Наноматериал для имплантата сетчатки может помочь восстановить зрение

Новый наноматериал для имплантатов сетчатки может когда-нибудь помочь вернуть зрение миллионам людей, сообщают исследователи.

Пигментный ретинит — это вор, постепенно лишающий зрения примерно двух миллионов человек во всем мире. В настоящее время не существует эффективных методов лечения, которые могли бы остановить или исправить ущерб, вызванный этим наследственным заболеванием, которое убивает фоторецепторные клетки в задней части глаза.

Новый революционный материал может изменить ситуацию.

Будучи превращенным в имплантат сетчатки и активированным лазерным излучением, биосовместимый нанокомпозитный материал демонстрирует многообещающую способность акустически стимулировать клетки пораженной сетчатки, посылая сигналы в мозговые клетки. зрительная кора.

«Хотя предстоит пройти еще долгий путь, непосредственным применением наших материалов является создание протеза сетчатки, который можно будет использовать для создания того, что мы называем «зрительными» ощущениями для пациентов, страдающих потерей зрения», — говорится в исследовании. член команды Александра Паттерсон, аспирантка факультета материаловедения и инженерии Инженерной школы Уайтинга Университета Джонса Хопкинса, которая работала над проектом вместе с профессором материаловедения и инженерии Джеймсом Спайсером. «Но есть также потенциальные применения этого материала в других областях медицины, а также в производстве энергии, прецизионных измерениях и визуализации».

Мягкий, гибкий материал, разработанный командой, содержит наночастицы металла, называемого палладийкоторый может преобразовывать свет в звуковые волны, которые активируют клетки сетчатки. Использование специальной технологии, позволяющей выращивать частицы непосредственно внутри силиконовой матрицы, гарантировало, что полученный материал будет способен генерировать сильные, стимулирующие звуковые волны при воздействии импульсов света малой мощности.

Команда использовала рентгеновскую дифракцию и просвечивающую электронную микроскопию, чтобы подтвердить размер и расположение частиц палладия внутри силиконовой матрицы, а затем оценила его оптические свойства с помощью спектрофотометра — инструмента, который измеряет, как образец поглощает или пропускает свет.

«Мы узнали, что для этого применения материалы должны быть биосовместимыми, стабильными и прочными при воздействии лазера — набор характеристик, которого сложно достичь», — говорит Паттерсон. «Повышение производительности в одной области может означать ухудшение производительности в другой».

В настоящее время другие члены команды проверяют, как материал взаимодействует с клетками сетчатки, а Паттерсон и Спайсер изучают возможность преобразования своего нового материала в определенную изогнутую форму.

«Все наши материалы до сих пор были плоскими, поэтому нашими следующими усилиями будет разработка материала, который будет повторять контуры сетчатки человека, сохраняя при этом желаемые характеристики материала имплантата», — говорит Паттерсон.

Сет Биллингс, чья команда охватывает области применения искусственного интеллекта, компьютерного зрения и оптических систем с приложениями в автономии, робототехнике, реабилитационных технологиях, интервенционной и диагностической медицине, говорит, что достижения, достигнутые этой исследовательской группой, «являются ключевым столпом в нашей стратегия использования фотоакустики для лечения неизлечимой слепоты, вызванной дегенеративными заболеваниями сетчатки. Этот материал не только усилит эффект стимуляции, которого мы можем достичь с помощью фотоакустики, но также будет выполнять двойную функцию: защищать чувствительные ткани сетчатки от прямого лазерного воздействия».

Исследователи представили их результаты на 23-й Международной конференции IEEE по нанотехнологиям 2023 года в Южной Корее прошлым летом.

Их работа поддерживается программой SURPASS JHU, многомиллионной инициативой Инженерной школы Уайтинга и Лаборатории прикладной физики.

Источник: Университет Джонса Хопкинса