Carbon nanorør-film genopretter lysfølsomheden til blinde nethinder

(Phys.org) —Lys, der rammer nethinden bagerst i øjet, er det første store skridt i synsprocessen. Men når fotoreceptorerne i nethinden degenererer, som forekommer ved makuladegeneration, nethinden reagerer ikke længere på lys, og personen mister noget af eller hele synet. Imidlertid, hvis nethinden kan gøres følsom over for lys ved hjælp af en form for optoelektronisk implantat, så kan synet genoprettes.

Udviklingen af ​​kunstige nethinder står stadig over for mange udfordringer:implantaterne skal give langsigtet lysfølsomhed, skal have høj rumlig opløsning, må ikke indeholde ledninger, og bør være lavet af materialer, der er biokompatible og mekanisk fleksible. Kandidatmaterialer omfatter ledende polymerer og kvanteprikfilm, med hver deres fordele og ulemper på disse områder.

En anden tilgang til at genoprette lysfølsomhed involverer optogenetik, hvor lysfølsomme proteiner (bakterielle opsiner) indføres i neuroner i nethinden. Imidlertid, denne metode kræver stadig en elektrode for at hjælpe med lys-induceret stimulering af disse neuroner.

I et nyt blad udgivet i Nano bogstaver , forskere ved Tel Aviv Universitet, Det hebraiske universitet i Jerusalem, og Newcastle University har fundet ud af, at en film, der indeholder kulstofnanorør og nanorods, er særlig effektiv til ledningsfri retinal fotostimulering.

"Den største betydning af vores arbejde er at demonstrere, hvordan nye materialer (kvantestænger kombineret med kulstofnanorør) kan give et nyt system, der er egnet til effektiv stimulering af et neuronalt system, "medforfatter Yael Hanein, Professor ved Tel Aviv Universitet, fortalte Phys.org .

Forskerne viste, at når filmen er fastgjort til en kyllings nethinde ved 14 dages udvikling (på et tidspunkt, hvor nethinderne endnu ikke er lysfølsomme, og så fuldstændig blind), nethinderne producerer en fotogenereret strøm - et neuronalt signal, som derefter kan fortolkes af hjernen.

I den nye filmstruktur, nanoroderne er spredt gennem en 3D porøs kulstof nanorørmatrix, og den resulterende film mønstres derefter på et fleksibelt substrat til implantation. Forskerne forklarer, at 3D-strukturen af ​​den nye film giver flere fordele, som omfatter høj lysabsorbans, stærk binding til neuroner, og effektiv afgiftsoverførsel. Mens andre kandidatmaterialer til kunstige nethinder, såsom silicium, er stive, ugennemsigtig, og kræver en ekstern strømkilde, det nye materiale har ikke disse problemer.

Med disse fordele, de nye film ser meget lovende ud til brug i fremtidige kunstige nethindeapplikationer. Forskerne forventer også, at filmene kan forbedres endnu mere med yderligere forskning.

"På nuværende tidspunkt vi studerer de nye implantater in vivo , forsøger at demonstrere deres præstationer over langvarig implantation, " sagde Hanein. "Vi slog os sammen med en nethindekirurg for at udvikle en implantations- og testprocedurer, der er kompatible med konventionel kirurgisk praksis for at forsøge menneskelige forsøg i fremtiden."

© 2014 Phys.org