En gruppe australske forskere fra University of New South Wales (UNSW) i Sydney studerer muligheten for å implantere miniatyrsolcellepaneler i folks øyeepler, noe som kan revolusjonere behandlingen av uhelbredelige øyesykdommer.
Nevroproteser – om enheter som gjenoppretter tapt funksjonalitet ved å samhandle med nervesystemet – tilbyr lovende muligheter for å forbedre livskvaliteten. Konseptet trekker paralleller til det velkjente cochleaimplantatet, som konverterer lyd til elektriske signaler for å stimulere hørselsnerven hos personer med alvorlig hørselstap.
Forskere fra ulike felt, inkludert ingeniører, nevrologer, klinikere og bioteknologer, planlegger å bruke denne teknologien til å løse synsproblemer forårsaket av skade på fotoreseptorer, cellene som er ansvarlige for å gjenkjenne lys og farger.
Dr Udo Romer, en spesialist i solcelleanlegg, eller solcellepanelteknologi, ledet forskningen ved UNSW. Personer med tilstander som retinal pigmentdegenerasjon og aldersrelatert makuladegenerasjon opplever et gradvis tap av synet ettersom fotoreseptorene deres forverres. Romer foreslår en ny tilnærming som omgår skadede fotoreseptorer ved å bruke solteknologi for å konvertere lys som kommer inn i øyet til elektrisitet, noe som letter overføringen av visuell informasjon til hjernen.
Tradisjonelle metoder som bruker implantater basert på elektroder krever komplekse prosedyrer med innføring av ledninger i øyet. I kontrast innebærer Romers konsept å feste et miniatyr solcellepanel til øyeeplet, noe som eliminerer behovet for store ledninger. Denne selvdrevne, bærbare løsningen har som mål å konvertere lys direkte til elektriske impulser som hjernen tolker som visuelle stimuli.
Mens tidligere forskning har utforsket integrasjonen av solceller for å gjenopprette synet, fokuserte Romer på halvledermaterialer som galliumarsenid og galliumindiumfosfid.
Disse materialene gir større fleksibilitet i tuning-egenskaper sammenlignet med konvensjonelle silisiumbaserte enheter. Romer understreker at det trengs høyere spenninger for å stimulere nevroner, noe som krever å kombinere flere solceller. Nåværende forskning er i proof-of-concept-stadiet, og de første eksperimentene viser vellykket plassering av to solceller på et stort overflateareal i laboratoriet.
Det neste trinnet innebærer å miniatyrisere disse cellene til piksler som er egnet for syngjenoppretting, etterfulgt av integrering av ytterligere solceller for å øke utgangsspenningen. Romer spår at fremtidige iterasjoner av teknologien vil være rundt 2 mm² store, med en pikselstørrelse på rundt 50 mikrometer. Det gjenstår imidlertid betydelige hindringer før klinisk implementering, inkludert omfattende laboratorie- og dyreforsøk.
I tillegg krever problemer knyttet til intensiteten av sollys ekstra enheter som briller eller smarte briller for å forsterke solsignaler for pålitelig å stimulere nevroner.
Selv om utsiktene til restaurering av solsyn gir håp for mennesker med degenerative øyesykdommer, venter den praktiske implementeringen på videre utvikling og nøye evaluering. "Det bør bemerkes at selv med effektiviteten til solcellene, kan sollys ikke være sterkt nok til å fungere med disse solcellene implantert i netthinnen," sa Romer i en uttalelse. "Folk må kanskje bruke en slags briller eller smarte briller som fungerer sammen med solceller som er i stand til å forsterke solsignalet til den nødvendige intensiteten som trengs for å pålitelig stimulere nevroner i øyet," la han til.
Les også: