Prima pagină > > Articole despre şi pentru nevăzători > Ştiinţa şi medicina ochiului > Descoperiri de ultimă oră vor permite confecţionarea retinei artificiale

Descoperiri de ultimă oră vor permite confecţionarea retinei artificiale

Cercetătorii de la University of Texas Medical Branch (UTMB) din Galveston au experimentat cu succes prima legătură electrică directă între celule nervoase şi straturi de nano-particule fotovoltaice. Această descoperire deschide drumul aplicării proprietăţilor unice ale nano-particulelor la o gamă variată de dispozitive de semnalizare nervoase stimulate de lumină, inclusiv la crearea unei retine artificiale bazată pe nano-particule.
Nano-particulele sunt biţi de materie creaţi artificiali având dimensiuni puţin mai mari decât atomii. Comportamentul lor este controlat de forţe similare cu cele care creează moleculele, prezentând, de asemenea, efectele neobişnuite asociate cu fizica cuantică. Oamenii de ştiinţă se pot folosi de aceste caracteristici, de la bază la vârf, în materiale noi, create special pentru a avea caracteristici precum compatibilitatea cu celulele vii şi abilitatea de a transforma lumina în curenţi electrici minusculi care să producă răspunsuri ale nervilor.
Aceasta a fost şi abordarea cercetătorilor de la UTMB şi Michigan, folosindu-se de un proces inventat de Nicholas Kotov, profesor de inginerie chimică la Michigan, şi unul dintre autorii unui articol despre această cercetare apărut în numărul curent din revista Nano Letters. Procesul începe cu o suprafaţă plată de sticlă pe care se aşează mai multe straturi succesive din două feluri de membrane foarte subţiri, una formată din nano-particule de mercur şi teluriu, iar cealaltă dintr-un polimer încărcat pozitiv numit PDDA. Apoi cercetătorii au adăugat un strat de lut obişnuit şi un înveliş din amino acizi care nu este agresiv pentru celule, apoi au amplasat deasupra neuroni cultivaţi in vitro.
La acţiunea luminoasă, straturile de membrane formate din nano-particule de mercur şi teluriu produc electroni, care vor merge apoi în straturile de membrane de PDDA producând ulterior un curent electric crescător. "Odată cu însumarea straturilor se obţin capabilităţi tot mai mari de absorbţie a fotonilor şi de generare a voltajului”. A spus Todd Pappas, om de ştiinţă şi cercetător la UTMB, autorul principal al lucrării din revista Nano Letters. "În momentul în care curentul ajunge la neuroni, produce o depolarizare a membranei neuronale şi declanşarea unui semnal nervos.
Deşi până acum au mai fost transmise semnale luminoase la celule nervoase cu ajutorul siliconului, (a cărui abilitate de a transforma lumina în electricitate este folosită în celulele solare şi în senzorii de imagine ai camerelor video), materialele cu nanop-articule promit o eficienţă şi o versatilitate mai mare.
"În viitor va fi posibilă ajustarea proprietăţilor electrice ale acestor materiale pentru a obţine proprietăţi ca sensibilitatea la culoare şi stimularea diferenţială, tipul de proprietăţi urmărite în crearea unei retine artificiale, acesta fiind şi scopul final ala acestui proiect” a spus Pappas. ”Acest lucru nu se poate face cu siliconul. Mai mult, siliconul este un material voluminos, dispozitivele din silicon fiind mult mai puţin compatibile ca dimensiune cu celula nervoasă”.
Cercetătorii avertizează asupra faptului că, în ciuda marelui potenţial al interfeţei fotosensibile nano-particule - neuroni, crearea unei retine artificiale implementabile este un proiect de lungă durată. Dar aceştia sunt optimişti în privinţa unei game diverse de alte aplicaţii mai puţin complexe care ar fi posibile cu ajutorul acestei interfeţe minuscule şi versatile activată de lumină, cu celula nervoasă, cum ar fi modalităţi noi de conectare a membrelor artificiale şi ale altor proteze, precum şi noi instrumente revoluţionare în domeniul imagisticii, al diagnosticului şi al terapiei.
"Frumuseţea acestei descoperiri constă în faptul că aceste materiale pot fi activate de la distanţă, fără a fi necesară conexiunea prin intermediul firelor. Tot ceea ce trebuie să faci e să trimiţi lumină la material”. a spus profesorul Massoud Motamedi, director al Centrului pentru Inginerie Biochimică din cadrul UTMB şi coautor al lucrării. "Acest tip de tehnologie are abilitatea de a oferi conexiuni non invazive între sistemul nervos uman şi sistemele de proteze, precum şi instrumente fără precedent prin flexibilitatea, miniaturitatea şi stabilitatea lor”. Mohamedi a mai afirmat: "Cred că astfel de nano-instrumente vor oferii domeniilor biologiei şi medicinii posibilităţi cu totul noi, foarte greu chiar de imaginat în momentul actual”.

Printre alţi autori ai lucrării respective se numără Shan Wickramanayake şi Edward Jan, absolvenţi ai Universităţii din Michigan precum şi Malcolm Brodwick, profesor de neuroştiinţe şi biologie celulară la UTMB. Cercetarea a fost finanţată prin fonduri provenite de la Fundaţia Naţională pentru Ştiinţe din SUA

Tradus de Ioan Cîmpean
Apărut în 1 martie 2007
Sursa: www.medicalnewstoday.com

Publicat de: Nelu Cîmpean în 07.03.2007 Vizualizări: 1157 secţiunea: Ştiinţa şi medicina ochiului

Comentarii: