції нейронів в оці”, – додав він.

 Читайте також:

• Перший пацієнт з чипом Neuralink зміг рухати курсор на екрані силою думки
• Інженерка імплантувала 25 чипів собі під шкіру… щоб відмикати двері