Fotovoltaická protéza sítnice - Photovoltaic retinal prosthesis

Fotovoltaické pole implantované pod degenerovanou sítnici převádí světlo NIR na elektrický proud protékající tkání a stimulující vnitřní neurony sítnice.

Fotovoltaická protéza sítnice je technologie pro obnovení zraku pacientů zaslepených degenerativní sítnice nemoci, jako je retinitis pigmentosa a Věkem podmíněné makulární degenerace (AMD), když pacienti ztratí fotoreceptory „zachycující obraz“, ale neurony při „zpracování obrazu“ jsou vnitřní vrstvy sítnice relativně dobře zachovány [1]. Tento subretinal protéza je navržen tak, aby obnovil zrak pacientů elektrickou stimulací přežívajících vnitřních neuronů sítnice, primárně bipolárních buněk. Fotovoltaické implantáty sítnice jsou zcela bezdrátové a jsou napájeny osvětlením blízkým infračerveným paprskem (880 nm) promítaným z video brýlí. Nevyžadují proto tak složité chirurgické metody, jaké jsou zapotřebí pro jiné implantáty sítnice, které jsou napájeny pomocí extraokulární elektroniky připojené k sítnicové soustavě transsklerálním kabelem [2]. Optická aktivace fotovoltaických pixelů umožňuje změnu velikosti implantátů na tisíce elektrod.

Fotovoltaické pole se 40μm pixely zobrazené na povrchu pigmentového epitelu sítnice.

Studie na potkanech s degenerací sítnice prokázaly, že protetické vidění s takovými subretinálními implantáty zachovává mnoho rysů přirozeného vidění, včetně blikání fúzí při vysokých frekvencích (> 20 Hz), adaptace na statické obrazy, organizace středového prostoru a nelineární součet podjednotek v receptivní pole poskytující vysoké prostorové rozlišení[3]. Mřížka zrakové ostrosti měřená pomocí 70μm pixelů odpovídá limitu hustoty vzorkování (rozteč pixelů)[4]. Klinické hodnocení s těmito implantáty (PRIMA Pixium Vision) se 100 μm pixely začala v roce 2018 a počáteční výsledky již potvrdily, že pacienti skutečně vnímají promítané vzory s prostorovým rozlišením omezeným velikostí pixelu. Implantáty s pixely 50 μm a menšími vyvíjejí Palankerova skupina na Stanfordská Univerzita.

Reference

  1. ^ Wang, Lele; et al. (2012). „Fotovoltaická protéza sítnice: výroba a výkon implantátu“. Journal of Neural Engineering. 9 (4): 046014. doi:10.1088/1741-2560/9/4/046014. PMC  3419261. PMID  22791690.
  2. ^ Mathieson, Keith; et al. (2012). „Fotovoltaická protéza sítnice s vysokou hustotou pixelů“. Fotonika přírody. 6: 391–397. doi:10.1038 / nphoton.2012.104. PMC  3462820. PMID  23049619.
  3. ^ E. Ho; et al. (2018). „Časoprostorové charakteristiky reakce sítnice na fotovoltaickou stimulaci zprostředkovanou sítí“. Journal of Neurophysiology. 119: 389–400. doi:10.1152 / jn.00872.2016. PMC  5867391. PMID  29046428.
  4. ^ H. Lorach; et al. (2015). „Fotovoltaická obnova zraku s vysokou zrakovou ostrostí“. Přírodní medicína. 21: 476–482. doi:10,1038 / nm. 3851. PMC  4601644. PMID  25915832.