درمان نابینایی با کاشت سلول خورشیدی در شبکیه چشم

دانشمندان قصد دارند با کاشت سلول خورشیدی در شبکیه چشم انسال بینایی را به مبتلایان بیماری‌های چشمی لاعلاج بازگردانند.

به گزارش تک‌ناک، کاشت سلول خورشیدی در شبیکه چشم انسان ممکن است مانند داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما تیمی از دانشمندان استرالیایی در حال کار بر روی آن هستند.

پژوهشگران دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) در استرالیا روی نمونه اولیه جدیدی از دستگاهی کار می‌کنند که می تواند برای بازیابی بینایی روی شبکیه چشم کاشته شود.

طبق بیانیه مطبوعاتی دانشگاه، این دستگاه از سلول های خورشیدی مشابه آنچه برای تبدیل نور خورشید به برق استفاده می شود، استفاده می کند.

 در حالی که پروتز جایگزین بخش ازدست رفته یا غیرفعال بدن می شود، نوروپروتز یک زمینه نسبتا جدید است که در آن دستگاه پروتز با سیستم عصبی برای بازیابی عملکرد از دست رفته تعامل می کند.

کاشت حلزون گوش نمونه بسیار خوبی از نوروپروتز است. در افرادی که دچار کم شنوایی شدید هستند، ایمپلنت گوش صدا را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند که سپس برای تحریک عصب شنوایی استفاده می شود و شنوایی را بازیابی می کند.

یک رویکرد مشابه می‌تواند در مواجهه با از دست دادن بینایی مفید باشد. «افرادی که از بیماری‌هایی نظیر رتینیت پیگمانتوزا و دژنراسیون ماکولای مرتبط با سن رنج می‌برند، به تدریج بینایی خود را از دست می‌دهند، چرا که سلول‌های گیرنده نور در مرکز چشم دچار تخریب می‌شوند.» این را دکتر اودو رومر، مهندسی که در زمینه فتوولتائیک در دانشگاه UNSW تخصص دارد، بیان کرد. گیرنده‌های نوری، سلول‌هایی در چشم هستند که به تشخیص نور و رنگ کمک می‌کنند.

پژوهشگران از اصل مشابهی برای درمان نابینایی با نوروپروتز استفاده می کنند. از آنجایی که گیرنده های نوری آسیب دیده اند، پروتز باید آنها را دور بزند و نور ورودی به چشم را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کند. سپس این سیگنال ها می توانند به عصب بینایی هدایت شوند و امکان بینایی را فراهم کنند.

پژوهشگران به جای ساخت سلول های گیرنده نور جدید، روی الکترودهایی آزمایش کرده اند که پالس ولتاژ ایجاد می کنند. در حالی که این روش در تئوری کار می کند، سیستم نیاز به سیم کشی در چشم دارد که آن را به یک عمل پیچیده تبدیل می کند.

دکتر رومر بخشی از یک تیم تحقیقاتی چند رشته‌ای است که شامل مهندسان، دانشمندان علوم اعصاب و متخصصان بیوتکنولوژی است که روی دستیابی به این هدف با کمک سلول‌های خورشیدی کار می‌کنند. این ایده شامل استفاده از یک سلول خورشیدی کوچک متصل به کره چشم و تبدیل نور ورودی به یک تکانه الکتریکی است که به مغز ارسال می شود.

یک راه حل بی سیم

بزرگترین مزیت استفاده از سلول های خورشیدی به جای الکترودها این است که دستگاه می تواند انرژی خودش را تامین کند و نیازی به اتصال سیم به چشم ندارد. این اولین باری نیست که روی این ایده آزمایش می شود، اما رومر مسیر کمی متفاوت را برای دستیابی به آن در پیش گرفته است.

در حالی که پنل های خورشیدی معمولا از سیلیکون فراوان ساخته می شوند، رومر برای توسعه پنل های خورشیدی خود به مواد نیمه هادی جایگزین مانند آرسنید گالیم و فسفید ایندیوم گالیم روی آورده است. این مواد اگرچه گران‌تر از سیلیکون هستند، اما کار با آنها آسان‌تر است و خواص آنها را می‌توان به سرعت برای مطابقت با کاربرد اصلاح کرد.

رومر در بیانیه مطبوعاتی توضیح داد: «اگر تصور کنید که گیرنده‌های نور پیکسل هستند، ما واقعاً به سه سلول خورشیدی نیاز داریم تا ولتاژ کافی برای ارسال به مغز ایجاد کنیم. بنابراین ما در حال بررسی نحوه روی هم چیدن آنها هستیم.» گالیم بسیار راحت‌تر از سیلیکون روی هم چیده می‌شود، بنابراین محققان آن را ترجیح دادند.

اگرچه این ایده هنوز در مرحله اثبات مفهوم است، محققان موفق شده اند دو سلول خورشیدی به مساحت یک سانتی متر مربع را روی هم بچینند. علاوه بر این، تیم می‌خواهد آنها را به پیکسل‌های ریز تبدیل کند که امکان بینایی را فراهم می‌کند و شیارهایی برای جدا کردن آنها ایجاد می‌کند. پس از آن اندازه پشته به سه سلول افزایش خواهد یافت.

برای کاشت سلول خورشیدی در شبکیه چشم انسان، دستگاه باید مساحتی معادل دو میلی‌متر مربع را پوشش دهد و هر پیکسل آن باید ۵۰ میکرومتر اندازه داشته باشد. حتی با این مشخصات، سلول‌ها باید به خودی خود کافی باشند. رومر در یک بیانیه مطبوعاتی اظهار داشت که کاربران ممکن است نیاز به پوشیدن عینک یا عینک‌های ویژه‌ای داشته باشند که نور خورشید را تا سطح شدتی که نورون‌های چشم را تحریک کند، افزایش دهد.