Sehkraftwiederherstellende Implantate, die in das Auge passen

Eine kommende Generation von Netzhautimplantaten, die vollständig in das Auge passen, wird nanoskalige elektronische Komponenten verwenden, um die Sehqualität für den Träger dramatisch zu verbessern, so zwei Forschungsteams, die solche Geräte entwickeln.

Lichtstöße: Diese Abbildung zeigt nanoskalige Elektroden, die Netzhautneuronen mit elektrischen Impulsen stimulieren, um Lichtinformationen an das Gehirn zu senden.

Aktuelle Netzhautprothesen wie die von Second Sight Argus II , nur eingeschränktes und verschwommenes Sehen bei Personen, die durch degenerative Augenerkrankungen erblindet sind, wiederherstellen. Der Träger kann normalerweise hell von dunkel unterscheiden und Formen und Umrisse von Objekten erkennen, aber nicht viel mehr.



Das Argus II, das erste bionische Auge, das kommerzielle Märkte erreicht hat, enthält eine Anordnung von 60 Elektroden, ähnlich 60 Pixel, die hinter der Netzhaut implantiert werden, um die verbleibenden gesunden Zellen zu stimulieren. Das Implantat ist mit einer seitlich am Kopf getragenen Kamera verbunden, die einen Video-Feed überträgt.

Ein ähnliches Implantat, hergestellt von Bionic Vision Australien , enthält nur 24 Elektroden. Bei so wenigen Elektroden ist die Menge an visuellen Informationen, die an das Gehirn übermittelt werden, begrenzt: Texte zum Beispiel sind schwer zu lesen. Second Sight hat kürzlich eine Methode angekündigt, mit der Träger von Argus II Braille anstelle von herkömmlichem Text visualisieren können.

In Anerkennung dieser Einschränkung haben sowohl Second Sight als auch Bionic Vision Australia angekündigt, Geräte der nächsten Generation mit über 200 Elektroden zu entwickeln. Aber Arrays von nanoskaligen Elektroden, die derzeit in neue Netzhautgeräte eingebaut werden, könnten eines Tages blinden Menschen eine Sehkraft von 20/20 ermöglichen.

Kleinere Materialien haben die Möglichkeit, Bilder mit höherer Auflösung zu liefern, sagt Shawn Kelly, ein Bioingenieur an der Carnegie Mellon University, der ein Mikroskalige Netzhautprothese . Kleinere Elektroden können sich einzelnen Nerven nähern, und Sie können viel mehr davon haben.

Klarere Ansicht: Ein nur drei mal vier Millimeter großes Netzhautimplantat haftet beim Schweineauge neben dem Sehnerv (weißer Fleck rechts) auf der Netzhaut.

In Israel hat eine Firma namens Nano-Netzhaut hat ein Implantat entwickelt, das aus Photosensoren, Schaltkreisen und 676 Elektroden besteht, die alle klein genug sind, um auf ein einzelnes Implantat von der Größe eines Kinderfingernagels zu passen; Im Gegensatz zum Argus II benötigt das Gerät keine externe Kamera oder Kabel. Das Auge ist der engste Raum im Körper, sagt Ra’anan Gefen, Geschäftsführer von Nano Retina. Hier ist Miniaturisierung gefragt.

Das Unternehmen habe bereits einen Prototyp an Schweinen getestet, und er habe wunderbar funktioniert, sagt Gefen. Sie bauen jetzt einen menschlichen Prototyp, der sowohl die Qualität als auch die Anzahl der Elektroden verbessern soll und möglicherweise bis zu 5.000 erreichen soll. Unser Ziel ist es, 20/20 [Vision] zu erreichen, sagt Gefen. Ich bin sicher, wir können dorthin gelangen. Das Unternehmen hofft, innerhalb von zwei Jahren in klinische Studien eintreten zu können.

Ein anderes Team, dieses an der University of California, San Diego, verwendet Nanotechnologie, um Zellen im Auge direkt nachzuahmen. Massoud Khraiche und Kollegen entwickelten ein implantieren von Silizium-Nanodrähten, die die Form, Verteilung und Funktion natürlicher Photorezeptoren widerspiegeln. Auf einzigartige Weise kombiniert dieser Ansatz sowohl die Lichterkennung als auch die Neuronenstimulation in einem einzigen Material, ohne dass zusätzliche Fotosensoren oder eine Kamera zum Einfangen von Licht erforderlich sind.

Nanodrähte sind perfekt für die Augen, sagt Khraiche. Sie fangen das Licht gut ein und sind winzig. Er präsentierte Details zum Gerät auf der Jahrestagung der Gesellschaft für Neurowissenschaften im Oktober. Das Team testet es derzeit an Kaninchen.

Nanotech-Implantate seien vielversprechend für zukünftige Anwendungen, sagt Kelly, die an keiner der beiden Gruppen beteiligt ist, aber sie müssen sorgfältig entwickelt werden. Zum einen gebe es Sicherheitsbedenken beim Aufbringen von Nanomaterialien direkt auf die Netzhaut, und es müssten laufende Studien darüber durchgeführt werden, wie lange ein von der Nanotechnologie abgeleitetes Gerät sicher im Körper überleben kann.

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